LOS Channel

Затухание или потери на пути в широкополосном канале LOS состоят из четырех компонентов.

,

где:

Каждый компонент измеряется в единицах величины, а не в дБ.

Когда источник и цель стационарны относительно друг друга, выход блока может быть записан как . Величина представляет задержку, а — потери при распространении. Задержка вычисляется из , где — расстояние распространения, а — скорость распространения. Потери на пути в свободном пространстве определяются выражением

,

где — длина волны сигнала.

Эта формула предполагает, что цель находится в дальней зоне передающего элемента или массива. В ближней зоне формула потерь на пути распространения в свободном пространстве недействительна и может привести к потерям меньше единицы, что эквивалентно усилению сигнала. По этой причине потери устанавливаются равными единице для значений диапазона .

Когда есть относительное движение между источником и целью, обработка также вносит частотный сдвиг. Этот сдвиг соответствует доплеровскому сдвигу между исходной и конечной точками. Сдвиг частоты составляет для одностороннего распространения и для двустороннего распространения. Параметр — это относительная скорость цели относительно источника.

Эта модель рассчитывает ослабление сигналов, распространяющихся через атмосферные газы.

Электромагнитные сигналы ослабевают при распространении через атмосферу. Этот эффект обусловлен главным образом резонансными линиями поглощения кислорода и водяного пара, меньший вклад вносит азот. Модель также включает непрерывный спектр поглощения ниже 10 ГГц. Модель рассчитывает удельное затухание (затухание на километр) как функцию температуры, давления, плотности водяного пара и частоты сигнала. Модель атмосферных газов действительна для частот 1-1000 ГГц и применима к поляризованным и неполяризованным полям.

Формула для удельного затухания на каждой частоте имеет вид:

.

Величина является мнимой частью комплексной преломляемости атмосферы и состоит из спектральной линейной и непрерывной компонент:

.

Спектральная составляющая состоит из суммы дискретных спектральных членов, состоящих из локализованной функции полосы частот, , умноженной на силу спектральной линии, . Для атмосферного кислорода сила каждой спектральной линии равна:

.

Для атмосферного водяного пара сила каждой спектральной линии равна:

.

где:

Единицы измерения давления — гектопаскали (гПа), а температуры — градусы Кельвина.

Удельное давление водяного пара, , связано с плотностью водяного пара, , следующим образом:

.

Полное атмосферное давление равно:

.

Для каждой линии кислорода зависит от двух параметров, и . Аналогично, каждая линия водяного пара зависит от двух параметров, и .

Функции локализованной полосы пропускания являются сложными функциями частоты. Эти функции зависят от эмпирических параметров модели.

Чтобы вычислить общее затухание для узкополосных сигналов в тракте, функция умножает удельное затухание на длину тракта, . Тогда общее затухание равно:

.

Модель затухания можно применить к широкополосным сигналам. Сначала разделите широкополосный сигнал на частотные поддиапазоны и примените ослабление сигнала к каждому поддиапазону. Затем суммируйте все ослабленные сигналы поддиапазонов в общий ослабленный сигнал.

Эта модель рассчитывает ослабление сигналов, распространяющихся через туман или облака.

Туман или облака — это одно и то же атмосферное явление. Модель рассчитывает удельное затухание (затухание на километр) сигнала как функцию плотности жидкой воды, частоты сигнала и температуры. Модель применима к поляризованным и неполяризованным полям. Формула для удельного затухания на каждой частоте имеет вид:

,

где:

Модель затухания в облаках и тумане действительна для частот 10-1000 ГГц. Единицы измерения удельного коэффициента затухания — (дБ/км)/(г/м3).

Чтобы рассчитать общее затухание узкополосных сигналов на пути, функция умножает удельное затухание на длину пути . Общее затухание равно .

Модель затухания можно применить к широкополосным сигналам. Сначала разделите широкополосный сигнал на частотные поддиапазоны и примените узкополосное затухание к каждому поддиапазону. Затем суммируйте все ослабленные сигналы поддиапазонов в общий ослабленный сигнал.

Эта модель рассчитывает затухание сигналов, распространяющихся через районы, где выпадают осадки. Затухание при дожде является доминирующим механизмом затухания и может меняться от места к месту и от года к году.

Электромагнитные сигналы ослабляются при распространении через область осадков. Модель рассчитывает удельное затухание (затухание на километр) сигнала как функцию интенсивности дождя, частоты сигнала, поляризации и угла возвышения траектории. Удельное затухание, , моделируется как степенной закон в зависимости от интенсивности дождя

,

где:

Данная модель затухания справедлива для частот 1-1000 ГГц.

Для расчета полного затухания узкополосного сигнала на пути функция умножает удельное затухание на эффективное расстояние распространения, . Тогда полное затухание равно .

Эффективное расстояние — это геометрическое расстояние , умноженное на масштабный коэффициент:

,

где:

Скорость выпадения осадков , используемая в этих расчетах, представляет собой долгосрочную статистическую скорость выпадения осадков . Это скорость выпадения осадков, которая превышается в 0,01% случаев.

Модель затухания можно применить к широкополосным сигналам. Сначала разделите широкополосный сигнал на частотные поддиапазоны и примените затухание к каждому поддиапазону. Затем суммируйте все ослабленные сигналы поддиапазонов в общий ослабленный сигнал.