Основы теории мобильной и беспроводной связи

2.1.1. Потери в свободном пространстве

Потери в свободном пространстве вызваны тем, что с ростом расстояния от передающей антенны до приемной антенны излученная энергия распределяется по все большей площади, и на приемную антенну приходится лишь малая часть излученной энергии. В наиболее простом случае, когда передающая антенна является всенаправленной (изотропное излучение), энергия излучения как бы "размазывается" по сферической поверхности. С ростом расстояния (радиуса сферы) площадь поверхности сферы увеличивается, а плотность электромагнитной энергии, приходящаяся на единицу поверхности, уменьшается. Такие потери определяются по формуле:

,

где , — мощности излучения и приема соответственно; — расстояние между передающей и приемной антеннами. Чаще всего это отношение мощностей выражают в децибелах:

.

С помощью направленных антенн (например, параболических) удается сконцентрировать излучаемую энергию в заданном направлении, тем самым увеличивается доля энергии в приемной антенне. С учетом коэффициента усиления передающей и приемной антенн потери в свободном пространстве можно записать так:

.

С ростом частоты (уменьшением длины волны) и уменьшением коэффициента усиления антенн затухание увеличивается.

Основы теории мобильной и беспроводной связи