É possível um alcance de 50 km + em LoRa?

Eu li este artigo que dizia que eu poderia chegar a 50 km com um módulo LoRa.

Mas quando leio a descrição do produto, ele diz que o alcance embutido é de apenas 16 km, então obviamente preciso de uma antena. Mas que tipo de antena posso usar para que meu módulo LoRa de 16 km chegue a 50 km?

Will algo como isso funciona?

Parece que um alcance de pelo menos 440 km é possível com o protocolo LoRa (ou seja, não há suposição de tempo de voo como no GSM).

A maneira correta de responder a essa pergunta é consultando o orçamento do link para seu arranjo de transmissão / recebimento. Embora os cálculos básicos sejam simples, saber o caminho certo para fazer o cálculo não é tão simples.

Para receber um sinal utilizável, o receptor precisa de uma certa relação sinal / ruído (determinada pela taxa de erro tolerável e pelas características de modulação). Você pode encontrar alguns exemplos online de como calcular isso (para LoRa ou algo semelhante).

O sinal vem da potência de transmissão, mais o ganho da antena, menos a perda de espaço livre (o cálculo do alcance), menos qualquer sombreamento proveniente da não linha de visão, mais o ganho da antena.

O ruído provém do ambiente de recepção ou do ruído térmico (o que for maior) e da figura do ruído do amplificador, além de qualquer interferência de vários caminhos que não seja compensada por atraso no receptor.

Supondo que um alcance de 16 km é possível com uma antena simples (radiação uniforme esférica), você está solicitando um aumento de alcance de 3,125 vezes ou 9,77 vezes em potência. Isso é convenientemente cerca de 10 dB, portanto, como uma aproximação aproximada, você precisa de um ganho de antena de 5 dB acima da antena 'trivial' em cada extremidade. Se você aponta para 7 dB em cada extremidade, isso fornece uma pequena margem para outros fatores que você não considerou, imperfeições em sua montagem etc.

Uma complicação adicional é que o alcance citado de 16 km está plausivelmente dentro do horizonte de uma antena próxima à Terra, mas para atingir a linha de visão de 50 km, é necessário elevar uma ou as duas extremidades por muitos metros.

Primeiro, sua pergunta não pode ser respondida pelo caminho, pois ninguém sabia o que funcionaria em um ambiente desconhecido. Por exemplo, se houver uma colina enorme entre os dois módulos, ou uma cidade grande, ela não funcionará. Mas se o seu módulo estiver conectado a um balão com uma altitude de 38 km , você provavelmente será bom.

Enquanto o balão estava a uma altitude de 38.772 km (cerca de 127204,7 pés) em algum lugar próximo à fronteira entre a Alemanha e a Holanda, foi localizado por um nó da The Things Network em Wroclaw, Polônia, a uma distância de 702.676 km, ou cerca de 436 milhas.

Mas o que eu consideraria isso como dados mais realistas. Eles alcançaram cerca de 18,3 km com uma boa linha de visão e uma antena melhor que a que você conectou.

• Pode ser possível obter um alcance maior, especialmente com uma antena de gateway de maior ganho [...]

• Para um melhor desempenho de alcance, é desejável a linha de visão ou quase a linha de visão. Recomenda-se a elevação da antena do gateway (por exemplo, em um edifício ou mastro), juntamente com uma pesquisa no local para determinar a melhor localização para o local da antena do gateway. [...]

• O alcance dentro de um ambiente urbano estava além do escopo deste teste, mas de 1 a 2 km (dependendo do ambiente) deve ser possível em um ambiente urbano com algum grau de penetração no edifício.

Em resumo, para aumentar o alcance:

• Eleve suas antenas.
• Use antenas com ganhos maiores.
• Use antenas direcionais e não omnidirecionais.

Mas lembre-se de que, no final, você estará sempre limitado pelo ambiente.

Aqui está um estudo bastante detalhado sobre o tópico que vale a pena ler.

Experimente uma antena Yagi. O receptor e o transmissor precisarão de uma antena e devem estar alinhados um com o outro (linha de visão direta). Apenas alguns graus de imprecisão causarão má recepção. Existem vários guias de antena yagi DIY online e programas de calculadora yagi de código aberto que calcularão as dimensões necessárias para uma antena e balun de 868MHz. Você pode comprar a maioria dos suprimentos, como fios grossos de cobre ou barras de alumínio, na maioria das lojas de ferragens (Home Depot, Lowes). Você provavelmente terá que procurar on-line por adaptadores SMA (saiba a diferença entre SMA e RP-SMA) para conectar as antenas e um cabo coaxial decente. Se você quiser experimentar, sugiro que compre um RTL-SDR (US $ 20USD) para depuração de rádio. Duvido que você consiga 50 km. Se você aumentou o nível de potência o suficiente para atingir um alcance de 50 km, pelo menos nos EUA, você ' provavelmente estaria violando as leis da FCC. Eu acho que a potência máxima é de 25mW