主要内容gydF4y2Ba

gasplgydF4y2Ba

射频信号由于大气气体的衰减gydF4y2Ba

折叠所有页面gydF4y2Ba

语法gydF4y2Ba

L = gaspl(范围，频率，T,P,den)gydF4y2Ba

描述gydF4y2Ba

例子gydF4y2Ba

lgydF4y2Ba= gaspl (gydF4y2Ba范围gydF4y2Ba，gydF4y2Ba频率gydF4y2Ba，gydF4y2BaTgydF4y2Ba，gydF4y2BaPgydF4y2Ba，gydF4y2Ba窝gydF4y2Ba）gydF4y2Ba返回衰减，gydF4y2BalgydF4y2Ba在大气中传播的信号。gydF4y2Ba

  • 范围gydF4y2Ba表示信号路径长度。gydF4y2Ba

  • 频率gydF4y2Ba表示信号载波频率。gydF4y2Ba

  • TgydF4y2Ba环境温度。gydF4y2Ba

  • PgydF4y2Ba表示大气压力。gydF4y2Ba

  • 窝gydF4y2Ba表示大气水汽密度。gydF4y2Ba

的gydF4y2BagasplgydF4y2Ba函数采用国际电信联盟(ITU)大气气体衰减模型gydF4y2Ba[1]gydF4y2Ba计算主要由氧气和水蒸气引起的信号的路径损失。该模型计算衰减作为环境温度、压力、水蒸气密度和信号频率的函数。gydF4y2Ba

该函数要求信号路径完全包含在均匀的环境-温度中gydF4y2BaTgydF4y2Ba，大气压力gydF4y2BaPgydF4y2Ba、水蒸气密度gydF4y2Ba窝gydF4y2Ba不要沿着信号路径变化。大气参数随高度的变化可以使用gydF4y2BatropoplgydF4y2Ba而且gydF4y2BaatmositugydF4y2Ba的函数gydF4y2Ba雷达的工具箱gydF4y2Ba．gydF4y2Ba

衰减模型只适用于频率在1 - 1000ghz。gydF4y2Ba

例子gydF4y2Ba

全部折叠gydF4y2Ba

打开实时脚本gydF4y2Ba

在大气压为101.300 kPa，温度为的情况下，计算1 ~ 1000ghz的衰减谱gydF4y2Ba 15gydF4y2Ba ∘gydF4y2Ba C.绘制水汽密度为7.5时的光谱图gydF4y2Ba ggydF4y2Ba /gydF4y2Ba 米gydF4y2Ba 3.gydF4y2Ba 然后绘制干燥空气(零水蒸气密度)的光谱。gydF4y2Ba

设置衰减频率。gydF4y2Ba

频率= [1:1000]*1e9;gydF4y2Ba

假设路径距离为1公里。gydF4y2Ba

R = 1000.0;gydF4y2Ba

计算含有水蒸气的空气的衰减。gydF4y2Ba

T = 15;P = 101300.0;W = 7.5;L =喘(R，频率，T,P,W);gydF4y2Ba

计算干燥空气的衰减。gydF4y2Ba

L0 = gaspl(R，频率，T,P,0.0);gydF4y2Ba

画出衰减。gydF4y2Ba

e9 semilogy(频率/ 1,L)gydF4y2Ba在gydF4y2Ba符号学(freq/1e9,L0)gydF4y2Ba“频率(GHz)”gydF4y2Ba) ylabel (gydF4y2Ba比衰减(dB)gydF4y2Ba)举行gydF4y2Ba从gydF4y2Ba

图中包含一个轴对象。具有xlabel Frequency (GHz)， ylabel Specific Attenuation (dB)的坐标轴对象包含2个类型为line的对象。gydF4y2Ba

打开实时脚本gydF4y2Ba

首先，绘制频率从1 GHz到1000 GHz的大气气体的特定衰减。假设海平面干燥空气压力为101.325e5 kPa，水蒸气密度为7.5gydF4y2Ba ggydF4y2Ba /gydF4y2Ba 米gydF4y2Ba 3.gydF4y2Ba ．空气温度为gydF4y2Ba 20.gydF4y2Ba ∘gydF4y2Ba C.比衰减定义为每公里损失dB。然后，绘制在10 GHz范围内的实际衰减。gydF4y2Ba

特定大气气体衰减图gydF4y2Ba

设定大气温度、压力、水蒸气密度。gydF4y2Ba

T = 20.0;Patm = 101.325e3;Rho_wv = 7.5;gydF4y2Ba

设置传播距离、光速和频率。gydF4y2Ba

Km = 1000.0;C = physconst(gydF4y2Ba“光速”gydF4y2Ba）;频率= [1:1000]*1e9;gydF4y2Ba

计算并绘制大气气体损失图。gydF4y2Ba

损失= gaspl(km,freqs,T,Patm,rho_wv);semilogy(频率/ 1 e9损失)网格gydF4y2Ba在gydF4y2Ba包含(gydF4y2Ba“频率(GHz)”gydF4y2Ba) ylabel (gydF4y2Ba比衰减(dB/km)gydF4y2Ba）gydF4y2Ba

图中包含一个轴对象。具有xlabel Frequency (GHz)， ylabel Specific Attenuation (dB/km)的坐标轴对象包含一个类型为line的对象。gydF4y2Ba

绘制实际大气和自由空间衰减gydF4y2Ba

计算1到100公里范围内10 GHz的自由空间损失和大气气体损失。频率对应于angydF4y2BaXgydF4y2Ba带雷达。然后，绘制自由空间损失和总(大气+自由空间)损失。gydF4y2Ba

范围= [1:100]*1000;Freq_xband = 10e9;loss_gas = gaspl(范围，freq_xband,T,Patm,rho_wv);Lambda = c/freq_xband;Loss_fsp = fspl(range,lambda);Semilogx (range /1000,loss_gas + loss_fsp.'，range /1000,loss_fsp)gydF4y2Ba“大气+自由空间损失”gydF4y2Ba，gydF4y2Ba“自由空间损失”gydF4y2Ba，gydF4y2Ba“位置”gydF4y2Ba，gydF4y2Ba“东南”gydF4y2Ba)包含(gydF4y2Ba的距离(公里)gydF4y2Ba) ylabel (gydF4y2Ba“损失(dB)”gydF4y2Ba）gydF4y2Ba

图中包含一个轴对象。带有xlabel Range (km)， ylabel Loss (dB)的坐标轴对象包含2个line类型的对象。这些物体代表大气+自由空间损失，自由空间损失。gydF4y2Ba

输入参数gydF4y2Ba

全部折叠gydF4y2Ba

用于计算衰减的信号路径长度，指定为非负的实值标量或向量。可以同时指定多个路径长度。单位是米。gydF4y2Ba

例子:gydF4y2Ba[13000.0, 14000.0]gydF4y2Ba

信号频率，指定为正的实值标量或gydF4y2BaNgydF4y2Ba-乘1非负实值向量或1乘-gydF4y2BaNgydF4y2Ba非负实值向量。可以同时指定多个频率。频率必须在1 - 1000ghz范围内。单位是赫兹。gydF4y2Ba

例子:gydF4y2Ba[1.4 e9, 2.0 e9]gydF4y2Ba

环境温度，指定为实值标量。单位是摄氏度。gydF4y2Ba

例子:gydF4y2Ba-10.0gydF4y2Ba

干燥空气压力，指定为正实值标量。单位在Pa。海平面的一个标准大气压是101325帕。gydF4y2Ba

例子:gydF4y2Ba101300.0gydF4y2Ba

水蒸气密度或绝对湿度，指定为非负的实值标量。单位是g/mgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba．空气在30℃时的最大水蒸气密度约为30.0 g/mgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba．0°C时空气的最大水蒸气密度约为5.0 g/mgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba．gydF4y2Ba

例子:gydF4y2Ba4.0gydF4y2Ba

输出参数gydF4y2Ba

全部折叠gydF4y2Ba

信号衰减，作为实值返回gydF4y2Ba米gydF4y2Ba——- - - - - -gydF4y2BaNgydF4y2Ba矩阵。每一行矩阵表示一个不同的路径gydF4y2Ba米gydF4y2Ba是路径的数量。每一列表示一个不同的频率gydF4y2BaNgydF4y2Ba是频率的个数。单位为dB。gydF4y2Ba

更多关于gydF4y2Ba

全部折叠gydF4y2Ba

大气气体衰减模型gydF4y2Ba

这个模型计算信号在大气气体中传播的衰减。gydF4y2Ba

电磁信号在大气中传播时衰减。这种效应主要是由于氧气和水蒸气的吸收共振线，氮气的贡献较小。该模型还包括低于10 GHz的连续吸收光谱。国际电联模式gydF4y2Ba建议ITU-R P.676-10:大气气体衰减gydF4y2Ba使用。该模型计算特定衰减(每公里衰减)作为温度、压力、水蒸气密度和信号频率的函数。大气气体模型适用于频率范围为1-1000 GHz，适用于极化和非极化场。gydF4y2Ba

每个频率下的特定衰减公式为gydF4y2Ba

γgydF4y2Ba ＝gydF4y2Ba γgydF4y2Ba ogydF4y2Ba （gydF4y2Ba fgydF4y2Ba ）gydF4y2Ba +gydF4y2Ba γgydF4y2Ba wgydF4y2Ba （gydF4y2Ba fgydF4y2Ba ）gydF4y2Ba ＝gydF4y2Ba 0.1820gydF4y2Ba fgydF4y2Ba NgydF4y2Ba ”gydF4y2Ba （gydF4y2Ba fgydF4y2Ba ）gydF4y2Ba ．gydF4y2Ba

的数量gydF4y2BaN”()gydF4y2Ba是复杂大气折射率的虚部，由谱线分量和连续分量组成:gydF4y2Ba

NgydF4y2Ba ”gydF4y2Ba （gydF4y2Ba fgydF4y2Ba ）gydF4y2Ba ＝gydF4y2Ba ∑gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba FgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba +gydF4y2Ba NgydF4y2Ba ”gydF4y2Ba DgydF4y2Ba （gydF4y2Ba fgydF4y2Ba ）gydF4y2Ba

频谱分量是由局部频宽函数构成的离散频谱项的和，gydF4y2BaF (F)gydF4y2Ba我gydF4y2Ba，乘以谱线强度，gydF4y2Ba年代gydF4y2Ba我gydF4y2Ba．对于大气中的氧气，每条谱线强度为gydF4y2Ba

年代gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba ＝gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba ×gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 7gydF4y2Ba （gydF4y2Ba 300gydF4y2Ba TgydF4y2Ba ）gydF4y2Ba 3.gydF4y2Ba 经验值gydF4y2Ba ［gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba （gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba −gydF4y2Ba （gydF4y2Ba 300gydF4y2Ba TgydF4y2Ba ）gydF4y2Ba ］gydF4y2Ba PgydF4y2Ba ．gydF4y2Ba

对于大气水汽，各谱线强度为gydF4y2Ba

年代gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba ＝gydF4y2Ba bgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba ×gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba （gydF4y2Ba 300gydF4y2Ba TgydF4y2Ba ）gydF4y2Ba 3．5gydF4y2Ba 经验值gydF4y2Ba ［gydF4y2Ba bgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba （gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba −gydF4y2Ba （gydF4y2Ba 300gydF4y2Ba TgydF4y2Ba ）gydF4y2Ba ］gydF4y2Ba WgydF4y2Ba ．gydF4y2Ba

PgydF4y2Ba是干空气压力，gydF4y2BaWgydF4y2Ba水蒸气分压是多少gydF4y2BaTgydF4y2Ba是环境温度。压力单位为百帕斯卡(hPa)，温度单位为开尔文。水蒸气分压，gydF4y2BaWgydF4y2Ba，与水蒸气密度ρ、by有关gydF4y2Ba

WgydF4y2Ba ＝gydF4y2Ba ρgydF4y2Ba TgydF4y2Ba 216.7gydF4y2Ba ．gydF4y2Ba

总大气压是gydF4y2BaPgydF4y2Ba+gydF4y2BaWgydF4y2Ba．gydF4y2Ba

对于每条氧线，gydF4y2Ba年代gydF4y2Ba我gydF4y2Ba取决于两个参数，gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba1gydF4y2Ba而且gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba2gydF4y2Ba．类似地，每条水汽线取决于两个参数，gydF4y2BabgydF4y2Ba1gydF4y2Ba而且gydF4y2BabgydF4y2Ba2gydF4y2Ba．本节末尾引用的国际电联文件包含这些参数作为频率函数的表格。gydF4y2Ba

局部频宽函数gydF4y2BaFgydF4y2Ba我gydF4y2Ba(f)gydF4y2Ba是下面所引用的国际电联参考文献中描述的频率的复杂函数。函数取决于经验模型参数，参考文献中也列出了这些参数。gydF4y2Ba

为了计算窄带信号沿路径的总衰减，该函数将特定衰减乘以路径长度，gydF4y2BaRgydF4y2Ba．则总衰减为gydF4y2BalgydF4y2BaggydF4y2Ba= R(γgydF4y2BaogydF4y2Ba+γgydF4y2BawgydF4y2Ba）gydF4y2Ba．gydF4y2Ba

可以将衰减模型应用于宽带信号。首先，将宽带信号划分为频率子带，并对每个子带进行衰减。然后，将所有衰减子带信号相加为总衰减信号。gydF4y2Ba

参考文献gydF4y2Ba

[1]国际电信联盟无线电通信部。gydF4y2Ba建议ITU-R P.676-10:大气气体衰减gydF4y2Ba2013.gydF4y2Ba

扩展功能gydF4y2Ba

版本历史gydF4y2Ba

在R2017b中引入gydF4y2Ba

另请参阅gydF4y2Ba

|gydF4y2Ba|gydF4y2Ba