Calculateur d'Atténuation par Distance

Physique de Propagation des Signaux

Calculez comment la force du signal diminue avec la distance en utilisant la loi du carré inverse. Essentiel pour les communications sans fil, l'ingénierie RF et la compréhension de la propagation des signaux.

Exemples

Cliquez sur n'importe quel exemple pour le charger dans le calculateur.

Propagation de Signal Wi-Fi

Propagation de Signal Wi-Fi

Calcul typique de la force du signal d'un routeur Wi-Fi 2,4 GHz dans un environnement intérieur.

Signal Initial: 20 dBm

Distance Initiale: 1 m

Distance Cible: 15 m

Fréquence: 2.4 GHz

Facteur d'Environnement: 3.0

Signal de Tour Cellulaire

Signal de Tour Cellulaire

Calcul de la force du signal cellulaire depuis une station de base en environnement urbain.

Signal Initial: 43 dBm

Distance Initiale: 100 m

Distance Cible: 1000 m

Fréquence: 1.8 GHz

Facteur d'Environnement: 2.5

Communication Satellite

Communication Satellite

Calcul de perte de trajet en espace libre pour une liaison de communication satellite.

Signal Initial: 50 dBm

Distance Initiale: 1000 m

Distance Cible: 35786000 m

Fréquence: 12.0 GHz

Facteur d'Environnement: 2.0

Loi Simple du Carré Inverse

Loi Simple du Carré Inverse

Calcul de base de la loi du carré inverse sans considérations de fréquence.

Signal Initial: 100 dBm

Distance Initiale: 1 m

Distance Cible: 5 m

Facteur d'Environnement: 2.0

Autres titres
Comprendre l'Atténuation par Distance : Un Guide Complet
Explorez les principes fondamentaux de la propagation des signaux, la loi du carré inverse, et comment la distance affecte la force du signal dans divers systèmes de communication.

Qu'est-ce que l'Atténuation par Distance ?

  • Le Concept Fondamental
  • Pourquoi les Signaux S'affaiblissent avec la Distance
  • La Loi du Carré Inverse
L'atténuation par distance est le phénomène où la force du signal diminue à mesure que la distance depuis la source augmente. C'est un principe fondamental en physique qui affecte tous les types de propagation d'ondes, y compris les ondes électromagnétiques utilisées dans les communications sans fil, les ondes sonores et les ondes lumineuses.
La Physique derrière l'Atténuation des Signaux
Lorsqu'un signal est transmis depuis une source, il se propage dans toutes les directions (pour un radiateur isotrope). À mesure que le signal voyage plus loin de la source, la même quantité d'énergie est distribuée sur une zone plus grande. Cela entraîne une diminution de la force du signal par unité de surface, ce que nous percevons comme l'atténuation du signal.
La Loi du Carré Inverse
La loi du carré inverse stipule que l'intensité d'un signal est inversement proportionnelle au carré de la distance depuis la source. Mathématiquement, cela s'exprime comme : I ∝ 1/d², où I est l'intensité du signal et d est la distance depuis la source.

Concepts Clés :

  • La force du signal diminue de 6 dB quand la distance double
  • À 2x la distance, le signal est 1/4 aussi fort
  • À 3x la distance, le signal est 1/9 aussi fort

Guide Étape par Étape pour Utiliser le Calculateur d'Atténuation par Distance

  • Comprendre Vos Entrées
  • Choisir les Bons Paramètres
  • Interpréter les Résultats
Ce calculateur vous aide à prédire comment la force du signal changera avec la distance. Suivez ces étapes pour obtenir des résultats précis pour votre application spécifique.
1. Déterminer la Force du Signal Initiale
Commencez par mesurer ou obtenir la force du signal à une distance connue de la source. C'est votre point de référence. Les unités communes incluent dBm (décibels relatifs à 1 milliwatt), Watts ou Volts. Par exemple, un routeur Wi-Fi pourrait avoir une force de signal de 20 dBm à 1 mètre.
2. Définir Vos Paramètres de Distance
Entrez la distance initiale où votre force de signal a été mesurée, et la distance cible où vous voulez calculer le signal atténué. Les deux distances doivent être dans les mêmes unités (généralement mètres).
3. Considérer la Fréquence et l'Environnement
Pour des calculs plus précis, incluez la fréquence du signal. Les fréquences plus élevées subissent plus d'atténuation. Le facteur d'environnement tient compte des pertes supplémentaires dans différents environnements : 2.0 pour l'espace libre, 2.5-3.0 pour les zones urbaines, et 3.0-4.0 pour les environnements intérieurs.
4. Analyser Vos Résultats
Le calculateur fournit trois sorties clés : la force du signal atténuée à votre distance cible, la perte de trajet totale en dB, et le rapport d'atténuation. Utilisez ces valeurs pour évaluer si votre signal sera assez fort pour une communication fiable.

Seuils de Force de Signal Communs :

  • Wi-Fi : -30 dBm (excellent), -50 dBm (bon), -70 dBm (moyen), -80 dBm (faible)
  • Cellulaire : -50 dBm (excellent), -70 dBm (bon), -90 dBm (moyen), -110 dBm (faible)
  • Satellite : -60 dBm (excellent), -80 dBm (bon), -100 dBm (moyen), -120 dBm (faible)

Applications Réelles de l'Atténuation par Distance

  • Communications Sans Fil
  • Diffusion et Médias
  • Communications Satellite et Spatiales
Comprendre l'atténuation par distance est crucial dans de nombreuses applications réelles où la propagation des signaux joue un rôle vital.
Planification de Réseaux Sans Fil
Les ingénieurs réseau utilisent les calculs d'atténuation par distance pour concevoir des réseaux sans fil. Ils doivent déterminer le placement optimal des points d'accès, estimer les zones de couverture, et assurer une force de signal adéquate dans tout le réseau. Ceci est essentiel pour les réseaux Wi-Fi, les systèmes cellulaires et les déploiements IoT.
Diffusion et Médias
Les diffuseurs radio et télévision doivent comprendre comment leurs signaux se propageront pour assurer une couverture adéquate. Les calculs d'atténuation par distance aident à déterminer les exigences de puissance des émetteurs et le placement optimal des antennes pour une zone de couverture maximale.
Communications Satellite
Les liaisons satellite opèrent sur de vastes distances, faisant de l'atténuation par distance un facteur critique. Les ingénieurs doivent tenir compte de l'énorme perte de trajet lors de la conception de systèmes de communication satellite, assurant qu'une force de signal suffisante atteigne la Terre depuis les satellites en orbite géostationnaire (35 786 km).

Exemples d'Applications :

  • Optimisation du placement de routeurs Wi-Fi dans les maisons et bureaux
  • Planification et optimisation de couverture de tours cellulaires
  • Calculs de force de signal de télévision satellite
  • Conception de systèmes d'identification par radiofréquence (RFID)

Idées Fausses Communes et Méthodes Correctes

  • Atténuation Linéaire vs Logarithmique
  • Dépendance à la Fréquence
  • Facteurs Environnementaux
Plusieurs idées fausses existent sur la façon dont les signaux s'atténuent avec la distance, ce qui peut mener à une mauvaise conception et performance du système.
Idée Fausse : La Force du Signal Diminue Linéairement
Beaucoup de gens supposent que doubler la distance réduit de moitié la force du signal. C'est incorrect. Selon la loi du carré inverse, doubler la distance réduit la force du signal à 1/4 de la valeur originale (une diminution de 6 dB). Cette relation exponentielle est cruciale pour une planification précise du système.
Idée Fausse : Toutes les Fréquences S'Atténuent Également
Les fréquences plus élevées subissent plus d'atténuation que les fréquences plus basses en raison d'une absorption et d'une diffusion accrues. C'est pourquoi le Wi-Fi 5 GHz a une portée plus courte que le Wi-Fi 2,4 GHz, et pourquoi les communications satellite utilisent souvent des fréquences plus basses pour les liaisons longue distance.
Ignorer les Facteurs Environnementaux
Les environnements réels ajoutent une atténuation significative au-delà de la perte de trajet théorique en espace libre. Les bâtiments, arbres, conditions atmosphériques et autres obstacles peuvent dramatiquement affecter la propagation des signaux. Considérez toujours le facteur d'environnement dans vos calculs.

Compréhension Correcte :

  • La force du signal suit la loi du carré inverse, pas une relation linéaire
  • Les fréquences plus élevées nécessitent plus de puissance pour la même couverture
  • Les facteurs environnementaux peuvent ajouter 10-20 dB de perte supplémentaire

Dérivation Mathématique et Exemples

  • La Formule de la Loi du Carré Inverse
  • Perte de Trajet en Espace Libre
  • Exemples de Calculs Pratiques
La fondation mathématique de l'atténuation par distance est basée sur les principes fondamentaux de propagation d'ondes et de conservation d'énergie.
Dérivation de la Loi du Carré Inverse
Considérez une source ponctuelle rayonnant de l'énergie uniformément dans toutes les directions. À la distance r₁, la puissance est distribuée sur une sphère avec une surface 4πr₁². À la distance r₂, la même puissance est distribuée sur la surface 4πr₂². Le rapport d'intensité est : I₂/I₁ = (4πr₁²)/(4πr₂²) = (r₁/r₂)². Cela nous donne la relation du carré inverse.
Formule de Perte de Trajet en Espace Libre
Pour les ondes électromagnétiques, la perte de trajet en espace libre (FSPL) en décibels est : FSPL = 20 log₁₀(d) + 20 log₁₀(f) + 147,55, où d est la distance en mètres et f est la fréquence en Hz. Cette formule tient compte des effets de distance et de fréquence.
Méthode de Calcul Pratique
Pour calculer la force du signal atténuée : P₂ = P₁ - 20 log₁₀(d₂/d₁) - FSPLadditional, où P₁ est la puissance initiale en dBm, d₁ et d₂ sont les distances, et FSPLadditional tient compte des facteurs de fréquence et environnementaux.

Exemples de Calculs :

  • Wi-Fi à 2,4 GHz : 20 dBm à 1m devient -40 dBm à 100m
  • Cellulaire à 1,8 GHz : 43 dBm à 100m devient -17 dBm à 1km
  • Satellite à 12 GHz : 50 dBm à 1km devient -180 dBm à 35 786km