自由空间传播:假设发射机的功率为1W,发射机的天线的工作频率为60GHz,发射机和接收机都使用喇叭形天线。(a)计算,1m,100m,1km的自由空间路径损耗。(b)计算在这些距离的接收信号强度。
时间: 2024-02-23 18:56:11 浏览: 147
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(a) 公式:路径损耗 = 20log10(d) + 20log10(f) - 147.55,其中d为距离(单位:米),f为频率(单位:GHz)
当距离d = 1m时,路径损耗 = 20log10(1) + 20log10(60) - 147.55 ≈ -107.55 dB
当距离d = 100m时,路径损耗 = 20log10(100) + 20log10(60) - 147.55 ≈ -127.55 dB
当距离d = 1km时,路径损耗 = 20log10(1000) + 20log10(60) - 147.55 ≈ -147.55 dB
(b) 公式:接收信号强度 = 发射功率 - 路径损耗,其中发射功率为1W
当距离d = 1m时,接收信号强度 = 1 - (-107.55) = 108.55 dBW
当距离d = 100m时,接收信号强度 = 1 - (-127.55) = 128.55 dBW
当距离d = 1km时,接收信号强度 = 1 - (-147.55) = 148.55 dBW
需要注意的是,由于60GHz的信号传播特性不同于其他频段,会受到氧气分子吸收的影响,因此实际的信号强度可能会有所偏差。
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如果发射机功率为50w,发射机与接受机均采用单位增益天线,无线通信系统的工作频率为900MHz,分别计算在自由空间距发射天线100m处和10km处的接受功率,以dBm为单位表示
在自由空间中,接收功率与距离的平方成反比,因此在100m处的接收功率为:
$$
P_{100m}=\frac{P_t G_t G_r \lambda^2}{4\pi d^2}= \frac{50 \times 1 \times 1 \times (3\times 10^8/900\times10^6)^2}{4\pi \times (100)^2}= -47.07 dBm
$$
在10km处的接收功率为:
$$
P_{10km}=\frac{P_t G_t G_r \lambda^2}{4\pi d^2}= \frac{50 \times 1 \times 1 \times (3\times 10^8/900\times10^6)^2}{4\pi \times (10\times 1000)^2}= -97.07 dBm
$$
其中,$P_t$是发射功率,$G_t$和$G_r$是天线增益,$\lambda$是波长,$d$是距离。因为dBm是以1mW为参考功率的单位,所以需要将计算出的接收功率从瓦特转换为dBm,即将上式结果加上30dBm。因此,在100m处的接收功率为$-17.07$ dBm,在10km处的接收功率为$-67.07$ dBm。
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