Wireless 101
M8 · تجربة
تجربة عملية
راقب الإشارة تضعف مع المسافة

ضع مُرسِلًا ومُستقبِلًا في المشهد ثنائي الأبعاد واقرأ خريطة التغطية في المِنصّة التفاعلية، وتوقَّع — قبل أن تقرأ من الشاشة — فقدان المسار في الفضاء الحرّ عند مسافةٍ معطاة، والقدرة المستقبَلة الباقية، وكم يقتطع جدارٌ خرساني في المسار.

فقدان المسار في الفضاء الحرّ
\text{FSPL} = 20\log_{10}\!\left(\frac{4\pi d}{\lambda}\right)

في الفضاء الحرّ تنتشر الإشارة على كرةٍ تكبر باستمرار، فتهبط القدرة بمقدار 1/d² — فقدان المسار في الفضاء الحرّ FSPL = 20·log10(4πd/λ) يرتفع بمقدار 6 dB كلّما تضاعفت المسافة، وبمقدار 20 dB لكل عقد. وما يغادر المُرسِل عند Ptx يصل عند Ptx − FSPL، ناقصًا ما تمتصّه الجدران في الطريق. وقراءة تلك الأرقام من مشهدٍ ثنائي الأبعاد حقيقي هي كيف تعرف هل ستُغلَق الوصلة قبل أن تبنيها.

1 / 7
Wireless 101
M8 · تجربة
جهّز التجربة
حقلٌ مفتوح

افتح المِنصّة واختر نموذج Open field (no walls) — شعاع واحد، وفقدان مسارٍ حرّ صرف، وهو الحالة المرجعية. اضبط نطاق التردّد على 2.4 GHz وقدرة الإرسال على Ptx = 20 dBm، ثم اسحب المُستقبِل حتى تُظهر قراءة المسافة 100 m. تُسمّي كل خطوة الشيء الوحيد الذي تُغيّره؛ واترك ما عداه كما هو.

اضبط هذه القيم
Preset -> Open field (no walls) Frequency -> 2.4 GHz Ptx -> 20 dBm Distance d -> 100 m (add a wall only in Step 3)

راقب قراءة المسافة، وقراءة القدرة المستقبَلة بالـdBm، وجدول المواد — كل رقم تتوقّعه مطبوع هناك.

2 / 7
Wireless 101
M8 · تجربة
الخطوة 1 من 3
فقدان المسار في الفضاء الحرّ

والمُستقبِل عند d = 100 m والنطاق عند 2.4 GHz، يكون طول الموجة λ = c/f ≈ 0.125 m. توقَّع فقدان المسار في الفضاء الحرّ FSPL = 20·log10(4πd/λ)، ثم اقرأ قراءة خريطة التغطية.

المتوقّع

فقدان المسار هو FSPL = 80.05 dB عند 100 m — وهو مرساةٌ نظيفة: FSPL عند 1 m هو 40.05 dB، وكل عقدٍ من المسافة يضيف 20 dB، فيكون 100 m عند 40.05 + 40 = 80.05 dB.

3 / 7
Wireless 101
M8 · تجربة
الخطوة 2 من 3
القدرة المستقبَلة

ما زالت d = 100 m، و2.4 GHz، وPtx = 20 dBm. في الفضاء الحرّ تكون القدرة المستقبَلة ببساطة Ptx − FSPL. توقَّعها بالـdBm، ثم اقرأ قراءة القدرة المستقبَلة.

المتوقّع

قراءة القدرة المستقبَلة هي Ptx - FSPL = 20 - 80.05 = -60.05 dBm — وهذا بالضبط كيف يحسبها العرض: ما يغادر المُرسِل يصل أضعفَ بهذا القدر بعد الانتشار في الفضاء الحرّ.

4 / 7
Wireless 101
M8 · تجربة
الخطوة 3 من 3
جدارٌ خرساني في الطريق

أضِف جدارًا واحدًا يعترض خطّ النظر مباشرةً واضبط مادّته على Concrete. يفرض العرض فقدان النفاذ الخاصّ بالجدار على أي شعاع يعبره. توقَّع كم dB يقتطعه الجدار الخرساني، ثم اقرأ جدول المواد وهبوط قراءة القدرة المستقبَلة.

المتوقّع

يكلّف الجدار الخرساني 18 dB — وهو فقدان النفاذ للخرسانة في جدول المواد — فتهبط القدرة المستقبَلة من -60.05 dBm إلى نحو -78.05 dBm. جدارٌ خرساني واحد وحده قد يكون الفارق بين وصلةٍ تُغلَق وأخرى لا تُغلَق.

5 / 7
Wireless 101
M8 · تجربة
دورك الآن
افتح المِنصّة

كل ما سبق ينتظرك في المِنصّة. مرِّر التردّد وراقب خريطة التغطية كلّها تخفت، واسحب جدرانًا من موادّ مختلفة عبر المسار وراقب الظلّ يعمُق، وأضِف عاكسات لترى أشعّة المسارات المتعدّدة ترتدّ حول الزوايا وتملأ غرفةً لا يصلها خطّ النظر.

6 / 7
Wireless 101
M8 · تجربة
خلاصة
ما أنجزتَه
  • قرأتَ فقدان المسار في الفضاء الحرّ عند 100 m، FSPL = 80.05 dB عند 2.4 GHz
  • وجدتَ القدرة المستقبَلة، Ptx - FSPL = 20 - 80.05 = -60.05 dBm
  • راقبتَ جدارًا خرسانيًّا يقتطع 18 dB، فيهبط المُستقبِل إلى نحو -78.05 dBm
  • كل قيمة توقّعتها هي حساب فقدان المسار الخاص بالعرض نفسه، لا صورة تقريبية
7 / 7