Attenuazione di spazio libero
Figura 1: Densità di potenza isotropa geometricamente decrescente.
Figura 1: Densità di potenza isotropa geometricamente decrescente.
Attenuazione di spazio libero
Nelle telecomunicazioni, l’attenuazione di spazio libero (in inglese: free-space path loss; FSPL) è la perdita ideale di propagazione di un segnale all’interno di uno spazio dove ci sono solo le due antenne trasmittente e ricevente. Questo fenomeno dipende solo dalla distanza percorsa nel vuoto dello spazio, come tra due satelliti, ma è influenzato da altri fattori dell’atmosfera. È uno dei parametri dell’equazione radar.
Calcolo dell’attenuazione
L’energia di un trasmettitore isotropo ad alta frequenza è equamente distribuita in tutte le direzioni. La densità di energia è quindi la stessa su una sfera di raggio R e la cui area è ( A= 4πR² ). Poiché non c’è produzione di energia altrove che alla sorgente, l’energia emessa in un tempo t si disperde all’infinito e la densità diminuisce inversamente all’aumentare di R.
L’espressione per l’attenuazione dello spazio libero comprende due effetti. Il primo è la diminuzione con la distanza dal trasmettitore, che è inversamente proporzionale a R². La seconda è che questa diminuzione è proporzionale al quadrato della lunghezza d’onda trasmessa.
Il primo termine è espresso come:
S = | Pt | en [W/m2] |
Pt = potenza trasmessa [Watt] S = densità di potenza per unità di superficie a R R = Distanza trasmettitore - ricevitore [metri] |
(1) |
4 · π · R2 |
Il secondo è legato all’apertura dell’antenna, che descrive quanto lontano l’antenna può raccogliere il segnale elettromagnetico. Per un’antenna isotropa, la potenza ricevuta è:
Pr = | S · λ2 | en [W] |
Pr = potenza ricevuta S = densità di potenza isotropa λ = lunghezza d’onda |
(2) |
4 · π |
L’attenuazione totale si ottiene combinando i due effetti con:
FSL = | Pt | = | (4 · π · R)2 | = | (4 · π · R · f )2 | fr = frequenza trasmessa c = velocità della luce nel vuoto, 2,99792458 · 108 metri al secondo |
(3) |
Pr | λ2 | c2 |