cranerainpl

Затухание сигнала RF из-за ливня с помощью модели Crane

свернуть все на странице

Синтаксис

L = cranerainpl(range,freq,rainrate)
L = cranerainpl(range,freq,rainrate,elev)
L = cranerainpl(range,freq,rainrate,elev,tau)

Описание

пример

L = cranerainpl(range,freq,rainrate) возвращает затухание сигнала, L, должный литься дождем на основе Крейна льются моделью [1]. Затухание сигнала является функцией длины пути прохождения сигнала, range, частота сигнала, freq, и уровень дождя, rainrate. Уровень дождя задан как долгосрочный статистический уровень дождя. Модель затухания применяется только для частот от 1 ГГц до 1 000 ГГц и допустима для областей значений до 22,5 км. Модель Crane составляет сотовую природу ливней.

пример

L = cranerainpl(range,freq,rainrate,elev) также задает угол возвышения, elev, из пути прохождения сигнала.

пример

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

Примеры

свернуть все

Скрипт Open Live Script

Используйте модель дождя Подъемного крана, чтобы вычислить затухание сигнала, вызванное дождем для сигнала на 20 ГГц, отправленного по расстоянию 10 км. Используйте уровни дождя 10.0 и 100,0 мм/час.

Во-первых, установите уровень дождя на 10 мм/час.

rr = 10.0;
L = cranerainpl(10e3,20.0e9,rr)
L = 12.5988

Повторите расчет с помощью уровня дождя 100,0 мм/час.

rr = 100.0;
L = cranerainpl(10e3,20.0e9,rr)
L = 73.1912
Скрипт Open Live Script

Постройте затухание сигнала, должное литься дождем для сигналов в частотном диапазоне от 1 до 1 000 ГГц. Используйте модель Crane, чтобы вычислить затухание для уровня дождя 30,0 мм/час и расстояния пути прохождения сигнала 10 км.

rr = 30.0;
freq = [1:1000]*1e9;
L = cranerainpl(10e3,freq,rr);
semilogx(freq/1e9,L)
grid
xlabel('Frequency (GHz)')
ylabel('Attenuation (dB)')

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

Скрипт Open Live Script

Постройте затухание сигнала, должное литься дождем в зависимости от угла возвышения. Углы возвышения варьируются от 0 до 90 градусов. Примите расстояние пути 10 км и частоту сигнала 10 ГГц. Уровень дождя составляет 100 мм/час.

rr = 100.0;

Установите углы возвышения, частоту и длину пути.

elev = [0:1:90];
freq = 10.0e9;
rng = 10e3*ones(size(elev));

Вычислите и постройте потерю.

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

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

Скрипт Open Live Script

Постройте затухание сигнала из-за ливня в зависимости от угла наклона поляризации. Примите расстояние пути 10 км, частоту сигнала 10 ГГц и угол возвышения пути 0 градусов. Установите уровень ливня на 70 мм/час. Постройте затухание сигнала против угла 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 = 10.0e9;
rng = 10e3*ones(size(tau));
rr = 70.0;

Вычислите и постройте затухание.

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

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

Входные параметры

свернуть все

Длина пути прохождения сигнала в виде положительной скалярной величины, 1 с действительным знаком M вектором из положительных значений или M с действительным знаком-by-1 вектор из положительных значений. Величины в метрах.

Пример: [13000.0,14000.0]

Частота сигнала в виде положительной скалярной величины, 1 с действительным знаком N вектором из положительных значений или N с действительным знаком-by-1 вектор из положительных значений. Модули находятся в Гц. Частоты должны лечь в области значений 1-1000 ГГц.

Пример: [2.0:2:10.0]*1e9]

Лейтесь уровнем в виде неотрицательного скаляра. Лейтесь дождем уровень представляет долгосрочный статистический уровень ливня, предоставленный Крейном (см. [1]). Модули находятся в мм/час.

Пример: 100.5

Угол возвышения пути прохождения сигнала в виде скаляра с действительным знаком, или M с действительным знаком-by-1 или 1 с действительным знаком M вектором. 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 длиной range и каждый элемент в elev соответствует области значений распространения.

Пример: [0,45]

Угол наклона эллипса поляризации сигнала в виде скаляра, 1 с действительным знаком M вектором или M с действительным знаком-by-1 вектор. Значения угла наклона находятся в области значений-90 ° и 90 °, включительно. Модули в градусах.

  • Если tau скаляр, все сигналы имеют тот же угол наклона.

  • Если tau вектор, его длина должна совпадать с длиной 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 10 ° соответствует тому же виду поляризации как угол наклона-80 °. Таким образом, угол наклона должны только быть заданным между ±90 °.

Пример: [45,30]

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. Величины в дБ.

Больше о

свернуть все

Модель затухания ливня подъемного крана

Модель Crane вычисляет затухание сигналов, которые распространяют через области ливня. Модель была разработана для использования на Наземном пробеле или наземных путях к распространению и является обычно используемым методом для вычисления затухания дождя. Модель основана на наблюдениях за уровнем дождя, структурой дождя и вертикальным изменением температуры в атмосфере. Модель Crane (см. Распространение Электромагнитной волны через Дождь), в основном, применима к Северной Америке. Модель Crane обычно предсказывает потери, больше, чем те из модели затухания дождя ITU, используемой в функции. Однако неопределенность в обеих моделях и краткосрочное изменение исчезают, может быть большим.

Модели ITU и Crane очень похожи, но имеют некоторые различия. ITU и Крейн льются моделями затухания и требуют статистических ежегодных уровней ливня и используют эффективный фактор сокращения длины пути с учетом сотовой природы штормов. Таблицы уровня ливня на 0,01%, предоставленные Крейном и ITU, отличаются. Зоны ливня Крейна похожи на зоны ITU, но больше зон задано в США, чем в модели ITU. Зоны ливня ITU обсуждены в ITU-R P.838-3: Определенная модель затухания для дождя для использования в методах предсказания. Модель Крейна является более комплексной состоящий из кусочной комбинации профилей пути, состоявших из показательных функций.

Модель Crane использует две показательных функции, чтобы охватить расстояние от 0 до 22,5 км.

  • Для δ <D <22.5,

    L=γ(eyδ−1y−bαezδz+bαezDz)

  • Для 0 <D <δ,

    L=γ(eyD−1y)

где

  • L = затухание пути (дБ)

  •  = расстояние распространения (км)

  • R = статистический уровень дождя на 0,01% (мм/час)

  • γ = определенное затухание, идентичное вычисленному в rainpl.

    γR=kRα,

    Параметры k и α зависят от частоты, вида поляризации и угла возвышения пути прохождения сигнала. Эти коэффициенты, данные и Распространением Электромагнитной волны Подъемного крана через Дождь и P.838-3 ITU-R: Определенная модель затухания для дождя для использования в методах предсказания, идентичны и допустимы от 1 ГГц до 1 000 ГГц. Определенная модель затухания допустима для частот от 1-1000 ГГц. Ливень определенное затухание вычисляется согласно модели ливня ITU в ITU-R P.838-3: Определенная модель затухания для дождя для использования в методах предсказания.

Остающиеся параметры являются эмпирическими константами, заданными как:

  • b = 2.3R-0.17

  • c = 0.026 - R на 0.03 линии

  • δ = 3.8 - R на 0,6 линии

  • u = ln (бытьcδ)/δ

  • y = αu

  • z = αc

Чтобы вычислить общее затухание для узкополосных сигналов вдоль пути, функция умножает определенное затухание на расстояние распространения.

Можно также 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] Вытяните шею, распространение электромагнитной волны Роберта К. через дождь. Вайли, 1996.

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

[3] 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.

[4] Сектор радиосвязи Международного союза электросвязи. Рекомендация ITU-R P.837-7: Характеристики осадков для моделирования распространения. 6/2017

Расширенные возможности

Введенный в R2020a

Документация Radar Toolbox

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте