GR接收天线增益PT发射功率
射频计算公式范文
射频计算公式范文射频计算是无线通信系统设计和优化的重要部分，涵盖了电磁波传输、天线设计、通信链路预算等方面。
下面将介绍几个常用的射频计算公式，包括频率计算、波长计算、功率计算和链路预算计算等。
一、频率计算公式：频率是射频信号周期性变化的速度，通常以赫兹（Hz）作为单位。
在计算射频频率时，可以使用频率计算公式如下：f=c/λ其中f表示频率（赫兹，Hz）；c表示光速（3×10^8m/s）；λ表示波长（米，m）。
二、波长计算公式：波长表示一个完整波形的长度，通常用米（m）作为单位。
在计算射频波长时，可以使用波长计算公式如下：λ=c/f其中λ表示波长（米，m）；c表示光速（3×10^8m/s）；f表示频率（赫兹，Hz）。
三、功率计算公式：功率是射频信号的强度，通常以瓦特（W）或分贝毫瓦（dBm）作为单位。
在计算射频功率时，可以使用功率计算公式如下：P=V^2/R其中P表示功率（瓦特，W）；V表示电压（伏特，V）；R表示电阻（欧姆，Ω）。
四、链路预算计算公式：链路预算是用于评估射频通信链路的质量和可靠性的计算过程。
在链路预算中，可以使用接收功率计算公式如下：Pr=Pt*Gt*Gr*(λ/(4πd))^2其中Pr表示接收功率（瓦特，W）；Pt表示发射功率（瓦特，W）；Gt表示发射天线增益；Gr表示接收天线增益；λ表示波长（米，m）；d表示发射天线到接收天线的距离（米，m）。
以上是射频计算中常用的一些公式。
在实际应用中，还需要根据具体的系统参数和要求进行适当的调整和组合。
另外，还可以借助各种射频计算软件进行更加精确和复杂的计算和仿真。
自由空间信号衰减计算
自由空间信号衰减计算自由空间信号衰减是指无线电波在自由空间中传播时，由于电磁波的散射、吸收、衍射等原因，造成信号功率的逐渐减弱。
了解和计算自由空间信号衰减对于无线传输系统的设计和规划非常重要。
本文将详细介绍自由空间信号衰减的计算方法。
Pr=Pt*(Gt*Gr*λ^2/((4*π*R)^2*L))其中Pr为接收功率（单位：瓦特，W）Pt为发射功率（单位：瓦特，W）Gt为发送天线增益（无单位）Gr为接收天线增益（无单位）λ为波长（单位：米，m）R为距离（单位：米，m）L为自由空间传输损耗（无单位）在以上公式中，发送天线增益和接收天线增益是表示天线性能的参数，波长与频率有以下关系：λ=c/f其中c为光速（单位：米/秒，m/s）f为频率（单位：赫兹，Hz）自由空间传输损耗L是由信号在传播过程中的各种损耗所导致的，包括自由空间传播损耗、大气传播损耗、地球曲率损耗等。
这些损耗可以通过实验数据或经验公式进行计算。
一般来说，自由空间传播损耗的计算公式如下：L = 20 * log10(R) + 20 * log10(f) + 147.55其中R为距离（单位：米，m）f为频率（单位：赫兹，Hz）大气传播损耗可以通过罗特曼方程进行估算，该方程描述了信号在大气中传播时的衰减情况。
罗特曼方程可以表示为：L = 20 * log10(R) + 20 * log10(f) + 20 * log10(h) + 92.4其中R为距离（单位：米，m）f为频率（单位：赫兹h为有效大气高度（单位：米，m）地球曲率损耗与发射天线和接收天线的极化和指向角有关。
对于水平/垂直极化的天线，地球曲率损耗可以通过以下公式计算：L = 20 * log10(R) + 20 * log10(f) + 20 * log10(hf)其中R为距离（单位：米，m）f为频率（单位：赫兹，Hz）hf为发射天线和接收天线的极化和指向角的差值（单位：度，°）需要注意的是，以上计算方法是基于理想条件下的自由空间信号衰减，实际应用中可能还需要考虑其他因素的影响，如多径效应、干扰、障碍物的衰减等。
信号传输距离公式
信号传输距离公式信号传输距离公式是计算电信号在传输过程中所能达到的最大距离的数学公式。
其依赖于多种因素，包括信号强度、传输介质、传输速率、干扰等。
在无线通信中，信号传输距离公式常用的形式是弗里斯公式（Friis formula），它描述了无线电磁波在自由空间中的传输距离和信号功率之间的关系。
弗里斯公式可以表示为：Pr = Pt * (Gt * Gr * λ^2 / (4π * R)^2）其中，Pr是接收功率，Pt是发送功率，Gt和Gr分别是发送和接收天线的增益，λ是信号的波长，R是传输距离。
这个公式说明，信号的功率随着传输距离的增加而衰减。
增大发送功率、使用高增益的天线、减小传输距离和使用较小波长的信号，都可以提高接收功率，从而延长传输距离。
然而，在现实应用中，大部分信号传输并不处于自由空间中，而是通过建筑物、树木等物体传播。
在这种情况下，信号传输距离公式需要考虑传输介质的衰减和多径效应。
传输介质的衰减是由于信号在传输过程中受到各种损耗导致的，如自由空间路径损耗、自由空间损耗、建筑物穿透损耗等。
传输介质的衰减可以使用路径损耗模型来计算，常用的模型包括Friis模型、Hata模型、COST模型等。
多径效应是由于信号在传输过程中经过多条不同路径抵达接收端，导致信号相位和幅度发生变化的现象。
多径效应对信号传输距离的影响较大，常见的解决方法包括使用均衡器和解调器，并采用合适的编码和调制方法。
除了信号强度、传输介质和多径效应，信号传输距离还受到干扰的影响。
干扰来自于其他信号源，在无线通信中常见的干扰包括噪声、多径干扰、同频干扰和邻频干扰等。
干扰会降低信号的接收功率，影响信号传输距离。
因此，要准确计算信号传输距离，需要综合考虑信号强度、传输介质、多径效应和干扰等因素。
在实际应用中，可以使用射线跟踪（ray tracing）方法、仿真软件或进行实测来估算信号传输距离。
同时，优化天线设计、信号处理算法和通信协议，也可以提高信号传输的可靠性和距离。
第一章 天线增益测量
天线与电波教学实验指导书实验三 天线增益测量3．1实验内容和目的：用绝对测量法（即测传播损耗的方法）和相对测量法（即比较法）测量喇叭天线的增益，掌握天线增益的一般测量方法。
3．2测量原理1．天线增益的绝对测量根据福里斯公式，当发射功率为P t ，发射天线增益为G t ，接收天线增益为G r ，收发天线相距 R ，则位于远场区的接收天线的最大接收功率为2244⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⋅=R G G P A RG P P r t t r er tt r πληπ当收发天线完全相同即G t =G r =G 时，接收功率为2244⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⋅=R G P A R G P P t r er tt r πληπ由此可求出每个天线的增益为G P P R r t =⋅4πλ如用dB 表示，则为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛=t r P P R dB G lg 10214lg 10)(λπ因此,如果测出收发电平差、工作频率和收发距离，即可通过上式求出被测天线的增益。
2．天线增益的相对测量被测天线增益G 和参考天线增益G 0间存在简单的关系：G=gG 0式中，g 是被测天线相对于参考天线的增益。
因此如果参考天线的增益已知，只要测出g ，即可按上式求出被测天线的增益。
用比较法测天线增益，常用半波对称振子(或折合振子)作线天线的标准增益天线（其增益约为1.64或2.15dB ）；常用按最佳方向性系数设计的标准增益喇叭作面天线的增益标准天线，其增益理论设计值和实际值相当吻合，可按下式估算：)(4lg 102dB Ak D G λπ≈≈式中，A 是喇叭口面面积，k 是口面利用率。
对角锥喇叭天线k 取0.51。
3. 天线增益的综合测量设三个不同天线的增益分别为G G G 010203、、,先用比较法测得1和2对3的相对增益0302203011G G G G G G ==，当G 03已知时，则0320203101G G G G G G ==，，用dB 表示,即)()()()()()(0320203101dB G dB G dB G dB G dB G dB G +=+=， 当G dB 03()未知时，可用上述1项（天线增益的绝对测量）的方法测出G dB G dB 0102()()+，与上两式联立求出G dB 03()。
无线信号功率计算公式
1.1自由空间传播模型（前提：发射端与接收端之间的传播无障碍物，比如卫星与手机的连接信号）Friis 公式：L d G G P d P r t t r 222)4()(πλ=(1.1)Pr(d):接收到的信号功率 Pt:发射功率 Gt:发射天线增益 Gr:接收天线增益 λ:波长(m)d:发射端与接收端的距离(m) L:与传播无关的损耗（传输线衰减、滤波损耗、天线损耗）注：功率与增益的单位都为W可以由上述公式改写为P r ，是P r (d)的非函数形式L d G G P P r t t r lg lg 2)4lg(lg 2lg lg lg lg 2---+++=πλ (1.2)假设理想状态下无损耗，L=0，f =c / λ，将常数加和，可以演算得：152.19lg 2lg 2lg lg lg 954.16198.2lg 2lg 2lg lg lg 198.2lg 2lg 2lg 2lg lg lg 198.2lg 2lg 2lg lg lg )4lg(lg 2lg 2lg lg lg lg 2--+++=---+++=---+++=--+++=--+++=d f G G P d f G G P d f c G G P d G G P d G G P P r t t r t t r t t r t t r t t r λπλ (1.3)52.191lg 20lg 20lg 10lg 10lg 10lg 10--+++=d f G G P P r t t r (1.4)注:Pr,Pt,Gt,Gr 单位为W如果将Pr,Pt,Gt,Gr 单位换为mW ，可以推导出以下公式52.131lg 20lg 20lg 10lg 10lg 10lg 1052.191lg 20lg 2030lg 1030lg 1030lg 1030lg 1052.191lg 20lg 2010lg 10lg 1010lg 10lg 1010lg 10lg 1010lg 10lg 103333--+++=--++++++=+--++++++=+d f G G P P d f G G P P d f G G P P r t t r r t t r r t t r (1.5)无线概念中常用来表示功率的的单位一般用dbm ,dbi ，与W 的转换关系如下)lg(*10mW dbi dbm ==(1.6)1.2 地面反射模型在d>50m 情况下，422P d h h G G P r t rt t r = (1.7)可以演算为dh h G G P P r t r t t r lg 40lg 20lg 20lg 10lg 10lg 10lg 10-++++= (1.8)注:Pr,Pt,Gt,Gr 单位为W如果将Pr,Pt,Gt,Gr 单位换为mW ，可以推导出以下公式60lg 40lg 20lg 20lg 10lg 10lg 10lg 10+-++++=d h h G G P P r t r t t r (1.9)路径损耗公式为)lg 20lg 20lg 10lg 10(lg 40lg 10lg 10)(r t r t r t h h G G d P P dB PL +++-=-=(1.10)。
无线通信距离计算
无线传输距离计算Pr(dBm) = Pt(dBm) - Ct(dB) + Gt(dB) - FL(dB) + Gr(dB) - Cr(dB)Pr:接受端灵敏度Pt: 发送端功率Cr: 接收端接头与电缆损耗Ct: 发送端接头与电缆损耗Gr: 接受端天线增益Gt: 发送端天线增益FL: 自由空间损耗FL(dB)=20 lg R (km) +20 lg f (GHz) + 92、44R就是两点之间的距离f就是频率=2、4自由空间通信距离方程自由空间通信距离方程设发射功率为PT,发射天线增益为GT,工作频率为 f 、接收功率为PR,接收天线增益为GR,收、发天线间距离为R,那么电波在无环境干扰时,传播途中的电波损耗L0 有以下表达式:L0 (dB) = 10 Lg( PT / PR ) = 32、45 + 20 Lg f ( MHz ) + 20 Lg R ( km ) - GT (dB) - GR (dB)[举例] 设:PT = 10 W = 40dBmw ;GR = GT = 7 (dBi) ; f = 1910MHz问:R = 500 m 时, PR = ？解答: (1) L0 (dB) 的计算L0 (dB) = 32、45 + 20 Lg 1910( MHz ) + 20 Lg 0、5 ( km ) - GR (dB) - GT (dB)= 32、45 + 65、62 - 6 - 7 - 7 = 78、07 (dB))(2) PR 的计算、、807 ) = 1 ( μW ) / 6 PR = PT / ( 10 7、807 ) = 10 ( W ) / ( 10 7、807 ) = 1 ( μW ) / ( 10 0412 = 0、156 ( μＷ) = 156 ( mμW ) # 顺便指出,1、9GHz电波在穿透一层砖墙时,大约损失(10~15) dB无线传输距离估算传输距离估算无线网络系统的传输距离或覆盖范围受多种因素的影响,除了信号源的发射功率、天线的增益、接收设备的灵敏度、频率、自由空间衰减、噪声干扰外,还有现场环境的影响,例如建筑物、树木与墙壁的遮挡,人体、气候等对电磁波的衰减,纯粹自由空间的传输环境在实际应用中就是不存在的。
卫星通信基础知识(四)自由空间衰耗
卫星通信基础知识（四）自由空间衰耗
自由空间电波传播是无线电波最基本、最简单的传播方式。
自由空间是一个理想化的概念，实际上电波是不可能在真空中传播的，自由空间为人们研究电波传播提供了一个简化的计算环境。
自由空间是传播损耗中最基本的损耗，接收天线接收到的信号功率仅仅是发射天线辐射功率的一小传播损耗L
p
部分，大部分能量都向其它方向扩散了。
工作距离越远，球面积越大，接收点截获的功率越小，即传播损耗加大。
电波在大气层以外的空间传播时，可以近似看成在自由空间传播。
在自由空间传播过程中，接收信号的功率为：
为发射功率
T
为发射天线增益
G
T
为接收天线增益
G
R
自由空间传播损耗
L
p
其中L p的定义为：
d为传播距离λ为工作波长c为光速f为工作电波频率
以分贝为单位表示为:
[Lp]=92.44+20lgd(km)+20lgf(GHz)
[Lp]=32.44+20lgd(km)+20lgf(MHz)
式中d为地球站到静止卫星的距离，可以取d=40000km
对常见C波段的卫星信号的上行6GHz、和下行4GHz线路传输损耗
[Lu]=92.44+20lg40000+20lg6=200.04(dB)
[LD]＝92.44+20lg40000+20lg4= 196.52(dB)。
龙勃透镜反射器的rcs计算公式
龙勃透镜反射器的rcs计算公式龙勃透镜反射器（LBGR）是一种用于减小雷达交叉截面积（RCS）的设备。
RCS是指目标对于入射电磁波的反射能力，它是衡量目标在雷达波束下的探测性能的指标。
研究和计算LBGR的RCS可以帮助我们更好地了解其性能和特点。
一般而言，LBGR的RCS可以通过几何光学法进行计算，其中包含以下公式：RCS = P * G * A其中，RCS表示目标的雷达交叉截面积，P代表目标与雷达之间的功率传输系数；G是指透镜的天线增益参数；A表示透镜表面的有效反射面积。
功率传输系数P是评估天线到目标间信号传输损耗的因素。
它可由下述公式进行计算：P = (λ^2 * σ * Gt * Gr * Pt * Aeff * η^2) / (16 * π * R^2)其中，λ是雷达波长；σ是目标的雷达反射截面（RCS）；Gt和Gr分别为发射和接收天线的增益；Pt是雷达的发射功率；Aeff是天线的有效面积；η是信号损耗系数；R是雷达距离目标的距离。
上述公式中还包含了透镜的天线增益参数G，它是指透镜对电磁波的聚焦能力。
具体计算方法可由透镜设计的几何参数和物理特性决定。
透镜表面的有效反射面积A是指透镜对入射波的反射面积。
它可以通过透镜的材料特性和结构设计来计算。
因此，要计算龙勃透镜反射器的RCS，我们需要进行一系列复杂的计算，涉及到功率传输系数、透镜天线增益参数和透镜表面的反射面积。
这些参数的具体计算方法需结合具体的透镜设计和材料特性进行，以获得准确的结果。
龙勃透镜反射器的RCS计算涉及多个因素，包括功率传输系数、透镜天线增益参数和透镜表面的反射面积。
通过几何光学法和相关的计算公式，我们可以评估LBGR的RCS，进而理解其性能和特点。
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三、WLAN系统天线实用工程技术
3.1 （一）章节内容
天线是什么？
众所周知，凡是依靠空间无线电磁波传输信息的系统 或设备都离不开天线。天线是无线传输系统中的关键 装置之一。天线的英文是“Antenna”,本意为昆虫的 触角，用来发送和接受信息。天线等效于人体的“五 官”，可表达和接受信息。根据IEEE的天线定义为： “是辐射和接收无线电波的装置。” 更专业化定义 是：一种将导行波转换为空间波（发射），或将空间 波转换为导行波（接收）的能量转换装置。
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3.1 （一）章节内容
天线的主要技术指标及其意义
6）天线输入/输出接口与AP（Access Point)的连接 宽带无线局域网系统中天线输入/输出接口一般均为N-50J/K（FEMALE/MALE） 或SMA-J/K。通常插座（FEMALE/J）较多。N-50J/K为英制，L16为公制。天 线输入/输出接口与AP（Access Point)的连接通常须用一段50低损耗馈线， 一般要求这段馈线尽可能短。而AP接口为SMA-J，但内导体为针状（特制）， 本公司有专用转接器备用选件硬转换为标准SMA-J接口，或专用转接低损耗 短电缆备用选件直接与AP连接，以解决低损耗粗电缆转接带来得不便。 7）雷电防护 一般均采用直接接地方式。 8）抗风指标 9）最大输入功率 一般均为100W，宽带无线局域网系统中是小功率一般为几十毫瓦功率，高功 率的网卡输出功率可达200mW(23dBmW),或加BOOSTER(双向放大器）目前输出 功率一般为：0.5W,1W 或5W，已基本满足要求。
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3.1 （一）章节内容
天线的基本类型
天线类型可谓是五花八门，种类繁多，形式多样枚不胜举。一般按对天 线的分析方法来分类共有三大类： 1）线天线：是指天线结构具有线状结构特点，而且金属导线半径远小于 波长的天线。如：振子天线、环天线、螺旋天线等； 2）面天线或称口径天线：是指电磁波通过一定口径向外辐射的天线。如： 喇叭天线、板状天线、角反射天线、抛物面天线、栅格天线、卡塞格伦 天线等； 3）天线阵：是指天线的辐射单元按一定规律排列和激励（或称馈电，指 馈给每个辐射单元信号的幅度和相位）的天线群体。如：美国爱国者导 弹中的相控阵雷达系统、美F-22战机和俄米格-35战机的机载相控阵雷达 系统、预警飞机、导弹和空间分集移动通信系统等。 在宽带无线局域网系统的实际工程中，一般按天线辐射方向图来分类， 即全向天线和定向天线两大类。（天线辐射方向图的定义：天线辐射空 间能量分布图，或天线辐射特性与空间坐标间的函数关系图形）
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3.1 （一）章节内容
扩频系统中处理增益对系统传 输性能改善的基本概念
处理增益的近似公式：
GP=BC/BM =BC/RI
其中GP为处理增益， BC为已扩展信号的射频带宽， BM原始（基带） 信号带宽， RI 信息传输速率。 根据信息论香农公式，处理增益等效与接收灵敏度的改善。宽带无 线局域网系统中由于采用扩频方案，这就可采用降低信息传输速率 办法提高数据传输可靠性。
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3.1 （一）章节内容
与宽带无线局域网相关天线 的特点及适用范围
宽带无线局域网组网中电磁波覆盖有几种形式如：点对点、一点对多点、 区域覆盖（室内和室外）或是几种形式组合等情况。对应的天线也有不 同的形式，下面介绍与宽带无线局域网组网相关天线的特点及使用范围。 1）不同增益的全向天线。一般用于一点对多点室内和室外的电磁波覆盖。 其增益范围通常3-15dBi。 通常3-5dBi多为吸顶全向天线用于室内电磁波覆盖。 5-15dBi通常多为竿状全向天线用于室外电磁波覆盖。 全向天线方向图水平面是圆。 吸顶全向天线垂直面方向图为蝴蝶状。 竿状全向天线垂直面方向图为橄榄状。竿状全向天线有常规、高效率和 主瓣下倾几种情况。 2）不同增益和形式的定向天线。一般用于点对点和一点对多点固定扇形 角的室内和室外电磁波覆盖。
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3.1 （一）章节内容
天线的主要技术指标及其意义
4）极化：极化是描述电场矢量方向和幅度的时变特性，即瞬时电场矢量的 端点随时间变化的图形，称为电场矢量的极化。简称波的极化。 极化一般分为三类：a)线极化：分水平极化、垂直极化和任意方向的极化 的三种情况；b)圆极化：分左旋极化和右旋极化两种情况；c)椭圆极化： 分左椭圆极化和右椭圆极化两种情况。 关键点：1.宽带无线局域网系统都是线极化，一般均为水平或垂直极化。 关键点： 2.当极化方向相同时耦合最强，天线安装时收/发天线极化一定 要一致，否则会因为极化不同产生极化隔离（或极化失配）而影响系统信 号传输效果。 5）与辐射方向图相关的参数：1.半功率点波瓣宽度; 2.水平面主波瓣宽度； 3.垂直面主波瓣宽度；4.波瓣立体角；5.第一副瓣电平；6.前后比。 概念：一般主瓣越窄增益越高，反之亦然。副瓣越小，前后比越大，天线 性能就越好。
6
3.1 （一）章节内容
传输距离与发射/接收天线增益、 发射功率和接收灵敏度的关系
公式为： S=kSmax Smax=(/4)(GTPTGR/PR)1/2
其中：S为传输距离，k为传输系数（1）， Smax为最大 传输距离， 为波长，GT发射天线增益，GR接收天线增 益，PT发射功率， PR接收灵敏度。 注：理想架高，视距传播。
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3.1 （一）章节内容
天线的主要技术指标及其意义
天线的主要技术指标： （收发互易，参数相同） 1)工作频率范围：指天线适用的工作频段。如：宽带无线局域网 系统所用的工作频段为（IEEE802.11b）：2400-2500MHz； （ IEEE802.11a）： 5150-5825MHz。 2）天线增益：定义：最大辐射方向辐射强度与天线无耗时平均辐 射强度之比。平均辐射强度是指具有相同输入功率，且为无耗各 向同性源的辐射强度。即特定参考天线的辐射强度。公式表达为： G=Um/(Pin/4) 或 G=10lg(Um/(Pin/4) )dBi 其中：Um为最大辐射方向辐射强度，Pin为输入功率，4为全向立 体角。 3)电压驻波比（VSWR：Voltage Stand-Wave Ratio): 是描述天线输入端与传输系统特性阻抗（一般为50）的匹配状 况。一般该指标为： 1.5。