Exponenta Banner
exponenta event banner

rainpl

Ослабление ВЧ-сигнала из-за осадков

свернуть все на странице

Синтаксис

L = rainpl (диапазон, freq, скорость дождя)
L = rainpl (диапазон, freq, скорость дождя, отм.)
L = rainpl (диапазон, freq, скорость дождя, элев, тау)
L = rainpl (диапазон, freq, скорость дождя, elev, tau, pct)

Описание

пример

L = rainpl(range,freq,rainrate) возвращает ослабление сигнала, L, из-за осадков. В этом синтаксисе затухание является функцией длины тракта сигнала, range, частота сигнала, freqи скорость дождя, rainrate. Угол возвышения траектории и углы наклона поляризации принимают равными нулю.

rainpl функция применяет модель затухания осадков Международного союза электросвязи (МСЭ) для расчета потерь в тракте сигналов, распространяющихся в области осадков [1]. Функция применяется, когда сигнальный тракт полностью содержится в однородной среде дождя. Скорость дождя не изменяется вдоль сигнального тракта. Модель затухания применяется только для частот на частоте 1-1000 ГГц.

пример

L = rainpl(range,freq,rainrate,elev) также определяет угол возвышения, elev, пути распространения.

пример

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

L = rainpl(range,freq,rainrate,elev,tau,pct) также указывает указанный процент времени, pct. pct - скаляр в диапазоне 0,001-1 включительно. Затухание, Lвычисляется по закону мощности с использованием долгосрочной статистической скорости дождя 0,01% (в мм/ч).

Примеры

свернуть все

Открыть сценарий в реальном времени

Вычислите ослабление сигнала из-за выпадения осадков для сигнала 20 ГГц на расстоянии 10 км при слабом и сильном дожде.

Распространение сигнала при небольшом количестве осадков 1 мм/ч.

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

Распространение сигнала в условиях обильных осадков 10 мм/ч.

rr = 10.0;
L = rainpl(10000,20.0e9,rr)
L = 8.1584
Открыть сценарий в реальном времени

Постройте график ослабления сигнала из-за 20 мм/ч статистических осадков для сигналов в диапазоне частот от 1 до 1000 ГГц. Расстояние пути - 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.

Открыть сценарий в реальном времени

Вычислите ослабление сигнала из-за сильного дождя как функцию угла возвышения. Углы наклона варьируются от 0 до 90 градусов. Предположим, что расстояние пути составляет 100 км, а частота сигнала - 100 ГГц.

Установите скорость дождя 10 мм/ч.

rr = 10.0;

Задайте углы места, частоту, диапазон.

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

Вычислите и постройте график потерь.

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.

Открыть сценарий в реальном времени

Вычислите ослабление сигнала из-за обильных осадков как функцию угла наклона поляризации. Предположим расстояние пути 100 км, частоту сигнала 100 ГГц и угол места пути 0 градусов. Установите норму осадков 10 мм/час. Постройте график зависимости ослабления сигнала от угла наклона поляризации.

Задайте угол наклона поляризации от -90 до 90 градусов.

tau = -90:90;

Задайте угол возвышения, частоту, расстояние пути и скорость дождя.

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

Вычислите и постройте график затухания.

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 аргументы

свернуть все

Длина пути сигнала, заданная как неотрицательный действительный скаляр или как вектор M-by-1 или 1-by-M. Единицы в метрах.

Пример: [13000.0,14000.0]

Частота сигнала, заданная как положительный действительный скаляр или как неотрицательный N-by-1 или вектор 1-by-N. Частоты должны находиться в диапазоне 1-1000 ГГц.

Пример: [1400.0e6,2.0e9]

Долгосрочная статистическая скорость дождя, заданная как неотрицательный действительный скаляр. Долгосрочная статистическая скорость дождя - это скорость дождя, превышающая 0,01% времени. Вы можете настроить процент времени, используя pct аргумент. Единицы измерения в мм/ч.

Пример: 1.5

Угол возвышения пути сигнала, заданный как действительный скаляр или как вектор M-by-1 или 1-по-М. Единицы измерения находятся в градусах от -90 ° до 90 °. Еслиelev является скаляром, все пути распространения имеют одинаковый угол возвышения. Если elev является вектором, его длина должна соответствовать размерности range и каждый элемент в elev соответствует диапазону распространения в range.

Пример: [0,45]

Угол наклона эллипса поляризации сигнала, заданный как действительный скаляр или как вектор M-by-1 или 1-по-М. Единицы измерения находятся в градусах от -90 ° до 90 °. Еслиtau является скаляром, все сигналы имеют одинаковый угол наклона. Если tau является вектором, его длина должна соответствовать размерности range. В этом случае каждый элемент в tau соответствует пути распространения в range.

Угол наклона определяется как угол между большой полуосью эллипса поляризации и осью X. Поскольку эллипс симметричен, угол наклона 100 ° соответствует тому же состоянию поляризации, что и угол наклона -80 °. Таким образом, угол наклона должен быть задан только между ± 90 °.

Пример: [45,30]

Процент превышения уровня осадков, указанный как положительный скаляр между 0,001 и 1. Долгосрочная статистическая норма дождя - это превышенная норма дождя. pct того времени. Единицы измерения безразмерны.

Типы данных: double

Выходные аргументы

свернуть все

Ослабление сигнала, возвращаемое в виде матрицы M-by-N с действительным значением. Каждая строка матрицы представляет различный путь, где M - количество путей. Каждый столбец представляет различную частоту, где N - количество частот. Единицы измерения находятся в дБ.

Подробнее

свернуть все

Модель ослабления осадков

Эта модель вычисляет ослабление сигналов, которые распространяются через области осадков. Затухание дождя является доминирующим механизмом затухания и может варьироваться от места к месту и от года к году.

Электромагнитные сигналы ослабляются при распространении через область осадков. Затухание осадков рассчитывается в соответствии с моделью осадков ITU Рекомендация ITU-R P.838-3: Специфическая модель затухания для дождя для использования в методах прогнозирования. Модель вычисляет удельное затухание (затухание на километр) сигнала как функцию скорости осадков, частоты сигнала, поляризации и угла возвышения траектории. Конкретное затухание, ɣR, моделируется как закон мощности относительно скорости дождя

γ R = kRα,

где R - скорость дождя. Единицы измерения в мм/ч. Параметр k и экспонента α зависят от частоты, состояния поляризации и угла возвышения сигнального тракта. Модель удельного ослабления действительна для частот от 1 до 1000 ГГц.

Для вычисления полного ослабления для узкополосных сигналов вдоль тракта функция умножает конкретное ослабление на эффективное расстояние распространения, deff. Затем суммарное затухание составляет L = deffγ R.

Эффективное расстояние - это геометрическое расстояние d, умноженное на масштабный коэффициент.

r = 10 .477d0.633R0.010.073αf0.123 − 10,579 (1 − exp (− 0 .024d))

где f - частота. В статье Рекомендация ITU-R P.530-17 (12/2017): Данные распространения и методы прогнозирования, необходимые для проектирования наземных систем прямой видимости представляет собой полное обсуждение для вычисления затухания.

Скорость дождя R, используемая в этих расчетах, представляет собой долгосрочную статистическую скорость дождя, R0.01. Это норма дождя, превышающая 0,01% времени. Расчет статистической скорости дождя рассматривается в рекомендации ITU-R P.837-7 (06/2017): Характеристики осадков для моделирования распространения. В этой статье также объясняется, как вычислить затухание для других процентов из значения 0,01%.

Модель ослабления можно применить к широкополосным сигналам. Во-первых, разделить широкополосный сигнал на частотные поддиапазоны и применить ослабление к каждому поддиапазону. Затем суммировать все ослабленные поддиапазонные сигналы в общий ослабленный сигнал.

Ссылки

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

[2] Сектор радиосвязи Международного союза электросвязи. Рекомендации ITU-R P.530-17: Данные о распространении и методы прогнозирования, необходимые для проектирования наземных систем прямой видимости. 2017.

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

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

Расширенные возможности

.

См. также

| | |

Представлен в R2017b

Документация по инструментам связи

Поддержка