Funkstreckenbudget berechnen

Prüfen Sie mit den Werten Ihres Funkmoduls und Ihrer Antennen eine Richtung der Funkstrecke. Nutzen Sie freien Raum als Referenz oder geben Sie einen gemessenen beziehungsweise untersuchten Pfadverlust ein.

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Sender

Leistung am Anschluss des Funkmoduls vor Kabel und Antenne.

dBm

Verwenden Sie den Gewinn gegenüber einer isotropen Antenne in Richtung der Funkstrecke.

dBi

Geben Sie einen positiven Verlust ein; er wird einmal abgezogen.

dB
Funkstrecke

Nur Frequenzbeispiele

Eingabe des Pfadverlusts
MHz

Geben Sie Meter ein: 1 km sind 1.000 m. Beide Antennen müssen im Fernfeld liegen.

m

Null bedeutet eine ideale Referenz. Geben Sie nur einen durch Standortmessung oder Studie begründeten Zuschlag ein; es wird kein Wandverlust angenommen.

dB

Zwischen den Antennen-Bezugspunkten. Lassen Sie Antennengewinne und Kabelverluste weg, die bereits anderswo eingegeben wurden.

dB
Empfänger und Reserve
dBi
dB

Verwenden Sie den vorzeichenbehafteten Datenblattwert für Ihren Funkmodus, zum Beispiel −95 dBm.

dBm

Ein veränderbares Planungsziel, kein empfohlener Mindestwert für jede Verbindung. Diese Reserve bleibt nach den obigen Pfadverlusten übrig.

dB

Abstand zur Empfängerempfindlichkeit

7dB

Aus der von Ihnen angegebenen Streckendämpfung berechnet.

Geschätzte Empfangsleistung
−88 dBm
EIRP
11 dBm
Angesetzte Streckendämpfung
100 dB
Unter der angestrebten Fading-Reserve
3 dB

Eine positive Reserve beweist keine Funkabdeckung. Prüfen Sie beide Übertragungsrichtungen und den Paketempfang an den vorgesehenen Installationsorten.

So wird es berechnet
  1. EIRP = PTX − LTX + GTX=10 − 1 + 2=11 dBm
  2. PRX = EIRP − Lpath + GRX − LRX=11 − 100 + 2 − 1=-88 dBm
  3. Reserve = PRX − Empfängerempfindlichkeit=-88 − (-95)=7 dB
  4. Abstand zum Zielwert = Reserve − Zielwert=7 − 10=-3 dB

Die geschätzte Empfangsleistung beträgt -88 dBm und liegt damit 7 dB über der Empfängerempfindlichkeit von -95 dBm. Die angestrebte Fading-Reserve von 10 dB wird in dieser Berechnung nicht erreicht.

Tipp: Verwenden Sie die Empfängerempfindlichkeit für die tatsächliche Datenrate, Bandbreite und Modulation. Wiederholen Sie die Rechnung mit vertauschten Sender- und Empfängerrollen.

Das Budget ohne doppelt gezählte Verluste aufbauen

Ein Funkstreckenbudget führt Sendeleistung, Antennengewinne und Verluste in einer Rechnung zusammen. Es schätzt die Leistung am Empfängereingang und vergleicht sie mit der Empfindlichkeit für den gewählten Funkmodus. Berechnen Sie die Gegenrichtung separat: Ein starker Gateway-Sender erhöht nicht die Reichweite eines Sensors mit geringer Sendeleistung.

Freier Raum ist eine Referenz, keine Vorhersage für einen Technikraum. Verwenden Sie einen gemessenen oder untersuchten Pfadverlust, wenn er vorliegt. Ein Metallschrank, bewegte Maschinen und benachbarte Sender können die Paketzustellung ändern, obwohl der Abstand zwischen den Funkmodulen gleich bleibt.

Sendeleistung und EIRP

EIRP = Funkleistung in dBm − Speiseleitungsverlust in dB + Antennengewinn in dBi

Beginnen Sie am Funkanschluss. Berücksichtigen Sie Kabel-, Stecker- und Filterverluste zwischen diesem Punkt und der Antenne. Wenn das Datenblatt bereits EIRP angibt, addieren Sie den Antennengewinn nicht erneut. EIRP beschreibt die gerichtete abgestrahlte Leistung gegenüber einer isotropen Antenne; dieses Werkzeug prüft keine regulatorischen Grenzwerte.

Ausbreitung

Freiraumverlust = 20 log₁₀(4πdf / c)

Die ITU-R-Referenz verwendet Entfernung und Wellenlänge in denselben Einheiten. Hier wird die Frequenz in MHz und die Entfernung in Metern eingegeben; der Rechenkern wandelt die Frequenz in Hz um und verwendet c = 299.792.458 m/s. Fernfeldbedingungen hängen von Antennengröße und Wellenlänge ab. Der eingegebene Entfernungsbereich belegt nicht, dass diese Bedingungen erfüllt sind.

Empfangssignal

Empfangspegel in dBm = EIRP − Pfadverlust + Empfangsantennengewinn − Empfangs-Speiseleitungsverlust

Ein eingegebener bekannter Pfadverlust schließt die Antennengewinne und Speiseleitungsverluste aus, die in eigenen Feldern stehen. Wenn Sie den Pfadverlust aus RSSI ableiten, berücksichtigen Sie diese Gewinne und Verluste zuerst. Einen gesondert geschätzten Abschattungsverlust fügen Sie nur im Freiraummodus hinzu; ein bekannter gesamter Pfadverlust enthält den Ausbreitungsverlust bereits.

Reserve

Reserve = Empfangspegel in dBm − Empfängerempfindlichkeit in dBm

Behalten Sie das Minuszeichen bei der Empfindlichkeit bei. Ein Signal mit −80 dBm liegt 15 dB über einer Empfindlichkeit von −95 dBm. Werden 10 dB für Fading reserviert, bleiben 5 dB oberhalb dieses Ziels. Ein Ziel von null lässt keine bewusst eingeplante Reserve; eine negative Reserve liegt unter der eingegebenen Empfindlichkeit.

Beispiele: Funkstreckenbudget

Bekannter Pfadverlust von 100 dB

Die EIRP beträgt 11 dBm. Der Empfangspegel ist 11 − 100 + 2 − 1 = −88 dBm. Das sind 7 dB über der Empfängerempfindlichkeit und 3 dB unter dem eingegebenen Ziel von 10 dB Fadingreserve.

Abstand zur Empfängerempfindlichkeit 7 dB Im Rechner öffnen

Freiraumreferenz über 100 m bei 2,4 GHz

Der Freiraumverlust beträgt ungefähr 80,05 dB. Der geschätzte Empfangspegel liegt bei −68,05 dBm und die Reserve bei 26,95 dB. Wände, Bodenreflexionen und Störungen sind in diesem Beispiel nicht enthalten. Es belegt nicht, dass eine Funkverbindung im Gebäude funktioniert.

Abstand zur Empfängerempfindlichkeit 26,95 dB Im Rechner öffnen

Fragen zu Funkstreckenbudget

Bedeutet eine positive Reserve, dass die Funkverbindung funktioniert?

Sie bedeutet, dass die Rechnung über der eingegebenen Empfängerempfindlichkeit liegt. Diese wird für bestimmte Funkeinstellungen und ein Fehlerkriterium gemessen. Störungen, Fading, Paketkollisionen und ein verdeckter Pfad können eine zuverlässige Zustellung trotzdem verhindern. Prüfen Sie Paketzustellung und aktuelle Zeitstempel am tatsächlichen Installationsort.

Welche Fadingreserve sollte ich verwenden?

Verwenden Sie das Ziel aus dem Entwurf der Funkverbindung oder der Standortstudie. Der Startwert von 10 dB ist ein veränderbares Beispiel, keine allgemeingültige Empfehlung. Veränderlichere Bedingungen erfordern einen begründeten Zuschlag; keine einzelne Zahl ersetzt eine Standortprüfung.

Kann ich die Zigbee- oder LoRaWAN-Abdeckung schätzen?

Verwenden Sie Funkeinstellungen und Antennendaten des genauen Geräts. Die Rechnung gilt für eine einzelne Funkstrecke, nicht für Mesh-Routing oder Netzkapazität. Eine LoRaWAN-Empfindlichkeit muss zum Spreizfaktor, zur Bandbreite und zu den anderen Funkeinstellungen passen. Berechnen Sie Uplink und Downlink, wenn die Anwendung beide benötigt.

Worin unterscheiden sich dB, dBm und dBi?

dB beschreibt ein Verhältnis. dBm ist eine absolute Leistung bezogen auf 1 mW. dBi beschreibt den Antennengewinn gegenüber einem isotropen Strahler. Die Addition eines Gewinns oder Subtraktion eines Verlusts in dB ändert einen Leistungspegel in dBm; zwei Leistungen in dBm werden nicht durch Addition zusammengeführt.

Grenzen dieses Ergebnisses

  • Freiraumausbreitung ist eine Fernfeldreferenz. Wände, Gelände, Bodenreflexionen, Antennenausrichtung, Störungen und Abschattung der Fresnelzone werden nicht berechnet. Ein Zusatzverlust ist Ihre Annahme, kein Gebäudemodell.
  • Ein Pegelabstand oberhalb der Empfängerempfindlichkeit belegt weder Innenraumabdeckung noch Paketzustellung, Durchsatz oder bidirektionale Kommunikation. Die Empfängerempfindlichkeit hängt vom angegebenen Funkmodus und Fehlerkriterium ab.
  • Die Frequenzauswahl bietet nur Rechenbeispiele und erteilt keine Genehmigung zur Nutzung eines Frequenzbands. EIRP wird berechnet, aber regionale Sendegrenzen, Duty-Cycle-Regeln und Gerätezulassungen werden nicht geprüft.

Verwandte Leitfäden

Quellen

  1. Calculation of free-space attenuation (öffnet in einem neuen Tab) ITU-R, P.525-5, November 2024, equation 5; accessed 2026-09-26
  2. Achieving Optimum Radio Range (öffnet in einem neuen Tab) (PDF) Texas Instruments, SWRA479A, revised September 2017, sections 2.2–2.5; accessed 2026-09-26