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KNOWLEDGE BASE · ANALOG FPV · 5.8 GHz

5.8GHz 模拟图传知识库

从一个 MHz 的由来到一发雪花的原因——频段、法规、功率、链路、天线、互调、硬件、排障, 一页讲透竞速模拟图传的核心知识。文中每个数字都可以在 频点速查、IMD 避坑、 3D 仿真里亲手复算。

8 章 · 30+ 小节 48 频点全表 36+ 条术语 持续更新 · 有误必纠
正文目录 · CONTENTS

CH.01基础入门

1.1 什么是模拟图传(Analog FPV)

模拟图传是一套单向模拟广播系统:机载摄像头输出 CVBS 复合视频信号 (Composite Video Baseband Signal,老式黄头 AV 信号),直接调制到 5.8GHz 载波上经功放发射, 地面接收机解调还原,送进 FPV 眼镜。整个过程——

  • 无压缩:不编码不封包,一行行电压波形原样上天;
  • 无重传:丢了的信号就是丢了,不会补发;
  • 无握手:发射端根本不知道有没有人在收。

这三个"无"决定了模拟图传的性格:延迟极低(全链路 5–20ms,竞速命根子)、 弱信号只变雪花不卡顿(数字系统在临界点直接断流,模拟能从雪花里"飞出来")、 便宜、简单、坏了好换。

CVBS 一句话 一帧画面按行扫描成电压曲线:行同步头 → 色同步 → 一行图像电压。NTSC 525 行 / 59.94Hz, PAL 625 行 / 50Hz;视频基带约 4.2–6MHz,模拟图传把整个基带(含 FM 音频副载波 6.0/6.5MHz) 整体搬到 5.8GHz 射频上。

1.2 为什么偏偏是 5.8GHz

  • 与遥控错频:遥控在 2.4GHz(已被 WiFi 挤爆),图传用 5.8GHz 天生互扰小;
  • 天线可以做小:λ ≈ 52mm,λ/4 振子约 13mm,走线与整机布局友好;
  • 频谱够宽:5643–5945MHz 约 300MHz,塞得下 6 频段 48 频点;
  • 法规有开口:5725–5850MHz 多数地区以微功率 SRD 形式开放;
  • 代价:绕射差、穿透弱,一片树林一栋楼就显著衰减——竞速视距内飞行可接受,远距穿越另选频段。

1.3 模拟 vs 数字图传

维度模拟数字(DJI/Walksnail/HDZero)
端到端延迟5–20ms约 20–100ms+
画质480i 级,天生雪花底噪720p/1080p,干净锐利
弱信号表现渐变雪花,可飞到"全花"前一刻马赛克掉帧,临界点断流黑屏
多人同飞8 人 RaceBand 方案成熟同频点互斥,人数受限
成本极低,坏了就换高,绑定生态
适合竞速、花飞、入门远距巡航、航拍记录

1.4 信号链全景

摄像头
CVBS
→ VTX
调制+功放
→ 发射天线
极化/增益
→ 自由空间
FSPL/多径
→ 接收天线
分集
→ VRX
解调
→ 眼镜
显示
机 载 端 地 面 端 摄像头 CVBS 复合视频 VTX 发射 调制 · 功放 25–600mW 发射天线 CP 蘑菇 +2dBi 接收天线 分集 · Patch +8dBi VRX 解调 眼镜 显示 自由空间 1km ≈ −107.7dB 1Vpp 线损 −1dB 翻滚极化损失 0~20dB+ 增益 +8dB 链路预算:P₁ᵣₓ = P₁ₓ + G₁ₓ + Gᵣₓ − FSPL − L其他 任何一环损失 3dB = 发射功率砍半 —— 好天线与大功率 VTX 在预算上等价
FIG.1 端到端信号链:每一格的 dB 都进链路预算总账

任何一环损失 3dB,等效发射功率砍半。换好天线和换大功率 VTX 在链路预算上等价—— 但前者更省电、更合法、更凉快(见第 3、4 章)。

CH.02频段与频点

2.1 六大频段的起源

5.8GHz 没有官方统一频表,六频段是厂商自定义 + 市场淘汰形成的事实标准:

  • Band A / B / E:早期芯片方案与整机厂商(Boscam 系等)的分组,间隔约 19–20MHz,彼此错开增加可选频点;E 段两端外扩到 5645 与 5945MHz;
  • Band F(FatShark):FatShark 原始频段,5740–5880MHz,20MHz 等间隔;
  • RaceBand(R 段):为竞速设计——37MHz 等间隔,拉大间隔压制三阶互调与邻道干扰(见 5.1),8 人同场全开 R 段是国际竞赛经典配置;
  • Band D(DJI 段):DJI 数字图传引入的补充频段,37MHz 间隔,与模拟频点错位。
注意 E 段两端与 F 段压线 E1–E4(5645–5705)、E7–E8(5925–5945)、F1(5740)/F8(5880)在中国大陆 5725–5850MHz 开放频段之外或压线。 日常优先选开放频段内频点,合规判定用 频点速查 的法规筛选。
FIG.2 六频段 48 频点频谱分布 · 绿带为中国大陆开放频段 5725–5850MHz · 完整数据见下方 2.2 频点表

2.2 完整 48 频点表

6 频段 × 8 信道全表,含波长、λ/4 振子长度(天线设计直接照抄)与大陆开放频段标注:

频点频段信道频率 MHz 波长 mmλ/4 mm中国大陆

2.3 各国法规速览

不同辖区管理口径差异大,飞手视角速览(不构成法律意见,以现行法规原文为准):

地区频段典型口径备注
中国大陆5725–5850 MHz微功率短距离(SRD)管理,常见 25mW EIRP 量级限值工信部微功率设备目录;功率分档按法规执行
美国5725–5850 MHzFCC Part 15 低功率免授权;持业余无线电执照可上更高功率Ham 5.8GHz 是美国大功率 FPV 传统依据
欧盟5725–5875 MHz 一带SRD 25mW EIRP 为主流各国细则有差异
频点与功率是两个独立合规条件 600mW 调到开放频段内的频点,超标的仍是功率。"频点合法"≠"功率合法",必须同时满足。

CH.03功率与链路预算

3.1 mW ↔ dBm:先学会数 dB

两条心法:×2 功率 = +3dB,×10 功率 = +10dB;链路预算就是把一串 dB 加加减减。

P(dBm) = 10 · log₁₀( P(mW) / 1mW ) // 反过来 P(mW) = 10^(dBm/10)
mWdBm典型场景
2514室内练习 / 合规微功率档
10020小场地训练
20023竞速主流档
60027.8远距 / 穿越常客
1000301W 旗舰(注意法规与散热)

25mW→600mW 看着夸张(24 倍),其实只有 +14dB;一副 8dBi 定向接收天线就白拿 +8dB——功率不是万能钥匙。

3.2 EIRP:法规管的是等效全向辐射功率

EIRP(dBm) = PVTX(dBm) − 线缆损耗(dB) + GTX(dBi)

换天线也在改 EIRP:600mW(27.8dBm)+ 8dBi 定向 = 35.8dBm EIRP——法规限值看这个数,不是 VTX 标称。

3.3 自由空间损耗 FSPL

FSPL(dB) = 32.44 + 20·log₁₀(fMHz) + 20·log₁₀(dkm)  // @5800MHz ≈ 107.7 + 20·log₁₀(d_km) → 100m≈87.7dB,1km≈107.7dB,10km≈127.7dB

距离每 ×10,损耗 +20dB;视距开阔环境里 FSPL 是主导项,其余损耗在几公里尺度可忽略。

80dB 90dB 100dB 110dB 10m100m 1km10km50km 67.687.7 107.7127.7141.7 每 ×10 距离 −20dB ÷10 掉一格
FIG.3 FSPL 距离曲线 @5800MHz —— 横轴对数刻度下是一条直线,斜率 −20dB/十倍距

3.4 链路预算算例

PRX(dBm) = PTX + GTX + GRX − FSPL − 其他损耗 // 余量 = PRX − 灵敏度
配置算式 @1kmPRX余量*
25mW 直头 ↔ 蘑菇(0+2dBi)14+0+2−107.7−91.7 dBm贴地
200mW 蘑菇 ↔ 蘑菇(2+2dBi)23+2+2−107.7−80.7 dBm≈9dB
600mW 蘑菇 ↔ Patch(2+8dBi)27.8+2+8−107.7−69.9 dBm≈20dB

* 以灵敏度 −90dBm 估算;余量每 +20dB ≈ 距离 ×10。

0dBm 40 −70 +27.8 +2 +8 −107.7 −69.9 dBm P_TX 600mW G_TX 蘑菇 G_RX Patch FSPL @1km P_RX 落点 灵敏度 −90dBm 余量 ≈20dB
FIG.4 链路预算瀑布(3.4 第三行算例):增条加、损条减,落点离灵敏度门限的差距就是余量
预算富余 ≠ 随便飞 一次翻滚深零点就能瞬间吃掉 20dB+(见 4.3 与 3D 翻滚仿真)—— 姿态一烂,预算再富余照样满屏雪花。

3.5 RSSI 与雪花分级

RSSI(接收信号强度)是链路体温计,模拟接收机灵敏度典型 −85 ~ −93dBm。学会看雪花读链路:

画面表现典型 RSSI链路状态
干净无雪花> −75 dBm健康,余量充足
轻微底噪,细雪花−75 ~ −85正常远距水平
明显雪花,画面可辨−85 ~ −90临界区,掉头或爬升
大雪花,勉强辨认−90 ~ −95危险,随时失控
全雪花无图像< −95失控预定

数值为典型经验区间,因接收机与天线而异;关键在读懂"雪花变粗"的趋势而非绝对值。

CH.04天线

4.1 波长速算:一切天线设计的起点

λ(mm) = 299792.458 / f(MHz) // @5800MHz → λ ≈ 51.7mm,λ/4 ≈ 12.9mm

λ/4 ≈ 13mm 这个数决定了很多事:VTX 板上的鞭状天线是一根 13mm 的线/铜箔; 蘑菇天线的每个振子围绕 13mm 上下设计;甚至机架碳板上的缝隙与走线都要避开这个尺度的谐振。 站内每个频点的 λ/4 已在 频点速查 中实时给出。

4.2 常见天线类型与取舍

类型典型增益方向图极化典型用途
直头 whip(λ/4 单极子)0–2 dBi全向(俯仰面有零点)线极化VTX 原装 / 极致轻量
蘑菇(三叶/四叶 CP)1.5–3 dBi近全向圆极化机载主力,耐翻滚
Patch 贴片8–14 dBi定向 45–60°圆/线地面定点接收
Helical 螺旋10–15 dBi定向 30–45°圆极化远距地面站
平板/螺旋阵列15+ dBi更窄圆极化极限拉距

增益不是白拿的:dBi 每 +3dB,波束窄一圈——定向天线要"指着飞手",飞远后忘了转向就是自己把信号扔了。竞速圈普遍机载蘑菇 + 地面蘑菇起步,进阶再上 Patch。

4.3 极化:翻滚雪花的第一元凶

  • 线极化(whip):电场在一个平面振动。收发极化面对准 0dB,正交 >20dB 损耗——飞机一横滚,直头天线和地面 whip 就从"对齐"扫到"正交";
  • 圆极化(CP,分右旋 RHCP / 左旋 LHCP):电场矢量旋转前进。收发同旋 0dB,反旋 >20dB;线极化收圆极化固定 −3dB;
  • 为什么竞速都用圆极化蘑菇:机身姿态任意翻滚时,圆极化只承受小幅起伏,而线极化会在翻滚瞬间跌进 20dB 深坑——这正是 3D 仿真 里"翻个身就雪花"的原理(仿真用的 λ/4 线极化模型,功率 ∝ sin²θ);
  • 配色行规:红色 = RHCP,蓝色/白色多为 LHCP(各厂略有差异,以标注为准)。收发必须同旋!
TX ‖ RX ‖ 0 dB 线极化对齐 TX ‖ RX ⊥ −20 dB+ 线极化正交(横滚瞬间) RHCP → LHCP ↙ 同旋 0dB 圆极化:翻滚只小幅起伏 反旋 → −20dB+
FIG.5 极化对准与失配:线极化怕横滚,圆极化怕反旋 —— 蘑菇的红蓝之分不是装饰
多径为何偏爱圆极化 反射一次会让圆极化"反旋"——地面站用 CP 天线天然抑制地面/墙面一次反射波, 这在城市与场馆环境里是白送的 10dB+ 抗多径福利。

4.4 VSWR 与驻波:为什么 VTX 不接天线会烧

驻波比(VSWR)衡量天线与馈线阻抗匹配程度,失配意味着功率被反射回功放,轻则效率暴跌,重则烧 PA:

VSWR反射功率回波损耗评价
1.10.2%26.4 dB实验室级
1.54%14 dB优秀,实用目标
2.011%9.5 dB可用,值得检查
3.025%6 dB差,四分之一功率在烧自己
∞(开路/短路)100%0 dB功放吃满反射,随时阵亡
铁律:VTX 通电前必须接好天线 空载 = 全反射,功放管在几秒到几分钟内过热/过压损坏。 换天线前先关 VTX(或用 PIT 模式),开机前检查天线是否拧紧、IPEX 是否脱落。

4.5 接头规格速查

接头特征常见位置
SMA螺纹外导体内针,5.8G 损耗可接受VTX / 接收机 / 老设备
RP-SMA(反极性)外螺纹内孔,与 SMA 物理防呆互插WiFi 类设备,别买错
MMCX小卡扣,可旋转,省空间轻量化 VTX
U.FL / IPEX-1微型压接,最轻但插拔寿命短(~30 次)板载 VTX 与模块(本站 开源硬件 用的就是 IPEX-1)

CH.05干扰与互调

5.1 三阶互调 IMD:多人同飞的隐形杀手

两个以上大信号进非线性器件(功放、混频器)会"生娃"——三阶互调产物 2f₁−f₂(以及 f₁+f₂−f₃)会落回 5.8GHz 附近,砸到别人正在用的频点上:

56005700 580059006000 MHz f₁ = 5765 (A6) f₂ = 5865 (A1) 2f₁ − f₂ = 5665 E3 = 5665 被正中砸中 距最近频点 0MHz ≤ 8MHz → 判定:严重 ×2 的镜像产物 f₂ 侧还有 2f₂ − f₁ = 5965(同样要查)
FIG.6 IMD₃ 落点示意(文档算例):互调娃落在谁头上,谁满屏雪花

用站内 IMD 避坑计算器 可以点选频点实时验算,判定门限:

  • 产物距最近频点 ≤8MHz:严重——该频点基本不可用;
  • ≤18MHz:注意——邻道干扰,接收灵敏度恶化;
  • 落点在 5600–6000MHz 之外:对本频段无带内威胁。

二阶产物 f₁+f₂(≈11.6GHz)与 |f₁−f₂|(<300MHz)都落在接收前端之外,威胁可忽略; 真正要盯的就是三阶。RaceBand 的 37MHz 等间隔设计,本质就是让常见 IMD₃ 组合的落点尽量避开同段频点。

5.2 邻道干扰与接收选择性

模拟图传信道占用带宽约 27MHz,而 A/B/E/F 段相邻频点只隔 19–20MHz—— 频谱上必然互相压肩膀。接收机选择性有限时,隔壁强信号会顶进中频滤波器, 表现为:离大功率飞手越近、画面底噪越重。缓解办法:拉开频点间隔(同段隔 2 个 CH 起)、 或直接换 RaceBand。

5.3 多径与衰落:城市峡谷生存指南

  • 多径:直射波 + 反射波在接收端矢量叠加,相位对了增益、错了抵消——飞过一排楼宇时信号"呼吸式"起伏就是它;
  • 遮挡:机身自身(电池、碳板、电机)也会挡天线,机臂上树/身后楼体 = 瞬间 10–30dB 衰减;
  • 对策:圆极化抑制奇数次反射(4.3)、分集接收双天线择优(6.4)、升高接收天线避开地面反射区、别贴着墙飞。

5.4 多人同飞频率规划

  • ≤4 人:同段隔 2 取频点(如 R1/R3/R5/R7),先在 IMD 计算器 里把在场频点全点一遍确认零污染;
  • 5–8 人:RaceBand R1–R8 全开是竞赛标准答案(间隔 37MHz,互调落点基本落在段外);
  • 混段拼桌:避开已知的脏组合(如 A1+A6 的产物砸 E3),让大功率飞手用靠边的频点;
  • 到场先扫频:先用接收机空收一轮,看哪几个频点有底噪(可能有人忘关 VTX / 场地 WiFi),绕开它们。

5.5 常见干扰源排查

干扰源影响方式对策
同频 VTX(隔壁飞手/忘关设备)满屏滚动的他人画面或重影扫频、换频点、协调功率
5.8G WiFi(路由器/手机热点)落在 5745–5825 附近的宽带底噪避开对应频段、远离 AP
电机电调噪声(传导/辐射)雪花随油门同步变化供电滤波、单点接地、磁环(见 7.3)
机载布线耦合固定方向的底噪条纹天线远离电调线、视频线远离电源线

CH.06硬件架构

6.1 VTX 内部拆解

一块典型模拟 VTX 的信号与电源两条链(本站 开源硬件 参考设计即此架构,BOM 全公开):

视频输入
CVBS
→ 图传 SoC
RTC6705 类 · 8MHz 晶振
→ PA 功放
RFPA5542 类
→ 匹配网络
高Q电感
→ IPEX-1
外接天线
锂电
2–6S 宽压
→ DC-DC 降压
TPS5430 类
→ LDO
3.3V 低噪声
→ SoC + PA
纹波敏感

电源链的双级净化(开关降压 + LDO)不是浪费:PA 与 VCO 对电源纹波极敏感, 纹波会直接调制到载波上变成画面横条。理解这条链,就理解了 "雪花随油门变化"(7.3)为什么首先怀疑供电。

6.2 功率分档与 PIT 模式

  • 常见分档:25 / 100–200 / 400–600 / 800–1000mW,高端 VTX 逐档可调;
  • PIT(Pit Mode):超低功率(常 <1mW)待机模式——开盖调试时不上天污染全场;
  • 功率越大 ≠ 越好:法规、发热(功放效率仅 30–40%,600mW 档自身发热可观)、以及对同场他人的邻道压迫都在涨。

6.3 频率控制协议

协议载体能力
按键 / 屏显VTX 板载频段信道功率手动切换
SmartAudio音频线单向串行(TBS 主推)飞控 OSD 里改频改功率
IRC Tramp单向串行同上,早期另一阵营
CMS / Betaflight VTX 表飞控菜单系统统一入口,按频点表(本站 速查表)选择

6.4 接收端与分集

  • 模块化眼镜:眼镜本体 + 可换接收模块(各模块频点表略有差异),是主流形态;
  • 分集(Diversity):双天线 + 双接收通道,逐帧择优选路——一路蘑菇管近场全向、一路 Patch 管远距定向,是性价比最高的链路升级;
  • DVR:接收端录像,既是素材也是排障证据(回放雪花时间轴定位干扰源)。

CH.07实战手册

7.1 频点选择流程(30 秒版)

  1. 打开 频点速查,开法规筛选,圈定开放频段内候选;
  2. 现场扫频:接收机空收一轮,排除有底噪的频点;
  3. 把在场所有人的频点丢进 IMD 计算器 验一遍零污染;
  4. 人少(≤4)用干净组合推荐,人多直接 RaceBand 分段;
  5. 把最终频点写进飞控 OSD / 告诉队友,别到了天上再改。

7.2 距离与穿透经验值

环境200mW + 蘑菇对蘑菇600mW + 地面 Patch
开阔视距1–3 km 量级5–10 km 量级(视距+天线指向)
稀疏树冠 / 公园300–800 m1–2 km
密集树林(叶湿)100–300 m 起步衰减陡增改善有限,衰减主导
楼宇之间强烈多径起伏分集 + CP 明显改善
穿越单层砖墙瞬衰 10–20dB+,谨慎同左,穿透非 5.8G 强项

经验值仅供直觉校准;树叶含水量、墙体材质、天线姿态影响巨大,以实时雪花分级为准。

7.3 雪花排障决策表

画面异常 / 雪花 随距离渐变粗 距离/遮挡 随油门抖动 供电纹波 撕裂横条 多径/遮挡 瞬间全黑又恢复 过热/接触不良 满屏他人画面 同频冲突 爬升 / 掉头 或升级功率/天线 独立 BEC 供电 加电容 · 查共地 升高接收天线 分集 · 换 CP 查散热 · 电压 重焊 IPEX 换频点 协调全场 → IMD 验算 症状 → 定位 → 处置:先看"雪花怎么动",再看"画面里有什么" 红框 = 空中即失效需立即处置 · 详见下方决策表逐行展开
FIG.7 雪花排障决策树:五条主干覆盖九成现场情况
症状首先怀疑处置
雪花随距离渐变变粗正常链路衰减爬升/掉头;升级功率或接收天线
雪花随油门同步抖动供电纹波 / 共地干扰独立 BEC 供电、加滤波电容、检查共地点
固定方向底噪/条纹机载布线耦合天线远离电调线,视频线换屏蔽/磁环
滚动横杠(hum bar)电源工频纹波串入视频查接地回路,视频地单点接
局部大雪花撕裂横条多径 / 遮挡升高接收天线、分集、换 CP
画面瞬间全黑又恢复VTX 过热保护 / 低压重启 / 接触不良散热检查、电压监测、重焊 IPEX
满屏他人画面/重影同频冲突换频点、协调全场
开机无图频点不匹配 / 天线未接 / VTX 未起振对频点表核对;先断电再查天线

7.4 比赛日 Checklist

  • VTX:频点已锁定并告知计时台、天线拧紧、PIT 模式待命;
  • 接收:双天线极化方向一致(同 RHCP/LHCP)、Patch 已对准赛道、DVR 空间充足;
  • 频谱礼仪:上场前才开功率,落地立刻 PIT——全场每个人都不当"那个 1W 哥";
  • 备件:备用 VTX、备用蘑菇、备用接收模块——模拟系统最迷人的可维修性。

CH.08术语表 · FPV 黑话字典

Band 频段
A/B/E/F/R/D 六大频段,各含 8 个信道。
CH 信道
频段内序号,CH1–CH8。
CVBS
复合视频基带信号,模拟图传传输的画面本体。
dBm
以 1mW 为基准的功率对数单位,链路预算的通用货币。
dBi
相对全向天线的增益单位。
EIRP
等效全向辐射功率 = 发射功率 + 天线增益 − 线损,法规管的数。
FSPL
自由空间损耗,只随距离与频率变化。
RSSI
接收信号强度指示,雪花就是它的模拟量表达。
RaceBand
37MHz 等间隔的竞速专用频段,多人同飞标准答案。
VTX
机载视频发射机(Video Transmitter)。
VRX
视频接收机(Video Receiver)。
Whip 直头天线
λ/4 单极子线天线,轻量但翻滚敏感。
蘑菇天线
三/四叶圆极化近全向天线,竞速机载标配。
Patch
定向贴片天线,地面高增益接收用。
RHCP / LHCP
右旋 / 左旋圆极化,收发必须同旋。
VSWR
驻波比,衡量天线匹配;VTX 空载=∞,会烧。
IMD₃
三阶互调产物 2f₁−f₂,多人同飞的隐形杀手。
Diversity 分集
双天线双通道逐帧择优,抗多径利器。
DVR
接收端录像,素材与排障证据双用途。
PIT Mode
超低功率待机,开盖调试不污染全场。
SmartAudio
经音频线串行控制 VTX 频率/功率的协议。
Tramp
与 SmartAudio 同类的另一 VTX 控制协议。
OSD
叠加在画面上的飞控信息层(频点/电压/姿态)。
NTSC / PAL
两大模拟电视制式;图传摄像头可选,别混接。
FPV 眼镜 Goggle
头戴显示+接收一体或模块化的地面端。
Bando
废弃建筑穿越场地,多径干扰重灾区。
Freestyle 花飞
自由式飞行,翻滚动作多,极化与姿态衰减敏感。
Ham 频段
业余无线电业务频段;持照使用,部分地区大功率 FPV 的法规依据。
SRD
微功率短距离设备,5725–5850 多数地区以此口径开放。
零点 Null
方向图辐射最小方向;线极化天线翻滚时会扫过它。
雪花 Static
模拟弱信号的渐进式恶化表现,飞手的"信号语言"。
链路预算
把全链路 dB 加加减减,与灵敏度门限比出余量。

APPX附录 · 公式速查

七个核心公式

波长换算
λmm = 299792.458 / fMHz
@5800 MHz → λ ≈ 51.7 mm,λ/4 ≈ 12.9 mm —— 天线振子的设计基准
功率换算 mW → dBm
PdBm = 10·log₁₀(PmW / 1mW)
×2 功率 = +3 dB,×10 = +10 dB;25 mW → 14 dBm,600 mW → 27.8 dBm
等效全向辐射功率 EIRP
EIRP = PTX + GTX − L线缆
法规限值考核的是它,不是 VTX 标称功率
自由空间损耗 FSPL
FSPL = 32.44 + 20·log₁₀ fMHz + 20·log₁₀ dkm
距离 ×10 → +20 dB;@5.8 GHz:100 m ≈ 87.7 dB,1 km ≈ 107.7 dB
接收电平 · 链路预算主式
PRX = PTX + GTX + GRX − FSPL − L其他
余量 = PRX − 灵敏度门限;余量每 +20 dB ≈ 距离 ×10
三阶互调落点
IMD₃ = 2f₁ − f₂
距在用频点 ≤8 MHz 判严重、≤18 MHz 判注意 → 去 IMD 避坑验算
本站 3D 仿真模型
RSSIdBm = −45 − 20·log₁₀(d/d₀) + 10·log₁₀(sin²θ)
d₀ = 7 m 基准距离;θ 为天线轴与视线夹角,λ/4 单极子功率 ∝ sin²θ,见 3D 链路仿真;−45 的来历见下方追问

追问:FSPL 里的 32.44 是哪来的?

它不是测出来的经验系数,只是单位换算打包成的一个数。 FSPL 的物理本体是自由空间中球面波的能量扩散,与单位制毫无关系:

FSPL = 20·log₁₀(4πd / λ) ← 物理本体:球面波扩散,d 与 λ 同单位
  = 20·log₁₀(4π·d·f / c) ← 代入 λ = c/f
  = 20·log₁₀(4π×10⁹ / c) + 20·log₁₀ fMHz + 20·log₁₀ dkm ← d 取 km、f 取 MHz 时的整理
20·log₁₀(4π×10⁹ / c) = 20·log₁₀(41.89) = 32.44 dB ← 常数本体(c ≈ 3×10⁸ m/s)

也就是说 32.44 = 20·log₁₀(4π×10⁹ / c),干的事只是把「d 用 km、f 用 MHz」这个单位选择折算成 dB。 用精确光速算是 32.45——差 0.01 dB,比任何天线增益的标称误差都小,教材两种写法都对。 换一套单位,常数就换一个:

距离单位频率单位常数哪里常见
mMHz−27.55 dB短距 / 近场计算
kmMHz+32.44 dB本站与多数射频教材
kmGHz+92.45 dB微波链路工程书

规律一句话:单位每升一档(数值 ÷1000),常数就补 +60 dB——频率 MHz→GHz 加 60,距离 m→km 也加 60。 所以看到别人公式里的常数不是 32.44,先别急着质疑,多半只是单位制不同; 真正的物理只有一个:20·log₁₀(4πd/λ)。

追问:仿真模型里的 −45 dBm 是怎么定的?

和 32.44 一样,−45 不是物理常数,是标定值——它回答的问题是: "一条典型的入门链路,在 7m 远处应该收到多少?" 把这一点的绝对电平钉住,整条曲线就有了锚点。反推用的正是 3.4 的链路预算,代入最普通的配置:

PTX = 25 mW → 14 dBm ← 入门 / 合规档功放
GTX + GRX = 2 + 2 dBi ← 一对最普通的蘑菇天线
FSPL @5800MHz、7m = 32.44 + 20·log₁₀(5800) + 20·log₁₀(0.007)
          = 32.44 + 75.27 − 43.10 = 64.6 dB ← 复用上面 32.44 的公式
PRX = 14 + 2 + 2 − 64.6 = −46.6 dBm ≈ −45 dBm ← 圆整

差的那 1.6 dB 不是误差,是故意留的现实余量:量产 "25mW" VTX 实测普遍略超标称, 蘑菇实测增益也常在 2–3 dBi 之间——两者一凑,−45 就是个诚实的圆整。 至于 d₀ = 7 m:7m ≈ 135 个波长,远场条件早已满足,数值上只是个顺手的锚点—— 换任何 d₀,同时改写 −45,曲线一根都不会动,模型真正的物理只有斜率项与姿态项。

锚点选得对不对,可以用雪花门限反验(灵敏度取 −85 dBm,即"满屏雪花"边缘):

功率档算式跌到 −85dBm 的距离对照 7.2 经验值
25 mW−45 → −85 需 40dB7m × 100 = 700 m入门链体感极限,量级吻合
200 mW(+9dB)需 49dB7m × 102.45 ≈ 2.0 km7.2 表:开阔 1–3 km ✓
600 mW(+13.8dB)需 53.8dB7m × 102.69 ≈ 3.4 km换 Patch 后 5–10 km ✓

一句话:−45 是"25mW 入门链在 7m 处的教科书答案", 换你自己的设备就换你自己的锚点(功率差多少 dB,锚点就平移多少 dB); 而 −20·log₁₀(d/d₀) 的距离斜率和 10·log₁₀(sin²θ) 的姿态深零点,才是这条模型里不变的物理。

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