Dispositivo de comunicación de rf de largo alcance para PCB

Semtech crea un chip de espectro extendido, le corresponde al diseñador del sistema cumplir con las leyes aplicables en su mercado.

Algunos países (Aus IIRC) permiten una potencia significativamente mayor en al menos una de las bandas de UHF ISM si ejecuta un espectro ensanchado con ciertas características, por ejemplo, pero es muy específico para cada país.

Observaría que cualquier comunicación UHF es una línea de visión casi , se realiza a través de edificios y, en cierta medida, las difractas sobre colinas y similares, pero no bien, UHF en un entorno urbano generalmente significa repetidores en edificios altos y mucha potencia (e incluso entonces la confiabilidad es 'dudosa').

También debe tomar estimaciones de rango de hojas de datos con una gran pizca de sal, puede tener fácilmente un punto muerto de 20dB o más solo por multipath, e incluso cuando no lo haga, las estimaciones de rango estarán en el límite de operación, confiabilidad quiere 20dB más que eso (100 veces esa potencia) en un área urbana.

Para darle un sabor de vuelta Cuando la policía de Londres solía estar en VHF (que funciona mejor en situaciones urbanas) las computadoras de mano usualmente están conectadas a un repetidor de 25 vatios en el maletero del automóvil, esa fue la cantidad de energía que llevó a hazlo confiable

La única forma de hacer esto en 433MHz es con una licencia de jamón (entonces puedes correr mucha potencia).

¿No podría simplemente meter un par de módems GSM allí y haberlo hecho sin problemas de cabeza, sin problemas de licencias, dos módulos, dos tarjetas SIM, trabajo hecho?

No puede simplemente transmitir el tipo de potencia que se necesita para recorrer 2 km (supongo que por ahora eso es lo que quiere decir con "KM") en un entorno urbano a 433 MHz. Existen leyes sobre la cantidad de energía que puede emitir a qué frecuencias y qué licencias podrían ser necesarias.

La banda ISM a 434 MHz es muy limitada en la potencia de transmisión permitida. También se limita a un ciclo de trabajo más bien bajo y una tasa de repetición, especialmente para instrumentos desatendidos. Obtienes unos 10s de ms cada 10 segundos si recuerdo bien. Me involucré con un producto que usaba esta frecuencia, y su rango efectivo de RF era de aproximadamente 100 pies.

Esta respuesta es para decir que estás muy lejos de poner algo en una tabla. Debe detenerse y aprender qué es exactamente lo que se le permite hacer, con y sin una licencia, antes de continuar.

[ERROR: corregido el 19 de febrero de 2017. Se utilizó dBm, pero siempre se llamó a 0dBm para ser de 1 vatio] Supongamos que desea una ráfaga de datos de vez en cuando. Legal en esa banda ISM. Permite hacer 100.000 bits por segundo, pero solo una ráfaga de 10 ms. Obtendrás 1,000 bits. DE ACUERDO. El ancho de banda debe ser de aproximadamente 100,000Hz. Aproximadamente. Depende del tipo de modulación. Use OOK ... on_off_Keying, donde simplemente enciende / apaga su transistor PowerAmplifier, controlado por el flujo de bits en serie. Y tome un par de microsegundos para aumentar o disminuir, de modo que su energía transmitida permanezca (en su mayoría) dentro de la banda ISM.

¿Cuánta potencia se necesita? Trabajaremos con 'dBm', dB referido a 1milliWatt. 0dBm es 0.223volts RMS a través de 50 Ohms, o 0.632vPeakPeak, utilizando P = V ^ 2 / R. Primero, calculemos la energía necesaria en la antena del receptor.

-174 dBm / Hertz es el piso de ruido Boltzmann / Nyquist / Johnson (proviene de K * T)

• 50 dB desde 10 * log10 (100,000 bits / segundo) en modulación OOK

• 20 dB para lograr una tasa de error de bits muy baja

• Figura de ruido del receptor descuidado de 5 dB, y otras fallas

• Correspondencia descuidada de 5 dB de la antena a la electrónica del receptor (LNA)

  se convierte en -174dBm + 80dB

-174 + 80 = -94dBm (Sé que 0dBm / 50ohms es 0.632vpp; -100dBm / 50ohms es 6.32uVpp)                    (Esto es 6dB más fuerte, por lo que 12.64uVpp)

¿Qué es la pérdida entre el transmisor y el receptor? Supongamos que las 2 antenas tienen ganancia unitaria, lo que significa que no hay enfoque de la energía radiada. Supongamos una frecuencia de 1 metro (300MHz). Supongamos 10.000 metros de separación, o 6 millas. La pérdida de ruta es 22dB + 10 * log10 [(separación / longitud de onda) ^ 2] == pérdida de 102dB. Por lo tanto, [ERROR: 1 vatio] 1milliWatt, irradiado de manera uniforme, se convierte en -102dBm, a 6 millas.

Como han mencionado otras personas, el entorno urbano no es una línea de visión, por lo que es prudente otro margen de 20 dB. Si no más. No eres línea de visión.

¿Qué tan saludable es el enlace de datos? Compare el piso del receptor (RF) con TXpower + PathLoss (TXPL). Parece que necesita RF: (- 94) - TXPL: (- 102) = + 6dB de señal adicional, porque la potencia recibida (TXPL) es 6db más débil que la que necesita el receptor (RF). Nuestro enlace de datos está 6dB por debajo de lo que requiere un enlace robusto.

Suma Multipath + Linkshortage: 20 + 6 == + 20dB en la cima de 1milliWatt, o + 26dBm que es de 400 miliWatt.

Trabajar a 433MHz requiere unos pocos dB más de potencia, digamos 1 vatio.