Ondergronds met NB-IoT
-
Naar aanleiding van het persbericht van Tweetonig “Going underground with NB-IoT” heb ik mijn microwave-skills eens gebruikt om uit te rekenen onder welke voorwaarden in de aarde ingegraven NB-IoT nodes nog werken. Hiervoor heb ik gebruik gemaakt van CST, m.n. Microwave Studio, om het stralingspatroon van de antenne te simuleren.
Het model dat ik gebruikt heb ziet er als volgt uit:
Node: kunststof doosje 20 x 20 x 20 cm, 1 mm wanddikte
Antenne: 1/2 golflengte antenne op 850 MHz (2 x 9 cm met 1 mm afstand), centraal in het doosje
Frequentiebereik: 800 - 900 MHz
Bodemmateriaal: vochtige kleiAls je het stralingspatroon uitrekent met het gehele doosje in lucht stellen we de “radiation efficiency” op 0 dB.
Doosje ingegraven zodat alleen het bovenvlak nog zichtbaar is, zoals b.v. bij parkeer-toepassingen: -18 dB
Doosje 30 cm ingegraven: - 30 dB,
bij 40 cm - 33 dB,
bij 50 cm -38 dBDat wil zeggen dat ingegraven NB-IoT nodes zullen werken wanneer die extra “pathloss” in de verbinding acceptabel is. Bij deze berekening moet uiteraard de pathloss tussen zendmast en een vrije (boven de aarde staande) node nog opgeteld worden, die kan met het Egli-model uitgerekend worden. Gezien het feit dat het forse extra pathlosses zijn zou ik erg voorzichtig zijn met het toepassen van ingegraven NB-IoT nodes.
Voor de theorie en de formules: Microwave Engineering (Pozar).
Als er nog vragen of opmerkingen zijn hoor ik die graag.
Auke
-
Bedankt voor het uitzoeken! Niet iedereen heeft toegang tot zulke dure simulatietools, dus het is fijn als men zijn onderzoeksresultaten deelt.
Ik had zelf een steiler verloop verwacht met meer attenuatie bij de grotere diepte’s.
Heb je zelf ook al eens gespeeld met narrowband nodes? Op de meeste plekken haal je zo -73dBm en gegeven een gevoeligheid van de module van -135dBm blijft er dan nog genoeg speelruimte over.
Veel succes en vooral plezier met het experimenteren met deze nieuwe technologie!
Richard Ginus
