www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Radar Basics

Útlum volného prostoru

Obrázek 1: Geometricky klesající izotropní hustota výkonu.

Graf: Dvě úsečky na povrchu dvou různě velkých soustředných koulí ukazují, že plocha na jednu mocninu roste se vzdáleností od středu. Hustota záření na jednotku plochy se tedy s rostoucí vzdáleností snižuje.

Obrázek 1: Geometricky klesající izotropní hustota výkonu.

Útlum volného prostoru

V telekomunikacích je útlum ve volném prostoru (anglicky free-space path loss; FSPL) ideální útlum šíření signálu v prostoru, kde jsou pouze dvě vysílací a přijímací antény. Tento jev závisí pouze na vzdálenosti uražené ve vesmírném vakuu, například mezi dvěma družicemi, ale je ovlivněn dalšími faktory v atmosféře. Je to jeden z parametrů radarové rovnice.

Výpočet útlumu

Energie izotropního vysokofrekvenčního vysílače je rovnoměrně rozložena do všech směrů. Hustota energie je tedy stejná na kouli o poloměru R, jejíž plocha je ( A= 4πR² ). Protože jinde než ve zdroji energie nevzniká, energie vyzářená v čase t se rozptýlí do nekonečna a hustota klesá nepřímo úměrně s rostoucím R.

Výraz pro útlum ve volném prostoru zahrnuje dva efekty. Prvním je pokles se vzdáleností od vysílače, který je nepřímo úměrný . Druhým důvodem je, že tento pokles je úměrný čtverci vysílané vlnové délky.

První člen je vyjádřen jako:

S = Pt
en [W/m2]
Pt = přenášený výkon [Watty]
S = hustota výkonu na jednotku plochy při R
R = vzdálenost vysílač - přijímač [metry]
(1)
4 · π · R2

Druhá souvisí s aperturou antény, která popisuje, jak daleko může anténa zachytit elektromagnetický signál. Pro izotropní anténu je přijímaný výkon:

Pr = S · λ2
en [W]
Pr = přijímaný výkon
S = izotropní hustota výkonu
λ = vlnová délka
(2)
4 · π

Celkový útlum se získá kombinací obou účinků pomocí:

FSL = Pt = (4 · π · R)2 = (4 · π · R · f )2 fr = vysílaná frekvence
c = rychlost světla ve vakuu, 2,99792458 · 108 metrů za sekundu.
(3)
Pr λ2 c2