www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Noções básicas de radar

Perda por caminho em espaço livre

Nas telecomunicações, a Perda por caminho em espaço livre (FSPL) é a perda na intensidade do sinal de uma onda eletromagnética que resultara um caminho utilizando a linha de visão através do ar, sem obstáculos próximos para causar reflexão ou difração. O FSPL aparece no vácuo em condições ideais, por ex. uma comunicação de rádio entre satélites. É um critério para a derivação da equação do radar também.

Figura 1: A densidade de energia não direcional diminui conforme o espalhamento geométrico

Figura 1: A densidade de energia não direcional diminui conforme o espalhamento geométrico

Cálculo de perda do caminho de espaço livre

Se a energia de alta frequência é emitida por um radiador isotrópico, a energia se propaga uniformemente em todas as direções. Áreas com a mesma densidade de potência formam esferas ( A = 4πR² ) ao redor do radiador. A mesma quantidade de energia se espalha em uma superfície esférica incrementada em um raio esférico incrementado. Isso significa: a densidade de potência na superfície de uma esfera é inversamente proporcional à área de superfície A (ou o quadrado do raio R) da esfera.

A expressão para FSPL na verdade encapsula dois efeitos. A perda de energia em espaço livre é proporcional ao quadrado da distância entre o transmissor e o receptor e também proporcional ao quadrado da frequência do sinal de rádio. Em primeiro lugar, a propagação da energia eletromagnética no espaço livre é determinada pela lei do inverso do quadrado, ou seja,

(1)

  • Pt = potência transmitida [W]
  • S = é a potência por unidade de área à distância
  • R = distância entre transmissor - receptor [m]

O segundo efeito é o da abertura da antena receptora, que descreve quão bem uma antena pode captar energia de uma onda eletromagnética de entrada. Para uma antena isotrópica, isso é dado por

(2)

  • Pr = potência recebida [W]
  • S = densidade de potência não direcional
  • λ = comprimento de onda transmitido [m]

A perda total é dada pela razão:

(3)

  • fr = frequência transmitida
  • c = velocidade da luz

Que pode ser encontrado combinando as duas expressões anteriores.

Figura 2: Nomograma para estimar a perda de espaço livre

Distância [em kilometros]
FSPL [em Decibel]

Figura 2: Nomograma para estimar a perda de espaço livre

Um radar marítimo para navegação usa a banda X (isto é aproximadamente 9.5 GHz). Um litoral a 11 km de distância deve ser visível no radar.

(4)

Como você pode ver: as poências decimais que podemos ignorar: serão encurtadas.

Em 11 km a perda de caminho no espaço livre é de cerca de 133 decibéis.

(Lembre-se: este é apenas o One-Way-Loss! O radar deve calcular o dobro da distância.)