自由空间损耗

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无线信号的路径损耗公式

无线信号的路径损耗公式

无线信号的路径损耗公式哎呀,一提到无线信号的路径损耗公式,这可真是个让不少人头疼的玩意儿。

但咱别怕,咱慢慢捋清楚。

先来说说这路径损耗是啥。

简单讲,就是无线信号在传播过程中能量逐渐减弱的情况。

就好像你在操场上大声喊一个人,声音传得越远,听起来就越微弱。

那这路径损耗公式到底长啥样呢?常见的自由空间路径损耗公式是:L = 32.45 + 20log(d) + 20log(f) 。

这里的 L 表示路径损耗,单位是 dB ;d 是收发端之间的距离,单位是千米;f 是信号的频率,单位是MHz 。

举个例子哈,假如你在一个大广场上,拿着手机跟朋友通话。

你手机发射信号的频率是 2GHz ,你和朋友相距 1 千米。

那咱们算算这路径损耗。

先把距离 d = 1 千米,频率 f = 2000 MHz 代入公式。

算下来,这路径损耗可不小呢。

在实际生活中,这个公式用处可大啦。

比如说,咱们的手机基站覆盖范围的规划,工程师们就得靠这个公式来算算信号能传多远,咋样能让信号覆盖更广,让大家都能顺顺利利打电话、上网。

还有啊,有时候你在家里,某个角落信号特别差。

这可能就是因为距离路由器远了,按照这个公式一算,损耗太大,所以信号就弱啦。

再比如,在一些大型活动现场,像演唱会、运动会啥的,人特别多,大家都在用手机。

这时候,通信运营商就得提前根据场地大小、预计的人数,用这个公式好好规划一下临时的基站设置,保证大家的通信顺畅。

要说我自己对这个公式的感受,有一次我去参加一个科技展会。

现场各种高科技设备琳琅满目,其中就有关于无线信号传播和优化的展示。

我凑过去仔细看,发现他们讲解的时候就用到了这个路径损耗公式。

当时我就想,原来这个看似复杂的公式,就在我们身边的这些科技应用里起着关键作用呢。

总之,无线信号的路径损耗公式虽然看起来有点复杂,但它可是无线通信领域里的重要工具。

了解它,能让我们更好地理解为啥有时候信号强,有时候信号弱,也能帮助相关的技术人员做出更优化的通信方案,让咱们的无线生活更美好!。

自由空间损耗

自由空间损耗

功率灵敏度(dBm dBmV dBuV)dBm=10log(Pout/1mW),其中Pout是以mW为单位的功率值dBmV=20log(Vout /1mV),其中Vout是以mV为单位的电压值dBuV=20log(Vout /1uV),其中Vout是以uV为单位的电压值换算关系:Pout=Vout×Vout/RdBmV=10log(R/+dBm,R为负载阻抗dBuV=60+dBmV应用举例无线通信距离的计算这里给出自由空间传播时的无线通信距离的计算方法:所谓自由空间传播系指天线周围为无限大真空时的电波传播,它是理想传播条件。

电波在自由空间传播时,其能量既不会被障碍物所吸收,也不会产生反射或散射。

通信距离与发射功率、接收灵敏度和工作频率有关。

[Lfs](dB)=+20lgd(km)+20lgf(MHz)式中Lfs为传输损耗,d为传输距离,频率的单位以MHz计算。

由上式可见,自由空间中电波传播损耗(亦称衰减)只与工作频率f和传播距离d有关,当f或d增大一倍时,[Lfs]将分别增加6dB.下面的公式说明在自由空间下电波传播的损耗Los = + 20lg d(Km) + 20lg f(MHz)Los=20Lg(4π/c)+20Lg(f(Hz))+20Lg(d(m))=20Lg(4π/3x10^8)+20Lg(f(MHz)x10^6)+20Lg(d(km)x10^3)=20Lg(4π/3)-160+20Lgf+120+20Lgd+60=+20Lgf+20Lgd, d 单位为km,f 单位为MHzLos 是传播损耗,单位为dB,一般车内损耗为8-10dB,馈线损耗8dBd是距离,单位是Kmf是工作频率,单位是MHz例:如果某路径的传播损耗是50dB,发射机的功率是10dB,那末接收机的接收信号电平是-40dB。

下面举例说明一个工作频率为,发射功率为+10dBm(10mW),接收灵敏度为-105dBm的系统在自由空间的传播距离:1. 由发射功率+10dBm,接收灵敏度为-105dBmLos = 115dB2. 由Los、f计算得出d =30公里这是理想状况下的传输距离,实际的应用中是会低于该值,这是因为无线通信要受到各种外界因素的影响,如大气、阻挡物、多径等造成的损耗,将上述损耗的参考值计入上式中,即可计算出近似通信距离。

WLAN损耗计算

WLAN损耗计算

WLAN损耗计算WLAN信号损耗是指在无线网络传输过程中,信号的强度会随着传输距离的增加而减小或遭遇到障碍物而衰减的现象。

了解和计算WLAN信号损耗对于设计和优化无线网络非常重要。

在计算WLAN信号损耗时,需要考虑以下因素:1. 自由空间损耗(Free Space Loss):自由空间损耗是指在没有障碍物的情况下,信号传输的距离越远,信号强度减小的现象。

自由空间损耗的计算公式为:L = 20log(d) + 20log(f) - 147.55其中,L为自由空间损耗(单位dB),d为传输距离(单位米),f 为频率(单位MHz)。

2. 多径传播损耗(Multipath Propagation Loss):多径传播损耗是指信号由于在传播过程中经历了多条不同路径的反射、绕射和散射,导致信号相位错乱和衰减的现象。

多径传播损耗的计算较复杂,通常使用经验数据或射线跟踪模型进行估算。

3. 障碍物损耗(Obstruction Loss):障碍物损耗是指信号在穿越障碍物(如墙壁、楼层等)时受到衰减的现象。

障碍物损耗的计算通常使用环境损耗因子(Environment Loss Factor)进行估算。

L=K×l其中,L为障碍物损耗(单位dB),K为环境损耗因子,l为障碍物的路径长度(单位米)。

4. 天线增益(Antenna Gain):天线增益是指天线相对于理想点源天线的增强能力。

天线增益可以补偿信号在传送过程中的部分损耗,提供更好的传输性能。

计算WLAN信号损耗的具体步骤如下:1.确定传输距离,例如10米。

2.选择信号频率,例如2.4GHz。

3.根据自由空间损耗的计算公式计算自由空间损耗。

L = 20log(d) + 20log(f) - 147.55= 20log(10) + 20log(2400) - 147.55≈20+61.98-147.55≈-65.57dB4.根据环境损耗因子和障碍物路径长度,计算障碍物损耗。

WLAN损耗计算

WLAN损耗计算

WLAN损耗计算WLAN(无线局域网)损耗计算是为了确定在无线局域网中数据传输的稳定性和可靠性,以及保证信号的有效传播范围而进行的一系列计算和评估。

在无线局域网中,损耗是指信号在传播过程中因为各种原因而减弱或消失的现象。

以下是关于WLAN损耗计算的一些重要内容。

1.自由空间损耗(FSPL)计算:自由空间损耗是指在理想的无障碍环境中,信号随距离增长而减弱的现象。

根据公式FSPL = 20log(d) + 20log(f) + 20log(1/4π),其中d为传播距离,f为信号频率。

该计算方法适用于没有任何障碍物的开放环境。

2.损耗因子计算:损耗因子是指与信号传播路径上的障碍物有关的损耗。

每个障碍物都会引起不同程度的信号损耗,可以通过使用一定的损耗因子来进行计算。

常见的损耗因子有墙壁、楼层、门窗、人体等。

3.站点调查:在设计WLAN网络之前,进行站点调查非常重要。

站点调查包括现场勘测和测量,以确定可能存在的干扰源、信号传播范围和无线接入点(AP)的最佳位置。

在站点调查中,同时进行损耗计算是必要的,以确保信号覆盖范围的正确规划和配置。

4.信号强度计算:WLAN系统中的信号强度是用来表示接收到的信号的强度水平。

信号强度计算通常使用dBm(分贝毫瓦)作为单位。

通过基于接收到的信号强度来计算不同位置的信号强度,可以确定信号的有效覆盖范围和强度分布情况。

5.多径干扰计算:多径干扰是由信号在传播过程中遇到的反射、绕射和衍射等现象引起的。

多径干扰会使得信号的强度在不同位置上产生波动,可能引起信号丢失或降低。

计算多径干扰需要考虑信号的传播路径和不同路径之间的相位差等因素。

6.数据速率和误码率计算:数据速率和误码率是衡量无线局域网的性能的重要指标。

通过计算可以确定在不同距离和信号强度下的合适数据速率和误码率,以保证数据传输的稳定性和可靠性。

总结:WLAN损耗计算是无线局域网设置和规划过程中的关键步骤。

通过计算自由空间损耗、损耗因子、信号强度、多径干扰等因素,可以确定适当的信号覆盖范围和配置,保证无线局域网的性能和可靠性。

自由空间传播损耗公式lp

自由空间传播损耗公式lp

自由空间传播损耗公式lp
自由空间损耗公式:空间损耗=20lg(F)+20lg(D)+32.4;
F为频率,单位:MHz;D为距离,单位:Km;所以在距离一定的情况下:频率越高,损耗越大。

自由空间损耗为了简化链路计算而定义的一个参数;
根据链路计算公式:Pr=Pt+Gt-L+Gr,式中Pt是发射功率,Gt是发射天线增益,L是自由空间损耗,Gr是接收天线增益。

根据前面的自由空间损耗计算公式,频率越高,自由空间损耗越大。

由于试验系统较为复杂,要实现自动化测试,一般配备专用的测试软件进行系统集成。

采用直接法进行辐射杂散测试时,需要在测试前对试验系统的各个测试单元单独进行校准;
自由空间损耗LA、滤波器+前置放大器的损耗LT、电缆损耗LC等,或对这些测量设施整体进行校准。

将校准的各个参数补偿到测试软件当中,从而实现自动一体化测量。

扩展资料
有效辐射功率测量值的验证结果;
杂散有效辐射功率直接法测量结果的验证方法是:首先,将各个系统单元的损耗参数在软件中补偿并进行场地布置;接着EUT由发射天线代替,将发射天线与外部信号源连接,设置信号源发射功率P;然后使用软件控制接收天线直接测量发射天线产生的有效辐射功率P2;
再通过已知的发射天线增益以及信号源与发射天线之间的线缆损耗LC,计算发射天线实际产生的有效辐射功率P1=P- LC+Gt;
最后比较P1与P2值的偏差,直接法测量结果与实际发射功率最大相差1.89dB,结果偏差与CISPR 16-4-2:2011定义的高频辐射骚扰测量不确定度
Ucispr=5.5dB相比要小很多,测量结果非常接近实际发射功率值。

自由空间损耗

自由空间损耗

自由空间损耗Document serial number【LGGKGB-LGG98YT-LGGT8CB-LGUT-无线传输距离和发射功率以及频率的关系功率灵敏度(dBm dBmV dBuV)dBm=10log(Pout/1mW),其中Pout是以mW为单位的功率值dBmV=20log(Vout /1mV),其中Vout是以mV为单位的电压值dBuV=20log(Vout /1uV),其中Vout是以uV为单位的电压值换算关系:Pout=Vout×Vout/RdBmV=10log(R/+dBm,R为负载阻抗dBuV=60+dBmV应用举例无线通信距离的计算这里给出自由空间传播时的无线通信距离的计算方法:所谓自由空间传播系指天线周围为无限大真空时的电波传播,它是理想传播条件。

电波在自由空间传播时,其能量既不会被障碍物所吸收,也不会产生反射或散射。

通信距离与发射功率、接收灵敏度和工作频率有关。

[Lfs](dB)=+20lgd(km)+20lgf(MHz)式中Lfs为传输损耗,d为传输距离,频率的单位以MHz计算。

由上式可见,自由空间中电波传播损耗(亦称衰减)只与工作频率f和传播距离d 有关,当f或d增大一倍时,[Lfs]将分别增加6dB.下面的公式说明在自由空间下电波传播的损耗Los = + 20lg d(Km) + 20lg f(MHz)Los=20Lg(4π/c)+20Lg(f(Hz))+20Lg(d(m))=20Lg(4π/3x10^8)+20Lg(f(MHz)x10^6)+20Lg(d(km)x10^3)=20Lg(4π/3)-160+20Lgf+120+20Lgd+60=+20Lgf+20Lgd, d 单位为km,f 单位为MHzLos 是传播损耗,单位为dB,一般车内损耗为8-10dB,馈线损耗8dBd是距离,单位是Kmf是工作频率,单位是MHz例:如果某路径的传播损耗是50dB,发射机的功率是10dB,那末接收机的接收信号电平是-40dB。

自由空间损耗公式

自由空间损耗公式

自由空间损耗公式自由空间损耗公式(Free Space Path Loss Formula)是用于计算无线电波在自由空间中传输过程中的损耗的数学公式。

在无线通信中,为了确定信号的传输范围和信噪比的计算,这一公式是非常重要的。

FSPL = 20log10(d) + 20log10(f) - 147.55其中FSPL代表自由空间损耗(Free Space Path Loss),单位为dB;d代表传输距离,单位为米(m);f代表工作频率,单位为赫兹(Hz)。

公式中的20log10(d)部分是距离衰减项,表示的是信号传输距离与损耗之间的关系;20log10(f)部分是频率衰减项,表示的是信号传输频率与损耗之间的关系;-147.55代表的是自由空间损耗的最小值。

公式中的距离衰减项表示的是随着传输距离的增加,信号强度会逐渐减弱。

这是由于无线电波在传输过程中会遇到一些影响信号强度的因素,如自由空间传输路径中的物理阻碍物、大气条件、地理地貌等。

距离衰减项的20倍表示了无线电波在传输过程中每经过单位距离所带来的损耗。

频率衰减项表示的是随着传输频率的增加,信号强度也会逐渐减弱。

高频信号相比低频信号更容易受到物理障碍物的阻挡和散射,从而使信号强度下降。

频率衰减项的20倍表示了无线电波在传输过程中每经过单位频率所带来的损耗。

在公式中,-147.55代表的是自由空间损耗的最小值,它是一个固定的常数。

这是因为即使在理想的自由空间中,信号的传输也会有一定的损耗,这主要是由于空气分子的吸收和地球曲率所引起的。

自由空间损耗公式可以用于计算无线通信系统中的信号传输范围、信噪比和传输速率等参数。

通过测量信号的发射功率和接收功率,并结合自由空间损耗公式,可以估计出信号在不同距离和频率下的损耗情况,从而为无线通信系统的规划和优化提供参考。

需要注意的是,自由空间损耗公式只适用于理想的自由空间传输条件。

在实际的无线通信环境中,由于存在大量的障碍物、多径传播、衰落等因素,信号的传输损耗可能会比公式计算的值更大。

自由空间损耗

自由空间损耗

无线传输距离与发射功率以及频率的关系功率灵敏度 (dBm dBmV dBuV)dBm=10log(Pout/1mW),其中Pout就是以mW为单位的功率值dBmV=20log(Vout /1mV),其中Vout就是以mV为单位的电压值dBuV=20log(Vout /1uV),其中Vout就是以uV为单位的电压值换算关系:Pout=Vout×Vout/RdBmV=10log(R/0、001)+dBm,R为负载阻抗dBuV=60+dBmV应用举例无线通信距离的计算这里给出自由空间传播时的无线通信距离的计算方法:所谓自由空间传播系指天线周围为无限大真空时的电波传播,它就是理想传播条件。

电波在自由空间传播时,其能量既不会被障碍物所吸收,也不会产生反射或散射。

通信距离与发射功率、接收灵敏度与工作频率有关。

[Lfs](dB)=32、44+20lgd(km)+20lgf(MHz)式中Lfs为传输损耗,d为传输距离,频率的单位以MHz计算。

由上式可见,自由空间中电波传播损耗(亦称衰减)只与工作频率f与传播距离d有关,当f或d增大一倍时,[Lfs]将分别增加6dB、下面的公式说明在自由空间下电波传播的损耗Los = 32、44 + 20lg d(Km) + 20lg f(MHz)Los=20Lg(4π/c)+20Lg(f(Hz))+20Lg(d(m))=20Lg(4π/3x10^8)+20Lg(f(MHz)x10^6)+20Lg(d(km)x10^3)=20Lg(4π/3)-160+20Lgf+120+20Lgd+60=32、45+20Lgf+20Lgd, d 单位为km,f 单位为MHzLos 就是传播损耗,单位为dB,一般车内损耗为8-10dB,馈线损耗8dBd就是距离,单位就是Kmf就是工作频率,单位就是MHz例:如果某路径的传播损耗就是50dB,发射机的功率就是10dB,那末接收机的接收信号电平就是-40dB。

无线电空间传输损耗衰减计算(转帖)

无线电空间传输损耗衰减计算(转帖)

⽆线电空间传输损耗衰减计算(转帖)⽆线传输路径分析是⽆线传输⽹络设计的重要步骤,通过对传输路径的分析便于⽹络设计者根据⽆线链路的裕量⼤⼩选择合适类型的天线(⽅向,极化,增益等指标),安装天线⾼度,选择合适的馈缆和长度等。

下⾯将简单介绍⼀下⽆线传输路径分析中的⾃由空间损耗的计算,信号接收强度的计算,链路系统裕量的计算⼏个主要⽅⾯的内容。

1.⾃由空间损耗的计算⾃由空间损耗是指电磁波在传输路径中的衰落,计算公式如下:Lbf=32.5+20lgF+20lgDLbf=⾃由空间损耗(dB)D=距离(km)F=频率(MHz)2400MHz:Lbf=100+20lgD5800MHz:Lbf=108+20lgD以上公式是在⽓温25度,1个⼤⽓压的理想情况的计算公式。

下表列出典型⾃由空间损耗值距离(km)路径损耗@2.4GHz(dB)1 2 3 4 5 6 7 8 9 10-100 -106 -110 -112 -114 -116 -117 -118 -119 -12015 20 25 30 35 40 45 50-124 -126 -128 -130 -131 -132 -133 -134通过查找上表和通过公式计算我们可以得到从发射站到接收站电磁波传输的理论衰落.2.信号接收强度的计算:信号接收强度是指接收站设备接收到的⽆线信号的强度。

RSS=Pt+Gr+Gt-Lc-LbfRSS=接收信号强度Pt=发射功率Gr=接收天线增益Gt=发射天线增益Lc=电缆和缆头的衰耗Lbf=⾃由空间损耗举例说明,如果发射站与接收站两站点相距25Km,设备发射功率20dBm,发射天线增益为17dBi,接收天线增益为24dBi,电缆和缆头损耗3dBi。

则接收信号强度 RSS=20+17+24-3-128=-70dB3.链路系统裕量SFM(Syetem Fade Margin)的计算链路系统裕量是指接收站设备实际接收到的⽆线信号与接收站设备允许的最低接收阈值(设备接收灵敏度)相⽐多的富裕dB数值。

自由空间损耗概述

自由空间损耗概述

自由空间损耗自由空间损耗可以表示为发射的功率t P 与天线接收的功率r P 之比,或者用该比率的对数值乘以10,这样可用分贝作为单位。

一个理想的全向天线,自由空间损耗是:22)4(cfd P P r t π= 式中:t P ------传输天线的信号功率r P ------接收天线的信号功率d-------天线之间的传播距离c-------光速f---载波频率也可表示为:410lg 20lg()t dB r P df L P cπ== 20lg ()20lg ()147.56()f HZ d m dB ==- 20lg ()20lg ()92.4()f GHZ d km dB =++ (1)对有些天线还必须考虑天线的增益,这时所遵循的自由空间损耗等式为:2222224)()4(c Af G A A f cd G G c fd P P tr t r r t ππ===补:G ---有效增益r G ---接收天线的增益t G ---传输天线的增益A ---有效面积r A ---接收天线的有效面积t A ---传输天线的有效面积f ---载波频率c ---光速此时等式为:20lg 20lg 10lg()169.54()dB r t L f d A A dB =-+-+ (2)因而,如果天线的尺寸和间距相同的话,载波的波长越长(载波的频率f 越低),则自由空间路径的损耗就越高,对比一下等式(1)式和(2)式是很有意义的。

等式(1)表明,随着频率的增加,自由空间的损耗也增加,这说明频率越高,损耗就变得更加难以接受。

然而等式(2)表明,人们可以很容易地用天线增益对这部分增加的损耗加以补偿。

事实上,在高频处存在着净增益,其他的因素仍保持常量。

等式(1)说明当距离固定时,频率增加所导致增加的损耗为20lgf,。

然而,假如考虑天线增益及固定的天线面积,则损耗的变化为-lgf,也就是说,在较高的频率处确实存在着损耗的减少。

自由空间损耗

自由空间损耗

无线传输距离和发射功率以及频率的关系功率灵敏度(dBm dBmV dBuV)dBm=10log(Pout/1mW),其中Pout是以mW为单位的功率值dBmV=20log(Vout /1mV),其中Vout是以mV为单位的电压值dBuV=20log(Vout /1uV),其中Vout是以uV为单位的电压值换算关系:Pout=Vout×Vout/RdBmV=10log(R/0.001)+dBm,R为负载阻抗dBuV=60+dBmV应用举例无线通信距离的计算这里给出自由空间传播时的无线通信距离的计算方法:所谓自由空间传播系指天线周围为无限大真空时的电波传播,它是理想传播条件。

电波在自由空间传播时,其能量既不会被障碍物所吸收,也不会产生反射或散射。

通信距离与发射功率、接收灵敏度和工作频率有关。

[Lfs](dB)=32.44+20lgd(km)+20lgf(MHz)式中Lfs为传输损耗,d为传输距离,频率的单位以MHz计算。

由上式可见,自由空间中电波传播损耗(亦称衰减)只与工作频率f和传播距离d有关,当f或d增大一倍时,[Lfs]将分别增加6dB.下面的公式说明在自由空间下电波传播的损耗Los = 32.44 + 20lg d(Km) + 20lg f(MHz)Los=20Lg(4π/c)+20Lg(f(Hz))+20Lg(d(m))=20Lg(4π/3x10^8)+20Lg(f(MHz)x10^6)+20Lg(d(km)x10^3)=20Lg(4π/3)-160+20Lgf+120+20Lgd+60=32.45+20Lgf+20Lgd, d 单位为km,f 单位为MHzLos 是传播损耗,单位为dB,一般车内损耗为8-10dB,馈线损耗8dBd是距离,单位是Kmf是工作频率,单位是MHz例:如果某路径的传播损耗是50dB,发射机的功率是10dB,那末接收机的接收信号电平是-40dB。

下面举例说明一个工作频率为433.92MHz,发射功率为+10dBm(10mW),接收灵敏度为-105dBm的系统在自由空间的传播距离:1. 由发射功率+10dBm,接收灵敏度为-105dBmLos = 115dB2. 由Los、f计算得出d =30公里这是理想状况下的传输距离,实际的应用中是会低于该值,这是因为无线通信要受到各种外界因素的影响,如大气、阻挡物、多径等造成的损耗,将上述损耗的参考值计入上式中,即可计算出近似通信距离。

自由空间等效衰减计算公式

自由空间等效衰减计算公式

自由空间等效衰减计算公式在无线通信领域,信号的衰减是一个非常重要的问题。

当信号在空间传播时,会受到多种因素的影响,其中最主要的因素之一就是衰减。

衰减会导致信号强度的减小,从而影响通信质量和距离。

因此,研究信号的衰减规律对于优化无线通信系统具有重要意义。

在自由空间中,信号的衰减可以通过等效衰减计算公式来进行计算。

这个公式可以帮助我们更好地理解信号在空间传播过程中的衰减规律,从而指导无线通信系统的设计和优化。

首先,让我们来看一下自由空间等效衰减的计算公式:L = 20log(d) + 20log(f) + 20log(4π/c)。

其中,L表示等效衰减(单位,dB),d表示信号传播的距离(单位,米),f 表示信号的频率(单位,赫兹),c表示光速(单位,米/秒)。

这个公式的推导过程比较复杂,但是我们可以通过一些简单的解释来理解这个公式的含义。

首先,公式中的第一项20log(d)表示距离衰减。

这意味着信号的强度会随着传播距离的增加而减小。

这是因为信号在传播过程中会受到空气、建筑物等障碍物的阻挡和散射,从而导致信号的衰减。

这种距离衰减是信号传播过程中最主要的衰减因素之一。

其次,公式中的第二项20log(f)表示频率衰减。

这意味着信号的频率越高,衰减越严重。

这是因为高频信号在空间传播过程中会更容易被障碍物吸收和散射,从而导致衰减更加严重。

因此,在设计无线通信系统时,需要考虑到信号的频率对于衰减的影响。

最后,公式中的第三项20log(4π/c)表示自由空间路径损耗。

这是一个与信号传播介质和速度有关的参数。

在自由空间中,信号的传播速度是光速,因此这个参数可以看作是一个常数。

它表示了在自由空间中信号传播过程中的固有衰减。

通过这个等效衰减计算公式,我们可以对信号在自由空间中的衰减规律有一个更清晰的认识。

在实际的无线通信系统设计中,我们可以根据这个公式来进行信号强度的预测和优化,从而提高通信质量和覆盖范围。

除了上述的自由空间等效衰减计算公式外,还有一些其他的衰减计算公式,例如多径衰减、大气衰减等。

无线传输损耗公式

无线传输损耗公式

无线传输损耗公式无线传输损耗公式是用来计算信号传输过程中所遭受的损耗的数学表达式。

损耗是指信号的功率在传输过程中所减少的情况。

在无线通信中,由于信号会遇到衰减、散射、多径和干扰等问题,导致信号强度的衰减。

通过使用损耗公式,我们可以预测信号的强度在一定距离和环境条件下的衰减情况。

在无线传输中,常用的损耗公式包括自由空间损耗公式、2-ray模型、多径模型和日土模型等。

1. 自由空间损耗公式:自由空间损耗公式是用来计算在理想情况下无干扰的自由空间中信号衰减的公式。

该公式使用频率、距离和天线增益等参数来计算损耗。

L_fs = 20log10(d) + 20log10(f) + K其中,L_fs表示自由空间路径损耗(单位为dB),d表示距离(单位为米),f表示频率(单位为赫兹),K表示常数。

常数K用来代表环境因素,例如天线增益、传输介质等,并根据具体情况进行调整。

2. 2-ray模型:2-ray模型是一种常用的室内传输损耗模型。

该模型考虑了从发射天线直接到达接收天线的信号,以及经过地面反射后到达接收天线的信号。

该模型可以用于计算室内环境中的传输损耗。

L_2ray = 20log10(d) + 20log10(f) + Gt + Gr其中,L_2ray表示2-ray模型下的路径损耗(单位为dB),d表示距离(单位为米),f表示频率(单位为赫兹),Gt表示发射天线增益,Gr表示接收天线增益。

3. 多径模型:多径模型用于描述在室外环境中由于地面反射和障碍物散射导致信号传输过程中的多径效应。

多径模型的计算比较复杂,常用的模型有Okumura-Hata模型和Cost-231模型等。

4. 日土模型:日土模型是一种用于描述城市环境中无线传输损耗的模型。

该模型考虑了建筑物和其他障碍物对信号的阻碍和散射影响。

日土模型是一种经验模型,可以用来估计城市环境中的传输损耗。

需要注意的是,以上仅是一些常见的无线传输损耗公式和模型,实际应用中还需要根据具体情况选择适当的模型和公式。

电磁波的自由空间损耗

电磁波的自由空间损耗

电磁波的自由空间损耗
电磁波的自由空间损耗(Free space path loss,简称FSPL)指的是电磁波在没有障碍物阻隔的情况下,从发射端到接收端之间传播
时所遇到的信号弱化现象。

自由空间损耗主要是由于电磁波在空气中传播过程中产生的辐射
损耗、反射损耗、散射损耗、绕射损耗等各种因素所导致的。

其中辐
射损耗是指电磁波通过空气传输时因为辐射而产生的能量消耗,随着
距离的增加而增加;反射损耗是指电磁波在经过物体表面时发生反射,部分能量被反射回去而未形成有效信号,从而进一步减弱传输信号的
强度;散射损耗是指电磁波在穿过物体时不断地发生散射,导致信号
传输的强度不断地减小;绕射损耗是指电磁波在穿过物体的边缘时产
生的绕射现象,导致信号传输的强度不断地减少。

电磁波的自由空间损耗与频率、距离、天线高度、功率等因素都
有关系。

一般来说,电磁波的频率越高,信号的穿透力越弱,自由空
间损耗也就越大。

同时,随着距离的增加,自由空间损耗也会逐渐增大。

天线的高度和功率也会影响自由空间损耗,一般来说,天线高度
越高、功率越大,自由空间损耗就会越小。

在无线通信系统设计中,我们需要根据需要的通信距离和信号强
度来计算自由空间损耗,并根据连续波和脉冲调制两种不同的情况,
选择不同的传输功率和技术来满足通信需求。

总之,电磁波的自由空间损耗是无线通信中一个非常重要的参数,对于无线通信系统的设计和优化都有着重要的影响。

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无线传输距离和发射功率以及频率的关系功率灵敏度(dBm dBmV dBuV)dBm=10log(Pout/1mW),其中Pout是以mW为单位的功率值dBmV=20log(Vout /1mV),其中Vout是以mV为单位的电压值dBuV=20log(Vout /1uV),其中Vout是以uV为单位的电压值换算关系:Pout=Vout×Vout/RdBmV=10log(R/0.001)+dBm,R为负载阻抗dBuV=60+dBmV应用举例无线通信距离的计算这里给出自由空间传播时的无线通信距离的计算方法:所谓自由空间传播系指天线周围为无限大真空时的电波传播,它是理想传播条件。

电波在自由空间传播时,其能量既不会被障碍物所吸收,也不会产生反射或散射。

通信距离与发射功率、接收灵敏度和工作频率有关。

[Lfs](dB)=32.44+20lgd(km)+20lgf(MHz)式中Lfs为传输损耗,d为传输距离,频率的单位以MHz计算。

由上式可见,自由空间中电波传播损耗(亦称衰减)只与工作频率f和传播距离d有关,当f或d增大一倍时,[Lfs]将分别增加6dB.下面的公式说明在自由空间下电波传播的损耗Los = 32.44 + 20lg d(Km) + 20lg f(MHz)Los=20Lg(4π/c)+20Lg(f(Hz))+20Lg(d(m))=20Lg(4π/3x10^8)+20Lg(f(MHz)x10^6)+20Lg(d(km)x10^3)=20Lg(4π/3)-160+20Lgf+120+20Lgd+60=32.45+20Lgf+20Lgd, d 单位为km,f 单位为MHzLos 是传播损耗,单位为dB,一般车内损耗为8-10dB,馈线损耗8dBd是距离,单位是Kmf是工作频率,单位是MHz例:如果某路径的传播损耗是50dB,发射机的功率是10dB,那末接收机的接收信号电平是-40dB。

下面举例说明一个工作频率为433.92MHz,发射功率为+10dBm(10mW),接收灵敏度为-105dBm的系统在自由空间的传播距离:1. 由发射功率+10dBm,接收灵敏度为-105dBmLos = 115dB2. 由Los、f计算得出d =30公里这是理想状况下的传输距离,实际的应用中是会低于该值,这是因为无线通信要受到各种外界因素的影响,如大气、阻挡物、多径等造成的损耗,将上述损耗的参考值计入上式中,即可计算出近似通信距离。

假定大气、遮挡等造成的损耗为25dB,可以计算得出通信距离为:d =1.7公里结论: 无线传输损耗每增加6dB, 传送距离减小一倍在遥控钥匙门禁(RKE)系统中,可以用钥匙扣上的发射器从远端开锁,发射器将无线编码发送到汽车内的接收机。

遥控钥匙门禁(RKE)系统通常工作在ISM频段,包括315MHz和433.92MHz。

随着远程启动和带校验的RKE的出现,设计者希望延长这些短程设备的有效收发距离。

影响有效收发距离的关键因素是无线信号的路径损耗。

该应用笔记描述了无线信号的“地面反射”对路径损耗的影响,给出了路径损耗的近似式,并给出了在空旷停车场内路径损耗的曲线。

另外,本文还给出了多路径信号和阻塞影响的估算。

在RKE系统中,汽车驾驶员利用钥匙扣上的发射器向车内接收机发送无线编码信号,打开车锁。

接收机对接收到的信号进行解码,并控制执行装置打开车门。

RKE系统的一个重要指标是它的有效收发距离。

该距离由链路预算决定,关键因素是钥匙扣上发射器的发射功率、接收器的灵敏度和路径损耗。

本应用只讨论路径损耗,阐述了发射器与接收器的距离、发射信号频率以及发射器与接收器之间的相对高度对路径损耗的影响。

地面反射中的路径损耗在一个空旷的停车场环境中,几米以上距离的路径损耗与距离的4次方成正比,在自由空间传输中它与距离的平方成正比。

实际上,对于增益为1的小天线而言,路径损耗与频率无关,可由一个简单的式表示:其中,R是发射器和接收器之间的水平距离,h 1 是发射器的高度,h 2 是接收器的高度。

这个简单的用于表示路径损耗的公式式是根据“地面反射”原理得出的。

在靠近地面的任何位置,无线信号传输都会在发射器和接收器之间选择一条直接路径和一条地面反射路径,如图1所示。

地面反射类似于镜面反射。

对于常规地形,地面反射会使信号产生180 相移,而且比直接路径传输更远的距离。

两条路径信号在接收端重新组合,如果不考虑路径长度的影响,这两路信号可以完全抵消。

直接路径和地面反射路径的传输距离由式2和式3表示:由于R、R1、R2 >> h1、h2,上述表达式可近似为式4和式5:两者距离之差由式6表示:地面反射是多径传输的一个简单例子:无线电波在传播过程中,遇到不同的表面反射,形成幅值和延迟均不同的多径信号到达接收机。

若在自由空间只有一条传输路径,接收器收到的信号功率由式7表示:其中,P R 是接收功率、P T 是发射功率、G T 是发射机天线增益、G R 是接收天线增益、是波长。

在地面传输时,传输信号会选择两条路径:直接路径和地面反射路径。

有许多种方法可以模拟这种传输,且大多数都可以作为学术论文的内容。

我们采取这样一种合理且直观的方法来模拟第二种路径所产生的影响:假定一半的发射功率进入直接路径传输,而另一半进入地面反射路径。

结果会有两路具有微小相位差异的电压信号在接收天线端相减(反射会产生180&#176的相位翻转)。

式8是两路电压信号组合后的复数表达式:实际上,在大多数地面平坦的条件下,两路电压信号V 1 和V 2 的幅值相等。

我们可以把V看成是一个“电压”,等于接收功率的1/2次方(这种情况下,是V/ ,如式9所示:接收功率刚好是式8电压幅值的平方。

将式9中的V代入该式,整理并转化为三角函数,可得到精确的路径损耗式为:如果我们将式6中的近似表达式代入式11,并将近似为x,就可得到如下简化表达式:对于具有宽角度覆盖范围的小天线来说,其天线增益近似为1。

将式12表示为PR/PT的比值,并设置G T =G R =1, 所得到的近似表达式既为式1。

图2和图3是天线增益为1时,在315MHz和434MHz下路径损耗的曲线图。

包括式7表示的自由空间路径损耗、式11给出的精确路径损耗和式12给出的近似路径损耗。

由图可以看出:在距离非常近时,确切的路径损耗会随信号频率不同而发生变化。

从这两幅图我们可以发现,对于图1 所示的典型遥控钥匙信号传输路径,在距离10米远处的路径损耗近似等于自由空间的路径损耗。

这是因为在300MHz 至400MHz,直接路径传输信号和通过地面反射的信号在距离上相差四分之一波长,产生90 和176 的相位差。

这意味着两路信号叠加后既不增强也不抵消。

而在大于10米处,路径损耗以 R -4 变化,这说明在中等或较远距离时,式1是计算路径损耗的一个非常有用、快捷的方法。

实际上,在发射和接收高度相等且均为h时,路径损耗(单位:dB)可以简化为:由该式可知,当发射和接收高度均为1米时,1千米远处的路径损耗为123dB。

路径损耗计算的使用技巧将发射功率一分为二,一半进入直接路径传输,一半进入地面反射路径传输的传播模型并不精确。

这也是根据该模型建立的式12和式13表达式有时会出现2次方因子。

但是,重要的是该应用笔记给出的表达式非常近似地估计了可以达到的最远距离。

并描述了高度和距离对路径损耗的影响。

自由空间损耗模型可用于传输距离在10米以内的情况,因为在相距10米以内时,地面反射会使信号传输发生巨大的变化。

而在距离大于10米且无障碍的环境中,可以采用的规律近似估算。

任何散射体的存在都会影响任意距离处的路径损耗。

任何障碍物(如停车场的其他汽车、灯柱、低矮的建筑物等)都会造成更多的反射路径,并使无线电波发生绕射,在混凝土建筑物中还会进一步削弱信号。

这说明在实际情况中,以R 4 变化的损耗模型比自由空间的损耗模型更准确。

实际使用时,考虑到不同表面造成的瞬时衰落,估计路径损耗较好的方法是从式1计算出的空旷停车场的路径损耗中减去20dB。

如果钥匙扣发射器在一个建筑物内发送信号(比如一个远程启动装置),则要从式1计算出的路径损耗中减去30dB到40dB。

总之,要想得到最远收发距离,最可靠的方法就是进行实际测试。

上述近似法只是一种参考,或者说是在测量开始之前进行的一个“可靠检验”。

dBm, dBi, dBd, dB, dBc释义dBmdBm是一个考征功率绝对值的值,计算公式为:10lgP(功率值/1mw)。

[例1] 如果发射功率P为1mw,折算为dBm后为0dBm。

[例2] 对于40W的功率,按dBm单位进行折算后的值应为:10lg(40W/1mw)=10lg(40000)=10lg4+10lg10+10lg1000=46dBm。

dBi 和dBddBi和dBd是考征增益的值(功率增益),两者都是一个相对值,但参考基准不一样。

dBi的参考基准为全方向性天线,dBd的参考基准为偶极子,所以两者略有不同。

一般认为,表示同一个增益,用dBi表示出来比用dBd表示出来要大2.15。

[例3] 对于一面增益为16dBd的天线,其增益折算成单位为dBi时,则为18.15dBi(一般忽略小数位,为18dBi)。

[例4] 0dBd=2.15dBi。

[例5] GSM900天线增益可以为13dBd(15dBi),GSM1800天线增益可以为15dBd(17dBi)。

dBdB是一个表征相对值的值,当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB 时,按下面计算公式:10lg(甲功率/乙功率)[例6] 甲功率比乙功率大一倍,那么10lg(甲功率/乙功率)=10lg2=3dB。

也就是说,甲的功率比乙的功率大3 dB。

[例7] 7/8 英寸GSM900馈线的100米传输损耗约为3.9dB。

[例8] 如果甲的功率为46dBm,乙的功率为40dBm,则可以说,甲比乙大6 dB。

[例9] 如果甲天线为12dBd,乙天线为14dBd,可以说甲比乙小2 dB。

dBc有时也会看到dBc,它也是一个表示功率相对值的单位,与dB的计算方法完全一样。

一般来说,dBc 是相对于载波(Carrier)功率而言,在许多情况下,用来度量与载波功率的相对值,如用来度量干扰(同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等)以及耦合、杂散等的相对量值。

在采用dBc的地方,原则上也可以使用dB替代。

经验算法:有个简便公式:0dbm=0.001w 左边加10=右边乘10所以0+10DBM=0.001*10W 即10DBM=0.01W故得20DBM=0.1W 30DBM=1W 40DBM=10W还有左边加3=右边乘2,如40+3DBM=10*2W,即43DBM=20W,这些是经验公式,蛮好用的。

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