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cranerainpl

使用Crane模型的降雨引起的射频信号衰减

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L = cranerainpl(范围、频率、rainrate)
L = cranerainpl(范围、频率、rainrate,海拔高度)
L = Cranerainpl（范围，频率，rainrate，提升，tau）

描述

例子

l= cranerainpl (范围，频率，rainrate）返回信号衰减，l，由于下雨，基于起重机雨模型［1］．信号衰减是信号路径长度的函数，范围，信号频率，频率和雨率，rainrate．雨率定义为长期的统计雨率。衰减模型仅适用于1ghz到1000ghz的频率，适用范围为22.5 km。克莱恩模型解释了暴雨的细胞性质。

例子

l= cranerainpl (范围，频率，rainrate，海拔高度）也指定了仰角，海拔高度，信号路径。

例子

l= cranerainpl (范围，频率，rainrate，海拔高度，τ）还指定偏振倾斜角度，τ，信号的。

例子

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使用起重机雨模型来计算由距离距离10公里的20 GHz信号引起的雨量引起的信号衰减。使用10.0和100.0 mm / hr的雨率。

首先，将雨率设置为10 mm / hr。

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

使用100.0毫米/小时的降雨率重复计算。

rr = 100.0;L = cranerainpl (10 e3, 20.0 e9 rr)
L = 73.1912.
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绘制频率范围为1 ~ 1000 GHz的信号因雨引起的信号衰减图。使用Crane模型计算30.0毫米/小时的雨率和10公里的信号路径距离的衰减。

rr = 30.0;频率= [1:1000]* 1 e9;L = cranerainpl (10 e3,频率,rr);e9 semilogx(频率/ 1,L)网格包含(“频率(GHz)”) ylabel (“衰减(dB)”）

图包含轴对象。轴对象包含类型线的对象。

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绘制由于降雨引起的信号衰减作为仰角的函数。仰角从0到90度不等。假设路径距离为10km，信号频率为10ghz。降雨量为100毫米/小时。

rr = 100.0;

设置仰角、频率和路径长度。

海拔高度= [0:1:90];频率= 10.0 e9;rng = 10 e3 *的(大小(海拔高度));

计算并绘制损失。

L = Cranerainpl（RNG，FREQ，RR，ELP）;绘制（提升，l）网格xlabel（“道路标高(度)”) ylabel (“衰减(dB)”）

图包含轴对象。轴对象包含类型线的对象。

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由于偏振倾斜角度的函数，引起的信号衰减绘制。假设10km，信号频率为10GHz的路径距离，以及0度的路径仰角。将降雨率设置为70毫米/小时。绘制信号衰减对偏振倾斜角度。

设置偏振倾斜角从-90到90度不等。

τ= 90:90;

设置仰角、频率、路径距离和降雨率。

提升= 0;频率= 10.0 e9;rng = 10e3 *那些（大小（tau））;rr = 70.0;

计算并绘制衰减。

L = cranerainpl (rng,频率,rr,海拔高度,τ);情节(τ,L)网格包含('倾斜角度（度）') ylabel (“衰减(dB)”）

图包含轴对象。轴对象包含类型线的对象。

输入参数

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信号路径长度，指定为正标量，一个真实值的1-by-米正值矢量，或实际值米正的-乘1向量。单位是米。

例子：[13000.0,14000.0]

信号频率，指定为正标量，一个真实值的1-by-N阳性值的矢量，或真实值N正的-乘1向量。单位是Hz。频率必须位于1-1000 GHz的范围内。

例子：[2.0:2:10.0 ]*1e9.］

雨率，指定为非负标量。降雨率代表起重机提供的长期统计降雨率（见［1］）。单位是mm / hr。

例子：100.5

信号路径仰角，指定为实值标量或实值米-1或实值1- 1米向量。单位在-90°和90°之间。

  • 如果海拔高度是标量，所有传播路径都具有相同的仰角。

  • 如果海拔高度是一个向量，它的长度必须匹配的长度范围和每个元素海拔高度对应于传播范围。

例子：[0,45]

信号极化椭圆的倾斜角度，指定为标量，实值1 × -米向量，或者实值米-by-1矢量。倾斜角度值范围为-90°和90°，包括含量。单位是度数。

  • 如果τ是一个标量，所有信号都有相同的倾斜角度。

  • 如果τ是一个向量，它的长度必须匹配的长度范围．在这种情况下，每个元素τ对应于传播路径范围．

倾斜角度被定义为偏振椭圆和偏振轴的半约轴之间的角度x-轴。因为椭圆是对称的，所以10°的倾斜角度对应于与-80°的倾斜角度相同的偏振状态。因此，倾斜角仅需要在±90°之间指定。

例子：[45,30]

输出参数

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信号衰减，作为真实值返回米-经过-N矩阵。每个矩阵行代表一个不同的路径米为路径的个数。每一列代表一个不同的频率N是频率的数量。单位是DB。

更多关于

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起重机降雨衰减模型

Crane模型计算信号在降雨区域传播的衰减。该模型用于地球空间或地面传播路径，是一种常用的雨衰减计算方法。该模式是基于对降雨率、降雨结构和大气中温度垂直变化的观测。Crane模型(参见电磁波在雨中的传播)主要适用于北美洲。Crane模型预测的损失通常比ITU雨衰减模型预测的损失要大rainpl函数。然而，两种模型的不确定性和衰减的短期变化都可能很大。

ITU和Crane的模型非常相似，但也有一些不同。国际电联和Crane的降雨衰减模型都需要统计的年度降雨率，并利用有效路径长度减少因子来解释风暴的细胞性质。Crane和ITU提供的0.01%降雨率表是不同的。Crane降雨区与国际电联的降雨区类似，但美国定义的降雨区比国际电联模型中定义的要多。国际电联的降雨区在ITU-R P.838-3:用于预测方法的降雨特定衰减模型．Crane模型更为复杂，由指数函数组成的路径剖面的分段组合构成。

Crane模型利用两个指数函数来跨越0到22.5公里的距离。

  • 为δ<D<22.5，

    l ＝ γ （ e y δ − 1 y − b α e z δ z + b α e z D z ）

  • 为0 <D<δ，

    l ＝ γ （ e y D − 1 y ）

在哪里

  • l=路径衰减（DB）

  • =传播距离(km)

  • R=统计的0.01%雨率(毫米/小时)

  • γ=与计算值相同的比衰减rainpl．

    γ R ＝ k R α ，

    的参数k和α取决于信号路径的频率，偏振状态和仰角。由起重机给出的这些系数电磁波在雨中的传播和ITU-R P.838-3:用于预测方法的降雨特定衰减模型，是相同的，有效的1 GHz到1000 GHz。特定衰减模型对于1-1000 GHz的频率有效。根据ITU降雨模型计算降雨量特定衰减ITU-R P.838-3:用于预测方法的降雨特定衰减模型．

其余参数是定义的经验常量：

  • b= 2.3R-0.17

  • c= 0.026 - 0.03LnR

  • δ= 3.8 - 0.6 lnR

  • u= ln（是cδ/δ

  • y＝αU.

  • z＝αc.

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传播距离。

你也可以将衰减模型应用于宽带信号。首先，将宽带信号分成若干子频带，并对每个子频带施加衰减。然后，将所有衰减子带信号相加为总衰减信号。

参考文献

[1] Crane, Robert K。电磁波在雨中的传播．威利,1996年。

国际电信联盟无线电通信部门。ITU-R P.838-3建议:用于预测方法的降雨特定衰减模型．P系列，无线电波传播2005。

国际电信联盟无线电通信部门。ITU-R P.530-17建议:地面视线系统设计所需的传播数据和预测方法．2017年。

国际电信联盟无线电通信部门。ITU-R P.837-7建议:用于传播模拟的降水特征．2017年6月6日

扩展能力

另请参阅

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