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路径损耗和衰减

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:电磁波的信号强度是受制于取决于距离的路径损耗。当应用专门接收技术时,路径损耗指数可降到2以下;在气候恶劣和人口稠密传播受阻的地区,该指数可上升至6。根据发送端和接收端信号功率级的比率,路径损耗可以用分贝表示为在自由空间里,路径损耗指数γ为2,式可进一步简化为如式所示,信号强度的损耗不只与距离有关,还有与频率有关的衰减。路径损耗的特点对安全方面的考虑有启示作用。

路径损耗和衰减

电磁波的信号强度是受制于取决于距离的路径损耗(Path Loss)。因此,接收天线的信号功率Pr比发送天线的信号功率Pt要小。这个不同还与发送端和接收端天线增益、传输和接收电路损耗及其他随机因素有关,将PrPt之差建模为

式中,λ是载波波长,即光速c(3×108m/s)和频率f之间的比率,λ=c/fd是发送端和接收端之间的传输距离;γ是路径损耗指数,在自由空间里通常为2,在人口稠密的城市空间里,为4。当应用专门接收技术时,路径损耗指数可降到2以下;在气候恶劣和人口稠密传播受阻(Densely Obstructed)的地区,该指数可上升至6。根据发送端和接收端信号功率级的比率,路径损耗可以用分贝表示为

在自由空间里,路径损耗指数γ为2,式(3-10)可进一步简化为(www.xing528.com)

如式(3-11)所示,信号强度的损耗不只与距离有关,还有与频率有关的衰减。频率越高,衰减越厉害。电磁信号更容易受到水和水蒸气吸收性损耗的影响。例如,中心频率超过5GHz的信号对雨、冰雹和雾的敏感程度要比中心频率大约是1GHz的信号高。这说明要达到同样的射程,频率高的信号要比频率低的信号需要更大的传输功率。这也说明它们会在到达预期的接收端之后,在更短距离内衰弱。

路径损耗的特点对安全方面的考虑有启示作用。频率越高,期望的通信范围之后所需控制空间也越小,因为更高频率的信号衰减得更快。这对安全是有利的。另一方面,更高的频率意味着更高的潜在带宽。因此,当一个更高频率的节点或载波受破坏时,更多的数据将会传送到敌手方。

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