MANET Länkbudgetkalkylator
Interaktiv länkbudgetkalkylator för militära MANET-radiosystem. Beräkna signal-brusförhållande, marginal, Fresnelklarering och maximal räckvidd för Silvus StreamCaster vid 140–600 MHz.
Interactive: MANET Link Budget & Range Calculator
Calculate whether a MANET link will work between two nodes. Adjust antenna types, distance, and frequency to see margin and maximum range.
Frirymdsutbredningsförlust och MANET-länktillförlitlighet
Länkbudgetkalkylatorn avgör om en radiolänk mellan två MANET-noder i meshnätverket kan upprätthållas tillförlitligt. Den grundläggande ekvationen är Friis frirymdsutbredningsformel: FSPL = 20×log10(d) + 20×log10(f) + 32,44, där d är avståndet i kilometer och f frekvensen i megahertz. För Silvus StreamCaster vid 300 MHz över 10 kilometer blir frirymdsförlusten 102,0 dB. Mottagen effekt beräknas som sändareffekt plus antennvinster minus utbredningsförlust minus miljöförluster. Om den mottagna effekten överskrider brusgolvet (−110 dBm) med mer än erforderligt signal-brusförhållande (10 dB) fungerar länken. Marginalen — antal decibel över minimikravet — avgör tillförlitligheten under ogynnsamma förhållanden som regn, tät vegetation eller flervägsstörning.
Antennval för taktisk MANET-utplacering
Kalkylatorn jämför tre antenntyper som normalt finns tillgängliga i fält. Rundstrålande antenner (+2 dBi) utstrålar lika i alla riktningar — lämpliga för rörliga plattformar som fordon och drönare som ändrar orientering under förflyttning. Patchantenner (+6 dBi) koncentrerar energin i en 60–90 graders sektor — användbara för markstationer med känd riktning mot relädrönaren. Yagi-antenner (+9 dBi) fokuserar energin i en 30–45 graders stråle — det alternativ som ger högst förstärkning för fasta punkt-till-punkt-länkar. Uppgradering från rundstrålande till Yagi på en sida av länken mer än fördubblar den effektiva räckvidden till en kostnad av omkring 30 euro — den mest kostnadseffektiva räckviddsförbättringen som finns att tillgå.
Miljöförlustfaktorer i nordisk terräng
Frirymdsutbredningsformeln förutsätter obehindrat vakuum mellan antennerna. Nordisk terräng adderar miljöförluster som försämrar verkligheten avsevärt. Gles vegetation (granskog med luckor i krontäcket) adderar ungefär 6 dB förlust och halverar den effektiva räckvidden. Tät boreal skog med sammanhängande krontäcke adderar 15 dB och minskar räckvidden med 80 procent. Urban bebyggelse (Kiruna, Luleå) adderar 25 dB. Den praktiska konsekvensen: en länk som fungerar på 50 kilometer i fritt siktfält kan fallera på 5 kilometer genom tät skog. Därför är Fischer 26 som relädrönare på 200 meters höjd avgörande — den ger siktlinjeklarering ovanför trädkronorna och eliminerar vegetationsförlusten helt.
Implementering
# MANET Link Budget — Friis Free-Space Path Loss
import math
def link_budget(tx_dbm, tx_gain, rx_gain, freq_mhz, dist_km, env_loss=6):
"""Calculate received power and SNR margin."""
fspl = 20*math.log10(dist_km) + 20*math.log10(freq_mhz) + 32.44
rx = tx_dbm + tx_gain + rx_gain - fspl - env_loss
snr = rx - (-110) # noise floor
margin = snr - 10 # required SNR
return {"rx_dbm": round(rx,1), "snr": round(snr,1),
"margin": round(margin,1), "link_ok": margin > 0}
# Silvus SL5200: 33dBm TX, 300MHz, omni antennas
r = link_budget(33, 2, 2, 300, 10, env_loss=6)
print(f"RX: {r['rx_dbm']} dBm | SNR: {r['snr']} dB | Margin: {r['margin']} dB")
print(f"Link: {'OK' if r['link_ok'] else 'FAIL'}")Länkbudgetkalkylatorn beräknar den förväntade signalstyrkan mellan två MANET-noder med hänsyn till sändareffekt, antennvinst, kabelförlust, frirumsförlust vid given frekvens och avstånd, Fresnelzonklarering och mottagarkänslighet. Verktyget visar om länken har tillräcklig marginal för tillförlitlig kommunikation och rekommenderar antennförändringar eller reläpositionering om marginalen är otillräcklig.
Länkbudgetkalkylatorn är det viktigaste planeringsverktyget för MANET-kommunikation. En korrekt länkbudget avgör om drönaren kan upprätthålla dataförbindelse vid den planerade operationsräckvidden. Verktyget beräknar den förväntade signalstyrkan genom att summera alla vinster (sändareffekt, antennvinst) och subtrahera alla förluster (kabelförlust, frirumsförlust, Fresnelzondämpning) för att bestämma den mottagna signalnivån relativt mottagarens minsta känslighet. Om marginalen är positiv fungerar länken — om den är negativ måste operatören antingen höja reläet, byta antenn eller minska avståndet.
Kalkylatorn inkluderar terrängpåverkan genom Fresnelzonklareringsberäkning. Vid 300 MHz militärband är Fresnelzonen ungefär 10–15 meter i radie vid mittpunkten av en typisk 5 km länk. Om terräng eller vegetation sticker in i denna zon dämpas signalen även om direkt siktlinje existerar. Verktyget modellerar denna effekt och visar den resulterande marginalminskningen grafiskt.
Verktyget validerar att den planerade MANET-länken har tillräcklig signalmarginal för tillförlitlig kommunikation under operativa förhållanden. En marginal på minst 10 dB rekommenderas för att hantera oförutsägbara variationer i terräng, väder och antennplacering.
Länkbudgetberäkningen är grundläggande för all MANET-kommunikationsplanering. Utan en korrekt länkbudget riskerar operatören att deployera drönare bortom kommunikationsräckvidden — resultatet är länkförlust, potentiellt flygflykt, och i värsta fall förlust av drönaren. Verktyget eliminerar denna risk genom att beräkna exakt var länkgränsen går baserat på aktuell utrustningskonfiguration. En erfaren operatör kör länkbudgetberäkningen före varje uppdrag — den tar 30 sekunder och kan förhindra timmar av felsökning.