Tłumienie wolnej przestrzeni
Rysunek 1: Geometrycznie zmniejszająca się izotropowa gęstość mocy.
Rysunek 1: Geometrycznie zmniejszająca się izotropowa gęstość mocy.
Tłumienie wolnej przestrzeni
W telekomunikacji tłumienie wolnej przestrzeni (w języku angielskim: free-space path loss; FSPL) jest to idealne tłumienie propagacji sygnału w przestrzeni, w której znajdują się tylko dwie anteny nadawcze i odbiorcze. Zjawisko to zależy tylko od odległości przebytej w próżni kosmicznej, np. między dwoma satelitami, ale mają na nie wpływ inne czynniki w atmosferze. Jest to jeden z parametrów w równaniu radarowym.
Obliczanie tłumienia
Energia izotropowego nadajnika wysokiej częstotliwości jest równomiernie rozprowadzana we wszystkich kierunkach. Gęstość energii jest więc taka sama na kuli o promieniu R, której powierzchnia wynosi ( A= 4πR² ). Ponieważ nie ma produkcji energii gdzie indziej niż w źródle, energia emitowana w czasie t rozprasza się do nieskończoności, a gęstość maleje odwrotnie proporcjonalnie do wzrostu R.
Wyrażenie na tłumienie w wolnej przestrzeni obejmuje dwa efekty. Pierwszym z nich jest spadek wraz z odległością od nadajnika, który jest odwrotnie proporcjonalny do R². Drugim jest to, że spadek ten jest proporcjonalny do kwadratu długości transmitowanej fali.
Pierwszy człon jest wyrażony jako:
| S = | Pt | en [W/m2] |
Pt = moc nadawana [Wat] S = gęstość mocy na jednostkę powierzchni przy R R = odległość nadajnik - odbiornik [metry] |
(1) |
| 4 · π · R2 |
Drugi związany jest z aperturą anteny, która określa jak daleko antena może odebrać sygnał elektromagnetyczny. Dla anteny izotropowej moc odbierana wynosi:
| Pr = | S · λ2 | en [W] |
Pr = moc odbierana S = izotropowa gęstość mocy λ = długość fali |
(2) |
| 4 · π |
Całkowite tłumienie uzyskuje się przez połączenie tych dwóch efektów za pomocą :
| FSL = | Pt | = | (4 · π · R)2 | = | (4 · π · R · f )2 | fr = częstotliwość przekazywana c = prędkość światła w próżni, 2,99792458 · 108 metrów na sekundę |
(3) |
| Pr | λ2 | c2 |