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cranerainpl

采用Crane模型计算降雨对射频信号的衰减

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L = cranerainpl(范围，频率，雨率)
L = cranerainpl(范围，频率，降雨率，海拔)
L = cranerainpl(范围，频率，雨率，升降，tau)

描述

例子

l= cranerainpl (范围，频率，rainrate）返回信号衰减，l，基于克雷恩降雨模型[1]．信号衰减是信号路径长度的函数，范围，信号频率，频率，降雨率，rainrate．降雨率定义为长期统计降雨率。衰减模型仅适用于频率为1ghz至1000ghz的频率，有效范围为22.5 km。克雷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）还指定了仰角，海拔高度，表示信号路径。

例子

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

例子

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使用Crane降雨模型计算20ghz信号在10公里距离上的降雨造成的信号衰减。使用10.0和100.0毫米/小时的降雨量。

首先，将降雨速率设置为10毫米/小时。

Rr = 10.0;L = cranerainpl(10e3,20.0e9,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(10e3,20.0e9,rr)
L = 73.1912
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绘制频率范围为1 ~ 1000ghz的信号因降雨而造成的信号衰减。使用Crane模型计算降雨率为30.0 mm/hr和信号路径距离为10 km时的衰减。

Rr = 30.0;频率= [1:1000]*1e9;L = cranerainpl(10e3,freq,rr);半晶片(频率/1e9,L)“频率(GHz)”) ylabel (“衰减(dB)”）

图中包含一个轴对象。axis对象包含一个line类型的对象。

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绘制降雨信号衰减随仰角变化的函数图。仰角从0度到90度不等。假设路径距离为10km，信号频率为10ghz。降雨速率为每小时100毫米。

Rr = 100.0;

设置仰角、频率和路径长度。

Elev = [0:1:90];Freq = 10.0e9;RNG = 10e3*ones(size(elev));

计算和绘制损失。

L = cranerainpl(rng,freq,rr,elev);plot(elev,L) grid xlabel(“路径仰角(度)”) ylabel (“衰减(dB)”）

图中包含一个轴对象。axis对象包含一个line类型的对象。

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绘制由于降雨导致的信号衰减作为极化倾斜角的函数。假设路径距离为10km，信号频率为10ghz，路径仰角为0°。设置降雨速率为70毫米/小时。绘制信号衰减随极化倾斜角的关系图。

设置偏振倾斜角度从-90度到90度不等。

Tau = -90:90;

设置仰角、频率、路径距离和降雨率。

Elev = 0;Freq = 10.0e9;RNG = 10e3*ones(size(tau));Rr = 70.0;

计算并绘制衰减曲线。

L = cranerainpl(rng,freq,rr,elev,tau);plot(tau,L) grid xlabel(倾斜角度(度)) ylabel (“衰减(dB)”）

图中包含一个轴对象。axis对象包含一个line类型的对象。

输入参数

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信号路径长度，指定为正标量，即1 × -的实值米正向量，或实向量米-by-1的正向量。单位是米。

例子:[13000.0, 14000.0]

信号频率，指定为一个正标量，一个1 × -的实值N正向量，或者实向量N-by-1的正向量。单位是Hz。频率必须在1 - 1000ghz范围内。

例子:e9 [2.0:2:10.0] * 1］

降雨率，指定为非负标量。降雨率表示由Crane提供的长期统计降雨率(见[1])．单位为mm/hr。

例子:100.5

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

  • 如果海拔高度为标量，则所有传播路径具有相同的仰角。

  • 如果海拔高度是一个矢量，它的长度一定要匹配的长度范围每一个元素海拔高度对应于一个传播范围。

例子:[0, 45]

信号偏振椭圆的倾斜角，指定为标量，为实值1 × -米向量，或者一个实值米1的向量。倾斜角度值在-90°和90°范围内，包括。单位是度。

  • 如果τ是一个标量，所有信号都有相同的倾斜角。

  • 如果τ是一个矢量，它的长度一定要匹配的长度范围．在这种情况下，每个元素都在τ对应于中的传播路径范围．

倾斜角度定义为偏振光椭圆的半长轴与偏振光椭圆的夹角x设在。由于椭圆是对称的，倾斜角度为10°对应的极化状态与倾斜角度为-80°相同。因此，倾斜角度只需在±90°之间指定。

例子:(45岁,30)

输出参数

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

更多关于

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起重机降雨衰减模型

克雷恩模型计算了在降雨区域传播的信号的衰减。该模型适用于地球-空间或地面传播路径，是计算降雨衰减的常用方法。该模型是根据降雨率、降雨结构和大气温度的垂直变化观测得出的。克雷恩模型(见电磁波在雨中的传播)主要适用于北美地区。Crane模型通常预测的损失大于ITU在降水衰减模型中使用的损失rainpl函数。然而，这两个模型的不确定性和褪色的短期变化可能很大。

ITU和Crane模型非常相似，但也有一些区别。ITU和Crane降雨衰减模型都需要统计年降雨率，并利用有效的路径长度缩减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ITU区域相似，但美国定义的区域比ITU模型中定义的区域更多。讨论了国际电联的雨区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，它是由指数函数组成的路径剖面分段组合。

Crane模型利用两个指数函数来跨越从0到22.5 km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 ）

  • 对于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0.01%降雨率(毫米/小时)

  • γ=与中计算的衰减相同的特定衰减rainpl(相控阵系统工具箱)．

    γ R ＝ k R α ，

    的参数k而且α取决于频率、极化状态和信号路径的仰角。这些系数，都是克兰给出的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，都是相同的，在1ghz到1000ghz范围内有效。特定的衰减模型适用于频率从1-1000 GHz。降雨比衰减是根据ITU降雨模型计算的ITU-R P.838-3:用于预测方法的降雨特定衰减模型．

其余参数为经验常数，定义为:

  • 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。

还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。

参考文献

[1]罗伯特·K·克莱恩电磁波在雨中的传播．威利,1996年。

[2]国际电信联盟无线电通信部。建议ITU-R P.838-3: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。

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

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

扩展功能

版本历史

R2020a中引入

另请参阅

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