Затухание или потеря тракта в широкополосном канале LOS состоит из четырех компонентов. L = _LfspLgLcLr, где

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

Когда начало и место назначения неподвижны относительно друг друга, можно записать выходной сигнал канала свободного пространства как Y (t) = x (t-start)/Lfsp. Величина λ - задержка сигнала, _{а Lfsp} - потеря пути свободного пространства. Задержка λ задается R/c, где R - расстояние распространения, а c - скорость распространения. Потеря пути свободного пространства задается

где λ - длина волны сигнала.

Эта формула предполагает, что цель находится в дальнем поле передающего элемента или массива. В ближнем поле формула потерь на пути свободного пространства недопустима и может привести к потерям, меньшим единицы, эквивалентным коэффициенту усиления сигнала. Поэтому потери устанавливаются в единицу для значений диапазона, R ≤ λ/4λ.

Когда источник и пункт назначения имеют относительное движение, обработка также вносит доплеровский сдвиг частоты. Сдвиг частоты равен v/λ для одностороннего распространения и 2v/λ для двустороннего распространения. Количество v представляет собой относительную скорость пункта назначения относительно источника.

Эта модель вычисляет ослабление сигналов, которые распространяются через атмосферные газы.

Электромагнитные сигналы ослабляются при их распространении через атмосферу. Этот эффект обусловлен главным образом линиями абсорбционного резонанса кислорода и водяного пара, при этом меньший вклад поступает от газообразного азота. Модель также включает спектр непрерывного поглощения ниже 10 ГГц. Используется модель ITU Рекомендация ITU-R P.676-10: Ослабление атмосферными газами. Модель вычисляет удельное затухание (затухание на километр) как функцию температуры, давления, плотности водяного пара и частоты сигнала. Модель атмосферного газа действительна для частот от 1 до 1000 ГГц и применяется к поляризованным и неполяризованным полям.

Формула для удельного ослабления на каждой частоте

Величина N "() является мнимой частью комплексной атмосферной рефракции и состоит из компонента спектральной линии и непрерывного компонента:

Спектральная составляющая состоит из суммы дискретных членов спектра, составленной из локализованной функции полосы частот F (f₎ i, умноженной на силу спектральной линии Si. Для атмосферного кислорода сила каждой спектральной линии равна

Для атмосферного водяного пара прочность каждой спектральной линии равна

P - давление сухого воздуха, W - парциальное давление водяного пара, а T - температура окружающей среды. Единицы давления находятся в hectoPascals (hPa), а температура в градусах Кельвина. Парциальное давление водяного пара, W, связано с плотностью водяного пара,

Общее атмосферное давление P + W.

Для каждой кислородной линии _Si зависит от двух параметров, _a1 и _a2. Аналогично, каждая линия водяного пара зависит от двух параметров, _b1 и _b2. Документация ITU, приведенная в конце этого раздела, содержит таблицы этих параметров в качестве функций частоты.

Локализованные функции _Fi (f) полосы частот представляют собой сложные функции частоты, описанные в ссылках ITU, приведенных ниже. Функции зависят от эмпирических параметров модели, которые также представлены в таблице в привязке.

Для вычисления полного затухания для узкополосных сигналов вдоль тракта функция умножает конкретное затухание на длину тракта R. Тогда полное затухание составляет _Lg = R ₍γ o + γ w).

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.

Эта модель вычисляет ослабление сигналов, которые распространяются через туман или облака.

Туман и затухание облаков - одно и то же атмосферное явление. Используется модель ITU, рекомендация ITU-R P.840-6: Затухание из-за облаков и тумана. Модель вычисляет удельное затухание (затухание на километр) сигнала как функцию плотности жидкой воды, частоты сигнала и температуры. Модель применяется к поляризованным и неполяризованным полям. Формула для удельного ослабления на каждой частоте

где М - плотность жидкой воды в ^г/м3. Величина _K1 (f) является удельным коэффициентом ослабления и зависит от частоты. Модель затухания облака и тумана действительна для частот 10-1000 ГГц. Единицами измерения удельного коэффициента затухания являются (дБ/км )/( ^г/м3).

Для вычисления полного затухания для узкополосных сигналов вдоль тракта функция умножает конкретное затухание на длину тракта R. Суммарное затухание равно _Lc = _{Rγ c}.

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

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

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.

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.

Обработка поддиапазонов разлагает широкополосный сигнал на множество поддиапазонов и применяет узкополосную обработку к сигналу в каждом поддиапазоне. Сигналы для всех поддиапазонов суммируются для формирования выходного сигнала.

При использовании широкополосных частотных системных объектов или блоков указывается количество поддиапазонов, NB, в которых разлагается широкополосный сигнал. Центральные частоты и ширина поддиапазонов вычисляются автоматически из общей полосы пропускания и количества поддиапазонов. Общая полоса частот центрирована на несущей или рабочей частоте fc. Общая полоса пропускания определяется частотой дискретизации, _fs. Ширина частотного поддиапазона Δf = f с/NB. _{Центральные} частоты поддиапазонов:

Некоторые системные объекты позволяют получать центральные частоты поддиапазонов в качестве выходных при запуске объекта. Частоты возвращенных поддиапазонов упорядочиваются последовательно с порядком дискретного преобразования Фурье. Первыми появляются частоты выше несущей, за которыми следуют частоты ниже несущей.