自由空间传播损耗
自由空间电波传播是无线电波最基本、最简单的传播方式。自由空间是一个理想化的概念,实际上电波是不可能在真空中传播的,自由空间为人们研究电波传播提供了一个简化的计算环境。
电波从点源全向天线发出后在自由空间传播,能量将扩散到一个球面上。如用定向天线,电波将向某一方向汇聚,在此方向上获得增益,那么到达接收点的信号功率是:
其中PT为发射功率
GT为发射天线增益
GR为接收天线增益
Lp自由空间传播损耗
其中Lp 的定义为: |
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d为传播距离
λ为工作波长
c为光速
f为工作电波频率
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卫星通信的电波传播 |
自由空间传播损耗Lp是传播损耗中最基本的损耗,接收天线接收的信号功率仅仅是发射天线辐射功率的一小部分,大部分能量都向其它方向扩散了。工作距离越远,球面积越大,接收点截获的功率越小,即传播损耗加大。电波在大气层以外的空间传播时,可以近似看成在自由空间传播。
如果低轨道卫星系统卫星高1000Km,最小仰角为10°,最大路径长为2763Km,上行频率1600MHz,则上行空间传播损耗为165.3dB;下行频率1500MHz,传播损耗为164.8dB。若静止轨道卫星系统上行频率6GHz,下行频率4GHz,地球站与卫星相距40000Km,则上行和下行的空间传播损耗为200.05dB和196.53dB。低轨和高轨的传播损耗相差可达30dB,显然低轨道方案在传播损耗上具有优势,可放松对天线、发射功率等的要求,方便地实现卫星与手持机之间的通信。
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