Меню

Коэффициент потери мощности сигнала с расстоянием

Понятие о потерях сигнала при распространении радиоволн

При РРВ в пространстве мощность их ослабляется. Это явление называют потерями при РРВ и учитывают коэффициентом потерь, который определяется как отношение мощности сигнала передатчика к мощности сигнала на входе приемника .

— — коэффициенты направленного действия и к.п.д. передающей и приемной антенны соответственно;

— — к.п.д. фидеров передающего и приемного;

Пд – передатчик;

— Пр – приемник.

Величина мощности на выходе приемной антенны равна произведению плотности потока мощности в близи антенны на эффективную площадь антенны , т.е. площадь фронта проходящей электромагнитной волны, из которой антенна как бы поглощает мощность.

Эффективная площадь антенны связана с к.н.д. соотношением

При большом расстоянии фронт волны у приемной антенны можно считать сферическим, и тогда

Подставив в (1.12) формулы (1.13) и (1.14), получим

При к.п.д. фидера приемной антенны мощность сигнала на входе приемника будет

Здесь и

Подставим выражение (1.16) в (1.11)

Выражение (1.17) определяет ослабление сигнала при РРВ в свободном пространстве при реальных антеннах, имеющих фидеры с потерями.

Для случая ненаправленных антенн (изотропных излучателей) с фидерами без потерь , получим

(1.18)

Выражение (1.17) можно записать в виде

Потери сигнала можно выразить в дБ.

При этом расстояние и длина волны должны выражаться в метрах.

Потери при распостранении радиоволн в реальных условиях учитываются введением понятия множителя ослабления.

Фактически ЭМВ распространяются не в свободном пространстве, а в реальных условиях. Вследствие этого наблюдаемое в практике значение поля бывает обычно иное, чем рассчитываемое из условия РРВ в свободном пространстве. Это реальное значение бывает меньше, а иногда и больше.

Основные причины этого следующие:

— наличие земли обуславливает появление отраженной от неё волны. Энергия этой волны попадает в место приема (на вход приемника) и суммируется с энергией прямого луча. Возникает явление интерференции. Наиболее неприятным является случай, когда отраженный сигнал приходит на вход приемника в противофазе с основным. Сигналы вычитаются, а результирующий сигнал значительно ослабляется. Возникают интерференционные замирания;

Читайте также:  Какая мощность у электропоезда

— при низко подведенных антеннах Земля может изменять эквивалентные параметры антенн;

— наличие неоднородностей атмосферы над землёй вызывает рефракцию радиоволн, создает дифракцию, порождает отраженные волны и обуславливает поглощение энергии радиоволн;

— на уровене сигнала сказывается рельеф местности и метеоусловия.

Влияние этих факторов на напряженность поля вместе приёма учитывают путем введения множителя ослабления по отношению к полю свободного пространства, который равен

где — напряженность поля в точке приема при РРВ в свободном пространстве.

— напряженность поля в точке приема при РРВ в реальных условиях.

Мощность сигнала на входе приемника при РРВ в реальных условиях равна

Отсюда полные потери на участке РРВ составят

Полные потери сигнала при РРВ в реальных условиях равны

Выражение (1.24) показывает, что полные потери зависят от расстояния между точками передачи и приема, длины волны , направленных свойств антенны , к.п.д. фидеров , рельефа местности и метеорологических условия .

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник



Онлайн-калькулятор потерь в свободном пространстве

По рекомендациям Международного союза электросвязи ITU-R P.525-2.

Ассамблея радиосвязи МСЭ, учитывая,
а) что распространение радиоволн в свободном пространстве является эталонным понятием в радиотехнике, рекомендует,
1. чтобы для расчёта ослабления в свободном пространстве использовались методы, изложенные в приложении 1.
Приложение 1

2.2 Линии связи пункта с пунктом
Для линии связи пункта с пунктом ослабление в свободном пространстве между изотропными антеннами, называемое также основными потерями передачи в свободном пространстве (обозначения: Lbf или A), целесообразно рассчитывать следующим образом:

Уравнение также можно записать, используя вместо длины волны частоту:
Lbf=32,4 + 20lg(f) + 20lg(d)

Правила пользования табличкой для расчёта просты до тривиальности! Впиши нужные значения частоты и расстояния, и получишь ответ в децибелах.

24 фев 2019 Возможно, тебе будет полезен калькулятор дальности связи, позволяющий решить как раз обратную задачу!

Модель Хата

Расчётная модель японца Хата, которую он разработал в 1980 году, основана на расчётной модели японца Окумура, которая увидела свет в 1968 году. Поэтому её ещё часто называют моделью Окумура-Хата. Можно почитать про неё в англоязычной википедии Обе модели описывают распространение радиволн в условиях городской, пригородной и сельской местностей. В основу японской модели Окумура легли данные радиоизмерений. Модель Хата — результат выведения эмпирических формул. Эта модель подходит для частот от 150 до 1500 МГц и высоты подвеса базовой антенны от 30 до 200 м.

В формулы можно подставить и другие высоты, частоты и расстояния, но расчёт по модели Хата имеет право показать там полную чушь. Поэтому если введённое в ячейку значение не вписывается в эти ограничения, ячейка будет подсвечена красным

Частота, МГц:
Высота базовой антенны, м:
Высота мобильной антенны, м:
Расстояние, км:
Ослабление, дБ:
город
пригород
чистое поле

Поправка на угол просвета местности

Расчёт позаимствован из рекомендации ITU-R P.1546, но на него ссылаются и некоторые другие методики. Формула справедлива только для углов от до , поэтому если введённая величина не будет укладываться в эти пределы, для расчёта будет взята предельная величина, а поле для ввода угла будет подсвечено красным цветом.

Частота, МГц
Расстояние, км
Высота, м
Угол, °
Поправка, дБ

Для сухопутных трасс можно повысить точность прогнозируемой напряжённости поля путём учёта местности вблизи приёмной (подвижной) антенны, если имеются такие данные, при использовании угла просвета местности. При расчётах для смешанной трассы эту поправку следует вводить, если приёмная (подвижная) антенна находится рядом с сухопутным участком трассы. Более подробная информация о поправке на угол просвета местности приведена в п. 11 Приложения 5

Читайте также:  Мощность завода по производству пеллет

Приложение 5. Дополнительная информация и методы для реализации метода прогнозирования.
11. Поправка на угол просвета местности

Θ — угол места для линии от приёмной (подвижной) антенны, которая как раз проходит, не задевая всех препятствий на местности в направлении передающей (базовой) антенны на расстоянии до 16 км, но не выходит за передающую (базовую) антенну.

При расчёте Θ не нужно учитывать кривизну поверхности Земли.

Источник