rainpl

Ослабление РЧ-сигнала из-за осадков

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 ослабление сигнала, L, из-за осадков. В этом синтаксисе ослабление является функцией длины пути сигнала, range, частота сигнала, freq, и скорость дождя, rainrate. Пути угла возвышения и углы наклона поляризации приняты равными нулю.

rainpl функция применяет модель ослабления осадков Международного объединения электросвязи (ITU) для вычисления потерь пути сигналов, распространяющихся в области осадков [1]. Функция применяется, когда путь сигнала полностью содержится в равномерном окружении дождевых осадков. Скорость дождя не изменяется вдоль пути сигнала. Модель ослабления применяется только для частот на 1-1000 ГГц.

пример

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

пример

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

L = rainpl(range,freq,rainrate,elev,tau,pct) также задает указанный процент времени, pct. pct - скаляр в области значений 0,001-1 включительно. Затухание, L, вычисляется из закона степени с использованием долгосрочной статистической скорости дождя 0,01% (в мм/ч).

Примеры

свернуть все

Открыть Live Script

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

Распространите сигнал при небольшой норме осадков 1 мм/ч.

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

Распространите сигнал при обильных осадках 10 мм/ч.

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

Постройте график ослабления сигнала из-за статистического количества осадков 20 мм/ч для сигналов в частотной области значений 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 Live Script

Вычислите ослабление сигнала из-за сильного дождя как функцию от угла возвышения. Углы возвышения варьируются от 0 до 90 степени. Примите расстояние пути 100 км и частоту сигнала 100 ГГц.

Установите скорость дождя равную 10 мм/ч.

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 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 Live Script

Вычислите ослабление сигнала из-за сильных осадков как функцию от угла наклона поляризации. Примите расстояние пути 100 км, частоту сигнала 100 ГГц и угол возвышения пути 0 степеней. Установите норму осадков 10 мм/час. Постройте график ослабления сигнала от угла наклона поляризации.

Установите угол наклона поляризации в диапазоне от -90 до 90 степеней.

tau = -90:90;

Установите 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 ослабления.

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 сигнала, заданная как неотрицательный реальный скаляр или как M вектор -by-1 или 1-by- M. Модули измерения указаны в метрах.

Пример: [13000.0,14000.0]

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

Пример: [1400.0e6,2.0e9]

Долгосрочная статистическая норма дождя, заданная в виде неотрицательной реальной скалярной величины. Долгосрочная статистическая норма дождей - это норма дождей, которая превышает 0,01% времени. Вы можете настроить процент времени, используя pct аргумент. Модули указаны в мм/ч.

Пример: 1.5

Угол возвышения пути сигнала, заданный как действительный скаляр или как M вектор -by-1 или 1-by- M. Модули находятся в степенях от -90 ° до 90 °. Если elev является скаляром, все пути распространения имеют один и тот же угол возвышения. Если elev является вектором, его длина должна совпадать с размерностью range и каждый элемент в elev соответствует области значений распространения в range.

Пример: [0,45]

Угол наклона поляризационного эллипса сигнала, заданный как действительный скаляр, или как M вектор -by-1 или 1-by- M. Модули находятся в степенях от -90 ° до 90 °. Если tau является скаляром, все сигналы имеют одинаковый угол наклона. Если tau является вектором, его длина должна совпадать с размерностью range. В этом случае каждый элемент в tau соответствует пути распространения в range.

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

Пример: [45,30]

Процент превышения осадков, указанный в виде положительной скалярной величины между 0,001 и 1. Долгосрочная статистическая норма дождей - это скорость дождей, которая превышена pct времени. Модули безразмерны.

Типы данных: double

Выходные аргументы

свернуть все

Ослабление сигнала, возвращаемое как матрица M -by N. Каждая строка матрицы представляет другой путь, где M количество путей. Каждый столбец представляет разную частоту, где N - количество частот. Модули указаны в дБ.

Подробнее о

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. Ослабление осадков вычисляется согласно модели осадков МСЭ Рекомендация ITU-R P.838-3: Специфическая модель ослабления для дождя для использования в методах предсказания. Модель вычисляет удельное ослабление (ослабление на километр) сигнала как функцию скорости осадков, частоты сигнала, поляризации и угла возвышения пути. Конкретное ослабление, ɣ R, моделируется как закон степени относительно скорости дождя

γR=kRα,

где R - темп дождя. Модули указаны в мм/ч. k параметра и экспонента α зависят от частоты, состояния поляризации и угла возвышения пути сигнала. Специфическая модель ослабления действительна для частот от 1 до 1000 ГГц.

Чтобы вычислить общее ослабление для узкополосных сигналов вдоль пути, функция умножает конкретное ослабление на эффективное расстояние распространения, d eff. Затем общее ослабление составляет L = d eff γ R.

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 - частота. Статья Рекомендация ITU-R P.530-17 (12/2017): Данные о распространении и методы предсказания, необходимые для проекта наземных систем видимости, представляют собой полное обсуждение для вычисления ослабления.

Скорость дождя, R, используемая в этих расчетах, является долгосрочной статистической скоростью дождя, R 0,01. Это уровень дождей, который превышает 0,01% времени. Расчет статистической скорости дождя обсуждается в Рекомендации ITU-R P.837-7 (06/2017): Характеристики осадков для моделирования распространения. В этой статье также объясняется, как вычислить ослабление для других процентов от значения 0,01%.

Можно применить модель ослабления к широкополосным сигналам. Сначала разделите широкополосный сигнал на частотные поддиапазоны и примените ослабление к каждому поддиапазону. Затем суммируйте все ослабленные поддиапазонные сигналы в полный ослабленный сигнал.

Ссылки

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

[2] Сектор радиосвязи Международного объединения электросвязи. Рекомендация ITU-R P.530-17: Данные о распространении и методы предсказания, необходимые для проекта наземных систем видимости. 2017.

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

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

Расширенные возможности

.

Документация по Antenna Toolbox

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте