Zisk antény a výstupní výkon
Tato stránka vysvětluje, jak funguje vysílací (TX) výkon u brány LoRa od společnosti MikroTik
(R11e-LR8G / wAP LR8G kit) a jak nastavit parametr antenna-gain, aby brána
zůstala v zákonném limitu vyzářeného výkonu (EIRP).
Brána nemá žádné nastavení „TX power“. Jediným nastavením RF na kartě je
antenna-gain a jeho výchozí hodnota z výroby je 0. Pokud připojíte anténu se ziskem
a výchozí hodnotu ponecháte, brána bude vyzařovat vyšší výkon, než má, a může
překročit zákonný limit EIRP.
Co je zisk antény?
Zisk antény popisuje, jak moc anténa soustřeďuje rádiovou energii do určitých směrů ve srovnání s teoretickou anténou, která vyzařuje rovnoměrně do všech směrů (izotropní zářič). Vyjadřuje se v dBi, decibelech vztažených k izotropnímu zářiči.
Anténa s vyšším ziskem nevysílá více energie. Vezme stejný celkový výkon a vtěsná ho do užšího vyzařovacího diagramu, takže více energie míří k horizontu a méně přímo nahoru či dolů. Celkový vyzářený výkon zůstává stejný; zisk ho jen přerozděluje.
Dosah a poloměr pokrytí
Dvě věci se snadno pletou:
- Dosah: jak daleko signál dosáhne v nejsilnějším směru antény (u všesměrové antény je to směrem k horizontu).
- Poloměr pokrytí: jak velká část okolního prostoru ve všech směrech (včetně přímo dolů, přímo nahoru, na sousední patra budovy) skutečně dostane použitelný signál.
Všesměrová anténa s vyšším ziskem zvyšuje horizontální dosah tím, že zužuje vertikální vyzařovací úhel. To se hodí pro dlouhé spoje nad rovným otevřeným terénem, ale může vzniknout mezera v pokrytí přímo pod bránou nebo velmi blízko ní, protože tím směrem jde méně energie. Zařízení přímo pod vysoko umístěnou anténou s vysokým ziskem může mít horší signál než zařízení mnohem dále na horizontu.
| Zisk antény | Vertikální vyzařovací úhel | Vhodné pro |
|---|---|---|
| Nízký (~0–2 dBi) | Široký | Zařízení poblíž / v různých výškách, např. uvnitř budov, vícepatrové objekty |
| Vyšší (~6+ dBi) | Užší | Venkovní spoje na velkou vzdálenost, zařízení zhruba v úrovni brány nebo pod ní, rozmístěná horizontálně |
Zisk antény volte podle konkrétního nasazení, ne podle pravidla „větší dosah = lepší“.
Jak vysílací výkon skutečně funguje
Brána LoRa od MikroTik si vysílací výkon nenastavuje sama. Hodnota přichází ze síťového serveru LoRaWAN a brána jen kompenzuje zisk antény:
radio output (at the connector) = server_value − antenna-gain
radiated EIRP = radio output + antenna gain − cable loss
server_value: vysílací výkon, který požaduje síťový server, v dBm EIRP (poletxpk.poweprotokolu Semtech UDP). V ChirpStack je todownlink_tx_powerv regionálním souboru (např.region_eu868.toml);-1znamená „použij maximum pásma“.antenna-gain: nastavení brány MikroTik, v dBi. Jde o odečet, nikoli o zesílení. Existuje proto, aby po přičtení zisku antény odpovídal vyzářený EIRP tomu, co server požadoval.
Vyšší hodnota antenna-gain znamená nižší výkon na výstupu rádia. Je to
kompenzační parametr pro dodržení předpisů, ne způsob, jak zvětšit dosah.
Nastavení antenna-gain
Zadejte skutečný zisk připojené antény v dBi mínus ztráty na kabelu.
Úplný seznam parametrů LoRa a jejich přesné definice najdete v dokumentaci společnosti MikroTik: LoRa General Properties.
WebFig / WinBox
- V levé nabídce otevřete LoRa.
- Klikněte na rozhraní LoRa (např.
lora1). - Přejděte na záložku General.
- Nastavte Antenna Gain na zisk antény v dBi.
- Klikněte na Apply.
CLI (terminál / SSH)
/lora print
/lora set [find] antenna-gain=2
V novějších sestaveních RouterOS může být menu /iot lora místo /lora. Pokud /lora neexistuje, použijte
/iot lora set [find] antenna-gain=2.
Doporučené hodnoty
| Anténa | Zisk | Hodnota antenna-gain |
|---|---|---|
| Vestavěná anténa zařízení wAP LR8G kit (868 MHz) | 2 dBi | 2 |
Sada všesměrové antény LoRa od MikroTik (TOF-0809-...) | 6,5 dBi | 6.5 |
| Jiná externí anténa | viz její katalogový list | dBi antény − ztráty na kabelu |
U zařízení EMBER musí hodnota odpovídat anténě, která je ke kartě LoRa skutečně připojená: buď vnitřní anténě LoRaWAN, se kterou se zařízení dodává, nebo externí anténě na konektoru LRW (její zisk mínus ztráty kabelu mezi nimi). Při každé změně antény nastavení aktualizujte.
Pokud zisk antény neznáte, volte raději vyšší hodnotu. Brána pak sníží výkon o něco víc a zůstane v zákonných limitech.
Příklad výpočtu (EU868)
Downlink na 869,525 MHz, limit EIRP 27 dBm, anténa 6,5 dBi, server požaduje
powe = 27:
antenna-gain | Výstup rádia | Vyzářený EIRP | Výsledek |
|---|---|---|---|
0 (výchozí) | 27 dBm | 33,5 dBm | ✗ o 6,5 dB nad limitem |
6.5 | 20,5 dBm | 27 dBm | ✓ správně |
4.5 (anténa 6,5 dBi − 2 dB kabel) | 22,5 dBm | 27 dBm | ✓ správně |
Změna samotného vysílacího výkonu
Protože brána přebírá výkon ze síťového serveru, měňte vysílací výkon pro downlink
tam, například v ChirpStack parametr downlink_tx_power (dBm EIRP) v souboru
region_eu868.toml. Vysílací výkon pro uplink je vlastností koncového zařízení (firmware
uzlu nebo ADR ze serveru), nikoli brány.
Skutečný dosah zvýšíte lepší anténou nebo kratším kabelem s nižšími ztrátami;
potom odpovídajícím způsobem upravte antenna-gain. Samotné nastavení nikdy výkon nepřidá.
U samostatné sady wAP LR8G kit od společnosti MikroTik není vnitřní anténa z výroby připojená. Před použitím ji (při vypnutém napájení) připojte ke konektoru u.FL RFIO na kartě, jinak karta přes anténu vůbec nevysílá ani nepřijímá.
Regulační limity (EU868)
- Uplink: max 25 mW = 14 dBm
- Downlink na 869,525 MHz (pásmo RX2): až 500 mW = 27 dBm EIRP
- EIRP = vysílací výkon (dBm) + zisk antény (dBi) − ztráty na kabelu (dB)
Vždy si ověřte hodnoty platné pro vaše nasazení v dokumentu LoRaWAN Regional Parameters a v místních předpisech.
Další informace
- MikroTik – LoRa General Properties
je úplná reference všech konfiguračních parametrů LoRa včetně
antenna-gain.