加斯普尔
由于大气吸收气体而使射频信号衰减.
库::`[医]工程师`
语法
函数调用
-
[参数:L]=gaspl(<参数:R>>,<参数:F>>,<参数:T>>,<参数:p>>,<参数:den>>)-返回信号的衰减[参数:L]大气中的气体吸收引起的。 输入参数[参数:R]设置信号路径的长度,[参数:F]-信号的载波频率,[参数:T]-环境温度,[参数:p]-大气压力，和[参数:den]-大气中的绝对湿度。功能
gaspl使用国际电信联盟(ITU)[1]的大气气体衰减模型来计算主要由氧气和水蒸气引起的沿信号传播路径的损耗。 该模型将衰减计算为环境温度、压力、绝对湿度和信号频率的函数。该函数要求信号传播路径完全位于均匀的中温
[参数:T]，大气压力[参数:p]和绝对湿度[参数:den]信号不沿传播路径变化。 您可以使用这些函数来解释大气参数随海拔高度的变化[医]托普尔和阿莫西图.衰减模型仅用于范围内的频率
1–1000千兆赫。
争论
输入参数
# *R*是 信号路径的长度，m
+
标量,标量 | 向量资料
Details
信号路径的长度（以米为单位），用于计算衰减，作为非负实标量或长度向量给出 . 您可以在同一时间指定多个路径长度。
| 数据类型 |
|
# *F*是 信号的频率，Hz
+
标量,标量 | 向量资料
Details
以Hz为单位的信号频率，指定为正实标量或长度为非负实矢量 . 您可以在同一时间指定多个频率。 频率必须在范围内 1–1000 千兆赫。
| 数据类型 |
|
# 书房 — 绝对湿度，g/m3
+
标量,标量
Details
绝对湿度，或水蒸气的密度，以g/m3为单位，作为非负实标量给出。 空气中的最大绝对湿度 30 °C约为 30.0 g/m3。 空气中的最大绝对湿度 0 °C约为 5.0 g/m3。
| 数据类型 |
|
输出参数
# L — 信号衰减，dB
+
矩阵
Details
以dB为单位的信号衰减，作为大小的实数矩阵返回 上 . 矩阵的每一行表示一个单独的路径，其中 -路径的数量。 每列代表一个单独的频率，其中 -频率的数量。
例子：
大气气体的衰减谱
Details
计算范围内的衰减谱从 1 以前 1000 GHz在大气压下 101.300 kPa和温度 15 让我们构建一个水蒸气密度的光谱 7.5 g/m3，然后光谱为干燥空气（水蒸气的零密度）。
让我们设置衰减频率。
F = (1:1000) * 1e9假设路径的长度为 1 公里。
R = 1000.0计算包含水蒸气的空气的衰减。
import EngeePhased.Functions: gaspl
T = 15
p = 101300.0
den = 7.5
L = gaspl(R, F, T, p, den)计算干燥空气的衰减。
L0 = gaspl(R, F, T, p, 0.0)让我们绘制衰减图。
plot(F / 1e9, [vec(L) vec(L0)],
yscale = :log10,
label = ["L" "L0"],
xlabel = "Frequency (GHz)",
ylabel = "Specific Attenuation (dB)")
绘制由大气气体和自由空间引起的衰减图
Details
首先，我们将绘制大气气体频率的特定衰减。 1 GHz至 1000 千兆赫。 让我们假设海平面干燥空气的压力是 101.325 kPa和水蒸气的密度 — 7.5 g/m3。 空气温度 — 20 特定衰减定义为以dB/km为单位的损耗。 然后我们将绘制频率下的实际衰减 10 GHz为频率范围。
构建大气气体比衰减图
让我们设置大气的温度、压力和水蒸气的密度.
T = 20.0
p_atm = 101.325e3
rho_wv = 7.5让我们设置传播距离，光速和频率。
km = 1000.0
c = 299792458.0
freq = (1:1000) * 1e9让我们计算和绘制大气气体的损失。
import EngeePhased.Functions: gaspl
loss = gaspl(km, freq, T, p_atm, rho_wv)
plot(freq / 1e9, vec(loss),
yscale = :log10,
xlabel = "Frequency (GHz)",
ylabel = "Specific Attenuation (dB/km)")
绘制大气和自由空间中的实际衰减图_
计算频率下自由空间损失和大气气体损失 10 GHz的范围从 1 以前 100 频率对应的_X_波段雷达站。 然后我们将绘制自由空间中的损失和总损失（大气和自由空间）。
import EngeePhased.Functions: fspl
ranges = (1:100) * 1000
freq_xband = 10e9
loss_gas = gaspl(ranges, freq_xband, T, p_atm, rho_wv)
lambda = c / freq_xband
loss_fsp = fspl(collect(ranges), lambda)
plot(ranges / 1e3, [vec(loss_gas + loss_fsp) vec(loss_fsp)],
xscale = :log10,
label = ["Atmospheric + Free Space Loss" "Free Space Loss"],
xlabel = "Range (km)",
ylabel = "Loss (dB)",
legend = :bottomright)
此外
大气气体中的衰减模型
Details
该模型计算通过大气气体传播的信号的衰减。
电磁信号在大气中传播时会衰减。 这种效应主要是由于氧气和水蒸气的共振吸收线，而氮气的贡献较少。 该模型还包括下面的连续吸收光谱 10 千兆赫。 采用ITU大气气体衰减模型[1]。 该模型计算特定衰减（每公里衰减）作为温度、压力、绝对湿度和信号频率的函数。 大气气体模型是有效的频率从 1 以前 1000 GHz并且适用于极化和非极化场。
每个频率下的特定衰减的公式:
价值 它表示复杂大气折射的虚部，由谱线分量和连续分量组成。:
频谱分量是由局部频带函数组成的离散频谱项的总和。 乘以谱线的强度 . 对于大气氧，每条谱线的强度为
哪里 -开尔文环境温度, -gPa中的干燥空气压力。
对于大气水蒸气，每条谱线的强度为
哪里 -gPa中的水蒸气分压。 它与水蒸气的密度有关。 比率
总大气压为 .
对于每个氧气线 取决于两个参数: 和 . 同样，每条水蒸气线取决于两个参数: 和 . 国际电联的文件列在[参考书目]部分,其中载有这些参数作为频率函数的表格。
该模型适用于窄带和宽带大气衰减. 为了计算窄带信号沿路径的总衰减，该函数将特定衰减乘以路径长度。 . 那么总衰减为 . 要将衰减模型应用于宽带信号，首先将宽带信号划分为频率子带，并将衰减应用于每个子带。 然后将所有衰减后的子带信号求和成一个总衰减信号。