Возможна ли дальность 50 км + в LoRa?

Я прочитал эту статью, в которой говорилось, что я могу пройти до 50 км с помощью модуля LoRa.

Но когда я читаю описание продукта, там написано, что встроенный диапазон составляет всего 16 км, поэтому мне, очевидно, нужна антенна. Но какую антенну я могу использовать, чтобы мой модуль LoRa длиной 16 км мог достичь 50 км?

Будет ли что-то подобное работать?

Кажется, что по протоколу LoRa возможна дальность не менее 440 км (т.е. нет предположения о времени полета, как в GSM).

Правильный способ ответить на этот вопрос, посмотрев на бюджет ссылки для вашего механизма приема / передачи. Хотя основные вычисления просты, знание правильного способа сделать это не так просто.

Для приема полезного сигнала приемнику необходимо определенное отношение сигнал / шум (определяемое допустимым коэффициентом ошибок и характеристиками модуляции). Вы можете найти некоторые онлайн примеры того, как рассчитать это (для LoRa или чего-то подобного).

Сигнал поступает от мощности передачи, плюс усиление антенны, минус потери в свободном пространстве (расчет дальности), минус любое затенение от отсутствия прямой видимости, плюс усиление антенны.

Шум исходит от среды приема или теплового шума (в зависимости от того, что больше всего) и коэффициента шума усилителя, а также от любых многолучевых помех, которые не компенсируются задержкой в ​​приемнике.

Предполагая, что при использовании простой антенны (сферическое равномерное излучение) возможен диапазон 16 км, вы просите увеличить дальность действия в 3,125 раза или увеличить мощность в 9,77 раза. Обычно это около 10 дБ, так что в грубом приближении вам нужно усиление антенны на 5 дБ выше «тривиальной» антенны на каждом конце. Если вы стремитесь к 7 дБ на каждом конце, это дает вам небольшой запас для других факторов, которые вы не учли, несовершенства в вашей сборке и т. Д.

Еще одним осложнением является то, что указанный диапазон в 16 км, вероятно, находится в пределах горизонта антенны, близкой к земле, но для достижения линии прямой видимости в 50 км вам необходимо поднять один или оба конца на несколько метров.

Во-первых, ваш вопрос, кстати, не подлежит обсуждению, так как никто не может сказать, что будет работать в неизвестной среде. Например, если между двумя модулями огромный холм или большой город, он не будет работать. Но если ваш модуль прикреплен к баллону, который имеет высоту 38 км , то вы, возможно, хорошо.

Хотя воздушный шар находился на высоте 38,772 км (около 127204,7 фута) где-то недалеко от границы между Германией и Нидерландами, он был обнаружен узлом The Things Network во Вроцлаве, Польша, на расстоянии 702,676 км или около 436 миль.

Но то, что я считаю это более реалистичными данными. Они достигли примерно 18,3 км при хорошей прямой видимости и лучшей антенне, чем та, которую вы подключили.

• Может оказаться возможным достичь большей дальности, особенно при использовании антенны шлюза с более высоким усилением [...]

• Для достижения наилучших рабочих характеристик желательно наличие прямой видимости или ближней видимости. Рекомендуется поднять антенну шлюза (например, на здании или мачте) вместе с обследованием площадки, чтобы определить наилучшее место для размещения антенны шлюза. [...]

• Дальность действия в городской среде выходит за рамки этого испытания, но 1-2 километра (в зависимости от окружающей среды) должно быть возможно в городской среде с некоторой степенью проникновения в здание.

В итоге, чтобы увеличить диапазон:

• Поднимите свои антенны.
• Используйте антенны с более высоким усилением.
• Используйте направленные антенны, а не всенаправленные.

Но имейте в виду, что в конце вы всегда будете ограничены окружающей средой.

Вот довольно подробное исследование по теме, которую стоит прочитать.

Попробуйте антенну Яги. Как приемнику, так и передатчику понадобится антенна, и они должны быть выровнены друг с другом (прямой видимости). Всего несколько степеней неточности приведут к плохому приему. В Интернете есть различные руководства по антеннам yagi для DIY и программы калькулятора yagi с открытым исходным кодом, которые рассчитают необходимые размеры для антенны 868 МГц и балуна. Вы можете купить большую часть расходных материалов, таких как толстый медный провод или алюминиевые стержни, в большинстве хозяйственных магазинов (Home Depot, Lowes). Вам, вероятно, придется искать в Интернете адаптеры SMA (узнайте разницу между SMA и RP-SMA) для подключения антенн и приличного коаксиального кабеля. Если вы собираетесь попробовать это, я предлагаю вам купить RTL-SDR (20 долларов США) для радио-отладки. Я сомневаюсь, что вы достигнете 50 км, хотя. Если вы увеличили уровень мощности на 50 км, по крайней мере, в США, вы вероятно, нарушил бы законы FCC. Я думаю, что максимальная мощность составляет 25 мВт