rainpl

Затухание сигнала RF из-за ливня

свернуть все на странице

Синтаксис

L = rainpl(range,freq,rainrate)
L = rainpl(range,freq,rainrate,elev)
L = rainpl(range,freq,rainrate,elev,tau)
L = rainpl(range,freq,rainrate,elev,tau,pct)

Описание

пример

L = rainpl(range,freq,rainrate) возвращает затухание сигнала, L, из-за ливня. В этом синтаксисе затухание является функцией длины пути прохождения сигнала, range, частота сигнала, freq, и лейтесь уровнем, rainrate. Угол возвышения пути и углы наклона поляризации приняты, чтобы обнулить.

rainpl функция применяет модель затухания ливня Международного союза электросвязи (ITU), чтобы вычислить потерю пути распространения сигналов в области ливня [1]. Функция применяется, когда путь прохождения сигнала содержится полностью в универсальной среде ливня. Лейтесь дождем уровень не варьируется вдоль пути прохождения сигнала. Модель затухания применяется только для частот на уровне 1-1000 ГГц.

пример

L = rainpl(range,freq,rainrate,elev) также задает угол возвышения, elev, из пути к распространению.

пример

L = rainpl(range,freq,rainrate,elev,tau) также задает угол наклона поляризации, tau, из сигнала.

L = rainpl(range,freq,rainrate,elev,tau,pct) также задает заданный процент времени, pct. pct скаляр в области значений 0.001–1, включительно. Затухание, L, вычисляется из закона о степени с помощью долгосрочного статистического уровня дождя на 0,01% (в мм/ч).

Примеры

свернуть все

Скрипт Open Live Script

Вычислите затухание сигнала из-за ливня для сигнала на 20 ГГц по расстоянию 10 км во время небольшого и проливного дождя.

Распространите сигнал во время легкого ливня 1 мм/час.

rr = 1.0;
L = rainpl(10000,20.0e9,rr)
L = 1.3009

Распространите сигнал во время проливного дождя 10 мм/час.

rr = 10.0;
L = rainpl(10000,20.0e9,rr)
L = 8.1584
Скрипт Open Live Script

Постройте затухание сигнала из-за статистического ливня на 20 мм/час для сигналов в частотном диапазоне от 1 до 1 000 ГГц. Расстояние пути составляет 10 км.

rr = 20.0;
freq = [1:1000]*1e9;
L = rainpl(10000,freq,rr);
semilogx(freq/1e9,L)
grid
xlabel('Frequency (GHz)')
ylabel('Attenuation (dB)')

Figure contains an axes. The axes contains an object of type line.

Скрипт Open Live Script

Вычислите затухание сигнала из-за проливного дождя в зависимости от угла возвышения. Углы возвышения варьируются от 0 до 90 градусов. Примите расстояние пути 100 км и частоту сигнала 100 ГГц.

Установите уровень дождя на 10 мм/час.

rr = 10.0;

Установите углы возвышения, частоту, область значений.

elev = [0:1:90];
freq = 100.0e9;
rng = 100000.0*ones(size(elev));

Вычислите и постройте потерю.

L = rainpl(rng,freq,rr,elev);
plot(elev,L)
grid
xlabel('Path Elevation (degrees)')
ylabel('Attenuation (dB)')

Figure contains an axes. The axes contains an object of type line.

Скрипт Open Live Script

Вычислите затухание сигнала из-за проливного дождя в зависимости от угла наклона поляризации. Примите расстояние пути 100 км, частоту сигнала 100 ГГц и угол возвышения пути 0 градусов. Установите уровень ливня на 10 мм/час. Постройте затухание сигнала по сравнению с углом наклона поляризации.

Установите угол наклона поляризации варьироваться от-90 до 90 градусов.

tau = -90:90;

Установите угол возвышения, частоту, расстояние пути и уровень дождя.

elev = 0;
freq = 100.0e9;
rng = 100e3*ones(size(tau));
rr = 10.0;

Вычислите и постройте затухание.

L = rainpl(rng,freq,rr,elev,tau);
plot(tau,L)
grid
xlabel('Tilt Angle (degrees)')
ylabel('Attenuation (dB)')

Figure contains an axes. The axes contains an object of type line.

Входные параметры

свернуть все

Длина пути прохождения сигнала в виде неотрицательного скаляра с действительным знаком, или как M-by-1 или 1 M вектором. Модули исчисляются в метрах.

Пример: [13000.0,14000.0]

Частота сигнала в виде положительного скаляра с действительным знаком, или как неотрицательный N-by-1 или 1 N вектором. Частоты должны лечь в области значений 1-1000 ГГц.

Пример: [1400.0e6,2.0e9]

Долгосрочный статистический уровень дождя в виде неотрицательного скаляра с действительным знаком. Долгосрочный статистический уровень дождя является уровнем дождя, который превышен на 0,01% времени. Можно настроить процент времени с помощью pct аргумент. Модули находятся в мм/час.

Пример: 1.5

Угол возвышения пути прохождения сигнала в виде скаляра с действительным знаком, или как M-by-1 или 1 на вектор M. Модули в градусах между-90 ° и 90 °. Если elev скаляр, все пути к распространению имеют тот же угол возвышения. Если elev вектор, его длина должна совпадать с размерностью range и каждый элемент в elev соответствует области значений распространения в range.

Пример: [0,45]

Угол наклона эллипса поляризации сигнала в виде скаляра с действительным знаком, или как M-by-1 или 1 на вектор M. Модули в градусах между-90 ° и 90 °. Если tau скаляр, все сигналы имеют тот же угол наклона. Если tau вектор, его длина должна совпадать с размерностью range. В этом случае, каждый элемент в tau соответствует пути к распространению в range.

Угол наклона задан как угол между полуглавной осью эллипса поляризации и x - ось. Поскольку эллипс симметричен, угол наклона 100 ° соответствует тому же виду поляризации как угол наклона-80 °. Таким образом, угол наклона должны только быть заданным между ±90 °.

Пример: [45,30]

Процент Exceedance ливня в виде положительной скалярной величины между 0,001 и 1. Долгосрочный статистический уровень дождя является уровнем дождя, который является превышенным pct из времени. Модули являются безразмерными.

Типы данных: double

Выходные аргументы

свернуть все

Затухание сигнала, возвращенное как M с действительным знаком-by-N матрица. Каждая строка матрицы представляет различный путь, где M является количеством путей. Каждый столбец представляет различную частоту, где N является количеством частот. Модули находятся в дБ.

Больше о

свернуть все

Модель затухания ливня

Эта модель вычисляет затухание сигналов, которые распространяют через области ливня. Лейтесь дождем затухание является доминирующим исчезающим механизмом и может варьироваться от от местоположения к местоположению и из года в год.

Электромагнитные сигналы ослабляются при распространении через область ливня. Затухание ливня вычисляется согласно модели Recommendation ITU-R P.838-3 ливня ITU: Определенная модель затухания для дождя для использования в методах предсказания. Модель вычисляет определенное затухание (затухание на километр) сигнала в зависимости от уровня ливня, частоты сигнала, поляризации и угла возвышения пути. Определенное затухание, ɣ R, моделируется как закон о степени относительно уровня дождя

γR=kRα,

где R является уровнем дождя. Модули находятся в мм/час. Параметр k и экспонента α зависит от частоты, вида поляризации и угла возвышения пути прохождения сигнала. Определенная модель затухания допустима для частот от 1-1000 ГГц.

Чтобы вычислить общее затухание для узкополосных сигналов вдоль пути, функция умножает определенное затухание на эффективное расстояние распространения, эффективность d. Затем общим затуханием является L = d effγR.

Эффективное расстояние является геометрическим расстоянием, d, умноженным на масштабный коэффициент

r=10.477d0.633R0.010.073αf0.123−10.579(1−exp(−0.024d))

где f является частотой. Статья Recommendation ITU-R P.530-17 (12/2017): данные о Распространении и методы предсказания, требуемые для проекта наземных систем угла обзора, представляют полное обсуждение для вычислительного затухания.

Уровень дождя, R, используемый в этих расчетах, являются долгосрочным статистическим уровнем дождя, R 0.01. Это - уровень дождя, который превышен на 0,01% времени. Вычисление статистического уровня дождя обсуждено в Рекомендации ITU-R P.837-7 (06/2017): Характеристики осадков для моделирования распространения. Эта статья также объясняет, как вычислить затухание для других процентов от значения на 0,01%.

Можно применить модель затухания к широкополосным сигналам. Во-первых, разделите широкополосный сигнал на поддиапазоны частоты и примените затухание к каждому поддиапазону. Затем суммируйте все ослабленные сигналы поддиапазона в общий ослабленный сигнал.

Ссылки

[1] Сектор радиосвязи Международного союза электросвязи. Рекомендация ITU-R P.838-3: Определенная модель затухания для дождя для использования в методах предсказания. 2005.

[2] Сектор радиосвязи Международного союза электросвязи. Рекомендация ITU-R P.530-17: данные о Распространении и методы предсказания требуются для проекта наземных систем угла обзора. 2017.

[3] Рекомендация ITU-R P.837-7: Характеристики осадков для моделирования распространения

[4] Seybold, J. Введение в распространение RF. Нью-Йорк: Wiley & Sons, 2005.

Расширенные возможности

Документация Antenna Toolbox

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте