Потери в свободном пространстве

Для любого типа беспроводной связи передаваемый сигнал рассеивается по мере его распространения в пространстве. Следовательно, мощность сигнала, снимаемого антенной с постоянной эффективной площадью, будет уменьшаться по мере удаления от передающей антенны. Для спутниковой связи упомянутый эффект является основной причиной снижения интенсивности сигнала. Даже если предположить, что все прочие причины затухания и ос­лабления отсутствуют, переданный сигнал будет затухать по мере распро­странения в пространстве. Причина этого — распространение сигнала по все большей площади.

Данный тип затухания называют потерями в свободном пространстве и вычисляют через отношение мощности излученного сигнала Р_t к мощности полученного сигнала Р_r. Для вычисления того же значения в децибелах следует взять десятичный логарифм от указанного отношения, после чего умножить полученный результат на 10. Для идеальной изотропной антенны потери в свободном пространстве составляют

(4)

Здесь

Р_t - мощность сигнала передающей антенны;

Р_r – мощность сигнала, поступающего на антенну приемника;

λ – длина волны несущей;

d – расстояние, пройденное сигналом между двумя антеннами;

c – скорость света(3´10⁸ м/с).

Следует отметить, что параметры d и λ выражаются в одних и тех же единицах (например, в метрах).

Приведенное выражение можно записать в следующем виде:

(5)

На рис. 7. приводится зависимость потерь сигнала в свободном пространстве от пройденного расстояния.

Рис. 7. Потери мощности сигнала в свободном пространстве

Для других типов антенн следует учитывать коэффициент усиления. В результате уравнение для потерь мощности сигнала в свободном пространстве принимает следующий вид:

(6)

Здесь

G_t - коэффициент усиления передающей антенны;

G_r – коэффициент усиления антенны приемника;

A_t - эффективная площадь передающей антенны;

A_r - эффективная площадь антенны приемника.