Wireless 101
M08 · L01
الوحدة 8 · الدرس 1

كم واطاً يصل فعلاً

أعطتك الوحدة 7 الكسب والفتحة الفعّالة وتوقّفت خطوةً قبل النهاية. وهذه هي الجملة الناقصة: كذا واط دخلاً، وهوائيان، وd متراً من العدم — فكم يخرج؟

01 / 11
Wireless 101
M08 · L01
الخطوة الأولى

القدرة تنتشر على سطح كرة

كل الـPt ما زالت موجودة عند المسافة d — مدهونةً على 4πd² متراً مربّعاً. لم يُمتصّ شيء. القدرة أرقّ لا أقلّ.

كثافة القدرة · والـ EIRP هو PtGt
S = \frac{P_t G_t}{4\pi d^2}
02 / 11
Wireless 101
M08 · L01
الخطوة الثانية

مضروبةً في الفتحة

أعطاك الدرس M7-L1 أن Ae = λ²Gr/4π. اضرب الكثافة في المساحة فتسقط فرايس في سطر. ولاحظ من أين دخلت λ: من الهوائي لا من الفضاء.

معادلة فرايس للإرسال
P_r = P_t G_t G_r \left(\frac{\lambda}{4\pi d}\right)^{\!2}
03 / 11
Wireless 101
M08 · L01
ثلاثة ثوابت، معادلة واحدة

فقد المسار بالديسيبل

الفقد = (4πd/λ)²، فيكون بالديسيبل 20log d + 20log f زائد ثابتٍ لا يتوقّف إلا على الوحدات التي كتبتها. الأمتار والهرتز، ثم 60 ديسيبل لكل إعادة قياس.

m · Hz
−147.55
km · MHz
+32.45
km · GHz
+92.45
04 / 11
Wireless 101
M08 · L01
مثال محسوب

2.4 غيغاهرتز على 100 متر

  • 20log(0.1 كم) = −20.00 ديسيبل
  • 20log(2.4) = +7.60 ديسيبل
  • 92.45 − 20.00 + 7.60 = 80.05 ديسيبل

تحقّق من التعريف: λ = 12.5 سم، و4πd/λ = 10,053، و20log(10,053) = 80.05 ديسيبل. جزءٌ من مئة مليون.

05 / 11
Wireless 101
M08 · L01
جرّبها

هل تُغلَق الوصلة؟

مرسِلٌ بواط واحد، وحساسية مستقبِلٍ −100 dBm. اجتَح المسافة والتردّد؛ والخطّ المتقطّع هو حيث تنتهي الموازنة.

FSPL 79.8 dB · Pr −43.8 dBm تُغلَق ✓
المسافة 97.8 m
التردّد 2.39 GHz
الكسب +6 dBi
06 / 11
Wireless 101
M08 · L01
موازنة وصلة ساتلية

36,000 كم عند 12 غيغاهرتز

  • 92.45 + 91.13 + 21.58 = 205.2 ديسيبل فقداً للمسار
  • 20 + 35 − 205.2 − 1.5 + 40 − 0.5 = −112.2 dBW
  • أي −82.2 dBm، نحو 6 بيكوواط
  • أرضية الضجيج kTB عند 150 كلفن و27 ميغاهرتز: −132.5 dBW

نسبة حاملٍ إلى ضجيج مقدارها 20.3 ديسيبل — تُغلَق، والـ13 ديسيبل الفائضة هي ما سيأخذه المطر.

07 / 11
Wireless 101
M08 · L01
التربيع العكسي بالديسيبل

ستّة ديسيبلات لكل مضاعفة

ضِعف المسافة أربعة أضعاف المساحة، وأربعة أضعاف في القدرة هي 6.02 ديسيبل. وعشرة أضعاف المسافة 20 ديسيبل. فيصعد الفقد بثباتٍ 20 ديسيبل لكل عشرية — خطّاً مستقيماً على محور لوغاريتمي.

وحدٌّ تتجاهله الصيغة
يبلغ الفقد صفر ديسيبل عند d = λ/4π. وأقرب من ذلك تكون في المجال القريب ولا شيء من هذا يصحّ.
08 / 11
Wireless 101
M08 · L01
أكثر نتيجةٍ يُساء فهمها

التردّدات العالية لا تفقد أكثر

لا شيء في الفضاء الحرّ يمتصّ. الـ+20log f جاءت من Ae = λ²G/4π — فهوائي ثابت الكسب يتقلّص. ثبّت قطر الطبق عوضاً عن ذلك فتنتقل λ إلى المقام.

فرايس بصورة الفتحات
P_r = \frac{P_t A_{e,t} A_{e,r}}{\lambda^2 d^2}
09 / 11
Wireless 101
اختبار سريع

تحقّق ممّا ثبت

أربعة أسئلة من هذا الدرس. أجب لترى السبب — يظهر الشرح سواء أصبتَ أم أخطأت. ولا شيء يُسجَّل أو يُحفَظ.

السؤال 1 من 0
النتيجة 0/0

10 / 11
Wireless 101
M08 · L01
خلاصة

ما تعلّمته

  • فرايس = انتشارٌ (4πd²) ثم جمعٌ (Ae)
  • الفقد بالديسيبل: −147.55 أو +32.45 أو +92.45
  • 20 ديسيبل لكل عشرية؛ و80.05 ديسيبل عند 100 م و2.4 غيغاهرتز
  • قفزةٌ إلى مدارٍ ثابت عند 12 غيغاهرتز تكلّف 205.2 ديسيبل
  • الكسب الثابت يخسر 14 ديسيبل؛ والطبق الثابت يكسب 14
التالي في الوحدة 8
11 / 11