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频率越高波长越短,传输距离越短是什么原因?--衍射和穿透障碍物 ...

已有 4345 次阅读| 2020-4-4 11:43 |系统分类:其他

源地址: http://www.txrjy.com/thread-743637-1-1.html
1.无线电波,为什么频率越高,传输距离越短?
A.距离远近是相对的,你提出的问题只是狭义上的,不是真理。
你说的结论是在存在障碍物(物体尺寸与波长相当就视为障碍物)
解释如下:
频率越高波长越短,饶射(衍射效果)能力越弱,但穿透能力(不变方向)越强,信号穿透会损失很大能量,所以传输距离就可能越近,频率越高在传播过程的损耗越大。
但高频信号本身携带的能量很高,具有很强的穿透能力,比如当无线电波频率很高时,他会穿透电离层,不会再电离层形成反射
结论:有障碍物的情况下,频率越高损耗就会越大。
我的解释里已经提到了--频率越高,遇到障碍物是就会直接穿过去而不是绕过去,这样就会元气大伤(衰减太大)。
给你举个通俗例子:
一个是视力正常的人和一个瞎子在一个陌生的环境里谁走的远一点?
答案不能完全确定-----如果没有障碍物,那就看谁的本领大(电磁波的能量);若有障碍物,可以肯定瞎子肯定走不过视力正常的人。因为瞎子会被撞死。

B.高频电波的特点是:直线性好;波长小,不容易发生明显的衍射,遇到障碍物容易被阻挡
可见频率越高,越容易被阻碍。

C.在理想情况下,即没有任何障碍物的情况下,频率对传输距离是没有影响的。
但是实际情况中经常有各种障碍,比如山体,建筑物等。电磁波通过障碍是根据衍射原理,障碍物小于波长时,电磁波容易通过。电磁波速度一定,根据v=f*λ,频率越高,波长越短。波长短了就不容易穿越障碍物,所以传输距离短。

D. 自由空间损耗公式:Ls=20Lgf(MHz)+20Lgd(Km)+32.4  f是频率,d是传播距离
如果d不变,Ls与f就是一个以10为底的底数函数,这个函数是增函数,所以f越高,Ls就越大

这些都是在大气窗口情况下讨论的:

电磁波通过大气层较少被反射、吸收和散射,而那些透射率高的波段称为大气窗口。通常把太阳光透过大气层时透过率较高的光谱段称为大气窗口。大气窗口的光谱段主要有:微波波段(0.3~10GHz/0.03-1m),热红外波段(8~14um),中红外波段(3.5~5.5um),近紫外、可见光和近红外波段(0.3~1.3um,1.5~1.9um)。

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