Útlum volného prostoru
Obrázek 1: Geometricky klesající izotropní hustota výkonu.
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 R². 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 |