¿Es posible un rango de más de 50 km en LoRa?

Leí este artículo que decía que podía llegar hasta 50 km con un módulo LoRa.

Pero cuando leo la descripción del producto dice que el alcance incorporado es de solo 16 km, por lo que obviamente necesito una antena. Pero, ¿qué tipo de antena puedo usar que pueda llevar mi módulo LoRa de 16 km a 50 km?

¿Funcionará algo como esto?

Parece que un rango de al menos 440 km es posible con el protocolo LoRa (es decir, no hay una suposición de tiempo de vuelo como en GSM).

La forma correcta de responder esta pregunta es mirando el presupuesto del enlace para su acuerdo de transmisión / recepción. Aunque los cálculos básicos son simples, conocer la forma correcta de hacer el cálculo no es tan simple.

Para recibir una señal utilizable, el receptor necesita una cierta relación señal / ruido (determinada por la tasa de error tolerable y las características de modulación). Puede encontrar algunos ejemplos en línea de cómo calcular esto (para LoRa o algo similar).

La señal proviene de la potencia de transmisión, más la ganancia de la antena, menos la pérdida de espacio libre (el cálculo del rango) menos cualquier sombreado de la línea de visión, más la ganancia de la antena.

El ruido proviene del entorno de recepción o el ruido térmico (el que sea mayor) y la cifra de ruido del amplificador, además de cualquier interferencia de múltiples rutas que no se compense con retraso en el receptor.

Suponiendo que es posible un alcance de 16 km con una antena simple (radiación esférica uniforme), está solicitando un aumento de alcance de 3.125 veces o un aumento de potencia de 9.77 veces. Esto es convenientemente de aproximadamente 10 dB, por lo que como una aproximación aproximada necesita una ganancia de antena de 5 dB por encima de la antena 'trivial' en cada extremo. Si apunta a 7 dB en cada extremo, esto le da un pequeño margen para otros factores que no ha tenido en cuenta, imperfecciones en su ensamblaje, etc.

Una complicación adicional es que el rango de 16 km citado está plausiblemente dentro del horizonte de una antena cerca de la tierra, pero para alcanzar la línea de visión de 50 km, necesitaría elevar uno o ambos extremos por muchos metros.

Primero, su pregunta no tiene respuesta, ya que nadie podría decir qué funcionará en un entorno desconocido. Por ejemplo, si hay una gran colina entre los dos módulos, o una gran ciudad, entonces no funcionará. Pero si su módulo está conectado a un globo que tiene una altitud de 38 km , entonces posiblemente sea bueno.

Mientras que el globo estaba a una altitud de 38.772 km (aproximadamente 127204.7 pies) en algún lugar cerca de la frontera entre Alemania y los Países Bajos, fue descubierto por un nodo de The Things Network en Wroclaw, Polonia, a una distancia de 702.676 km, o aproximadamente 436 millas

Pero lo que consideraría esto como datos más realistas. Alcanzaron aproximadamente 18.3 km con una buena línea de visión y una mejor antena que la que ha vinculado.

• Es posible lograr un mayor alcance, especialmente con una antena de puerta de enlace de mayor ganancia [...]

• Para un mejor rendimiento de rango, es deseable una línea de visión o cerca de la línea de visión. Se recomienda elevar la antena de la puerta de enlace (por ejemplo, en un edificio o un mástil) junto con un estudio del sitio para determinar la mejor ubicación para ubicar la antena de la puerta de enlace. [...]

• El alcance dentro de un entorno urbano estaba más allá del alcance de esta prueba, pero deberían ser posibles 1-2 kilómetros (dependiendo del entorno) en un entorno urbano con cierto grado de penetración en el edificio.

En resumen para aumentar el rango:

• Eleva tus antenas.
• Usa antenas con mayores ganancias.
• Use antenas direccionales y no omnidireccionales.

Pero tenga en cuenta que al final siempre estará limitado por el medio ambiente.

Aquí hay un estudio bastante detallado sobre el tema que vale la pena leer.

Prueba una antena Yagi. Tanto el receptor como el transmisor necesitarán una antena, y deben estar alineados entre sí (línea de visión directa). Solo unos pocos grados de inexactitud causarán una mala recepción. Hay varias guías de antena de bricolaje yagi en línea, y programas de calculadora yagi de código abierto que calcularán las dimensiones requeridas para una antena de 868MHz y balun. Puede comprar la mayoría de los suministros, como alambre de cobre grueso o varillas de aluminio, en la mayoría de las ferreterías (Home Depot, Lowes). Probablemente tendrá que buscar adaptadores SMA en línea (sepa la diferencia entre SMA y RP-SMA) para conectar las antenas y un cable coaxial decente. Si va a probarlo, le sugiero que compre un RTL-SDR ($ 20USD) para la depuración de radio. Sin embargo, dudo que alcancen 50 km. Si aumentó el nivel de potencia lo suficiente como para alcanzar un alcance de 50 km, al menos en los EE. UU., Usted ' d probablemente esté violando las leyes de la FCC. Creo que la potencia máxima es de 25 mW