Perda por caminho em espaço livre
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
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.
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.