RF-gevoeligheid:wat u moet weten voor M2M-communicatie

Als je in de Internet of Things (IoT)-ruimte of draadloos in het algemeen bent, heb je waarschijnlijk gehoord over RF-gevoeligheid of ontvangergevoeligheid. Maar als u geen elektrotechnisch ingenieur bent (misschien bent u meer aan de zakelijke kant), kan het een verwarrende term zijn. Dat is dus het idee achter dit artikel - we willen u IoT-zakenmensen alles laten zien wat u moet weten over RF-gevoeligheid en de rol die het speelt bij het ontwerpen van een IoT-product voor succes.

Laten we beginnen met een back-up van slechts een stap. RF-gevoeligheid is slechts een onderdeel van de linkbudgetvergelijking, dus we beginnen daar:

Wat is een linkbudget?

Ontvangen vermogen (dBm) =verzonden vermogen (dBm) + winst (dB) − Verliezen (dB)

Een linkbudget is de boekhouding van alle winsten en verliezen die optreden in het draadloze signaal van het zendende apparaat wanneer het door verschillende connectoren, antennes, open lucht, enz. gaat op weg naar de ontvanger in een draadloos communicatiesysteem. Als u naar de eenvoudige vergelijking hierboven kijkt, kunt u zien hoe dit wordt weergegeven. Hier is een belangrijke opmerking om in gedachten te houden:dBm is een echte maatstaf voor vermogen (zoals een watt). Omdat dBm op een logaritmische schaal wordt gemeten, is het gemakkelijk om rekening te houden met een linkbudget, aangezien alle verliezen exponentieel zijn. De kleine "m" in dBm geeft aan dat het verwijst naar een milliwatt (dus 0dBm =1 mW, 10 dBm =10 mW, 20 dBm =100 mW, 30 dBm =1 W RF-vermogen).

Aan de andere kant is dB slechts een relatieve term. Een verlies van 3 dB is een verlies van 50%, maar is niet absoluut (50% van 10 dBm is 7 dBm, 50% van -110 dBm is -113 dBm).

Nu hoop ik dat je niet gevoelig bent, want we gaan beginnen met een linkbudget te vergelijken met een gezinsbudget . In de vergelijking ziet u het volgende:

De uitgang van de zender =uw gezinsinkomen.

De gevoeligheid van de ontvanger =Wat je aan het einde van de maand over moet hebben voor eten.

Dit zijn verliezen die allemaal een deel van je energie kosten (zoals je gezinsuitgaven die een deel van je spaargeld opslokken):

• Voortplantingsverliezen =Huur, aangezien dit meestal het grootste verlies is. Dit is de verspreiding van RF-energie naarmate het signaal dissipeert. Over het algemeen groeit deze term als het kwadraat van de afstand in "vrije ruimte" of als de afstand tot de macht vier langs de grond, omdat de RF-golf zichzelf verstoort wanneer deze van de grond weerkaatst.
• Verzwakkingsverliezen =Autobetalingen, aangezien het al dan niet een grote term is in het linkbudget. Dit zijn verliezen die verband houden met voortplanting door ander materiaal dan lucht, zoals muren. Als je er klaar voor bent serieus aan de slag te gaan met linkbudgetten, is dit document een uitstekende bron over RF-verzwakking door middel van verschillende bouwmaterialen.
• Verliezen connectoren
• Zend antenneverlies
• Ontvangstantenne verliezen: Vaak zijn antennes op kleine IoT-apparaten slechter dan je denkt. U kunt gemakkelijk 10 dB of meer verliezen als uw antenne "elektrisch klein" is of minder dan ongeveer ¼ van de golflengte lang is. Er is een fysieke limiet aan de efficiëntie van een dergelijke antenne.

Wat is ontvanger- of RF-gevoeligheid?

In meer typische termen gedefinieerd, is de gevoeligheid van de ontvanger de minimale grootte van het ingangssignaal dat u nodig hebt op basis van een gespecificeerde signaal-ruisverhouding om een ​​minimaal foutenpercentage te bereiken. In termen van een gezinsbudget is dat hetzelfde als zeggen dat als je weet hoeveel je moet budgetteren voor voedsel (gevoeligheid), je kunt berekenen hoeveel je aan inkomen moet verdienen (de output van de zender), gezien je padverliezen (overige uitgaven).

Laten we dit samenvoegen...

Als je +18 dBm zendt en 150dB verlies (kosten) hebt, houd je -132 dBm aan energie over bij de ontvanger. Als de gevoeligheid van je ontvanger -140 dBm is, ben je goud waard (in wezen ben je een DINK - dubbel inkomen, geen kinderen). Als je een groot gezin te voeden hebt (een hoge datasnelheid of een mindere radiotechnologie) en de gevoeligheid van je ontvanger is slechts -120 dBm, dan heb je pech.

Dus dat is misschien een te grote vereenvoudiging van een RF-gevoeligheidsvergelijking, maar het is belangrijk om het bredere concept in gedachten te houden voor M2M-communicatie. Als je je over een paar dagen niets meer herinnert van dit artikel, schrijf dan dit op:hoe groter de gevoeligheid, hoe groter het bereik.

Vraag je je af waarom we hierover schrijven? De Wide Area, Low Power-technologie van Link Labs bereikt een gevoeligheid van meer dan -140 dBm, waardoor het een vele malen groter bereik heeft dan Zigbee, Bluetooth of WiFi. Lees meer over die technologie door hieronder te klikken...