傳輸損耗

傳輸損耗

傳輸損耗是輸出功率與輸入功率之比值,指在傳輸過程中因傳輸介質等因素引起的能力損失。超高頻和微波波段信號的空間傳播,會對信號帶來多種傳輸損傷、很大衰減和多徑衰落。

基本介紹

  • 中文名:傳輸損耗
  • 定義:輸出功率與輸入功率之比值
  • 公式:Lt=Lb-GP (dB)
  • 對象:無線電路發射天線
分類,多徑傳播,多徑傳播後果,公式,公式解析,

分類

1.直線傳播損傷
● 衰減和失真;
● 自由空間損耗;
● 噪聲;
● 大氣吸收;
● 多徑和折射。
衰減因素:雙絞線、電纜到光纖、波導等傳輸媒體,都是導向媒體,而在自由空間長距離的電磁波傳播,屬於非導向媒體傳輸;因此衰減是較為複雜的距離函式,並在地球周圍受到充滿大氣層的影響。傳播衰減主要影響因素是:傳播頻段f,傳播距離L,電磁波速率C(近於光速)。
2.自由空間傳播損耗
1. 微波段信號遠程傳播如衛星到地面約36000km。信號波束隨傳播距離而發散。上行鏈路的發射信號功率,由大功率速調管可達上千瓦,而衛星轉發器只能靠太陽能供電,由於衛星表面積受限,因此下行鏈路發射功率很難達到上百瓦。因此地球站接收信號功率不過微瓦級,並且還包含了收、發天線增益幾十個dB的補償效果。自由空間是理想介質,是不會吸收電磁能量的。自由空間的傳輸損耗是指天線輻射的電磁波在傳播過程中,隨著傳播距離的增大,能量的自然擴散而引起的損耗,它反映了球面波的擴散損耗。
2. 空間傳播損耗(dB)
傳輸損耗

多徑傳播

天線輻射的信號以三種方式傳播:地波、天波和空間波(後者即稱謂的直線波);
● 當電磁波遇有比其波長要大的障礙物時,則發生反射;
● 並在該物體邊界進行衍射(繞射);
● 若障礙物尺寸不大於電磁波長,會發生散射,即散射成幾路弱信號———多徑衰落。

多徑傳播後果

● 多逕到達的信號,由於相位不同,強弱相差很大,若無序混迭、相位抵消,就使接收信號難以檢測與恢復質量良好的信息;
● 產生嚴重的碼間乾攏(ISI);
● 特別是在較高速度的移動台天線發出的信號,運動方向、障礙物環境較快變化,多徑信號中主路徑不穩定等因素導致的接收信號更難處理。

公式

傳輸損耗可用下式表式 Lt=LP-(Gt+Gr) (dB)
LP=32.45+20lgf+20lgd +A (dB)
或 Lt=Lb-GP (dB)
式中LP為路徑損耗;Lb為基本傳輸損耗,與天線增益有關;A為電路衰減(分貝);Gt與Gr分別為發、收天線沿電路方向的平面波增益(分貝);GP為路徑天線增益(分貝);(Gt+Gr)-GP為路徑天線增益損耗(分貝);f為電波頻率(兆赫);d 為傳播距離(公里)。基本傳輸損耗是發、收天線各向同性(Gt=Gr=0)時的傳輸損耗(極化不變);而路徑損耗則是基本傳輸損耗與路徑天線增益損耗之和。不存在多徑傳播時沒有路徑天線增益損耗,路徑損耗即為基本傳輸損耗。在自由空間,不存在多徑傳播,而且沒有電波衰減(A=0),故 LP=Lb=Lf
Lf =32.45+20lgf+20lgd

公式解析

式中Lf為自由空間路徑損耗或自由空間基本傳輸損耗
在傳播距離、電波頻率、極化、發射天線和發射功率均相同時,實際電路的衰減為 E=E0-(RT/nF)ln(a1/a2)
其中E為該實際電路接收點的電場強度幅度;E0為自由空間傳播時接收點的電場強度幅度。一般情況下E<E0。衰減與傳播方式、電波頻率、傳輸距離、媒質的電磁參量、地形等的關係,是電波傳播理論研究的重要內容。電波傳播常隨時間而變化,因此,求解衰減問題往往比較複雜。此外,考慮無線電波沿地面傳播時,常採用地波衰減因子,它等於實際情況下的電場強度垂直分量與地面為理想導體時的電場強度垂直分量之比。地波衰減因子是一複數,它的模為幅度衰減因子,輻角為地波相位因子。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們