fogpl

霧および雲による RF 信号の減衰

構文

L = fogpl(R,freq,T,den)

説明

L = fogpl(R,freq,T,den) は、信号が霧または雲の中を伝播するときの減衰 L を返します。R は、信号のパス長を表します。freq は信号の搬送波周波数を表し、T は周囲温度を表し、den は霧または雲の中における液状水分の密度を指定します。

関数 fogpl は、国際電気通信連合 (ITU) の雲および霧減衰モデルを適用し、雲および霧を通って伝播する信号のパス損失を計算します。[1] (Phased Array System Toolbox)を参照してください。霧と雲は同じ大気現象であり、地上からの高さのみが異なります。両方の環境は、液状水分の密度によってパラメーター化されます。その他のモデル パラメーターには、信号周波数と温度があります。この関数は、信号パスが一様な霧または雲の環境に完全に含まれる場合に適用されます。信号パスでは、液状水分の密度は変化しません。減衰モデルは、10-1000 GHz の周波数に対してのみ適用されます。

例

積雲内の減衰

1 km の長さで高度 1000 m に存在する雲を通って伝播する信号の減衰を計算します。15-1000 GHz の周波数に対して減衰を計算します。雲における液状水分の密度は、一般的な値で 0.5 $$g/m^3$$ です。1000 m での大気温度は、${20}^{\circ }$C と想定します。

R = 1000.0;
freq = [15:5:1000]*1e9;
T = 20.0;
lwd = 0.5;
L = fogpl(R,freq,T,lwd);

周波数の関数として特定の減衰をプロットします。特定の減衰は、キロメートルごとの減衰または損失です。

loglog(freq/1e9,L)
grid
xlabel('Frequency (GHz)')
ylabel('Specific Attenuation (dB/km)')

入力引数

R — 信号のパス長 (メートル単位)

正の実数値スカラー | M 行 1 列の非負の実数値ベクトル | 1 行 M 列の非負の実数値ベクトル

信号のパス長 (メートル単位)。非負の実数値のスカラーあるいは M 行 1 列または 1 行 M 列ベクトルとして指定します。合計の減衰は、特定の減衰にパス長をかけたものです。

例: [1300.0,1400.0]

freq — 信号周波数 (Hz 単位)

正の実数値スカラー | N 行 1 列の非負の実数値列ベクトル | 1 行 N 列の非負の実数値行ベクトル

信号の周波数 (Hz 単位)。正の実数値スカラーあるいは N 行 1 列の非負の実数値ベクトルまたは 1 行 N 列の非負の実数値ベクトルとして指定します。周波数は 10-1000 GHz の範囲でなければなりません。

例: [14.0e9,15.0e9]

T — 周囲温度 (°C 単位)

実数値のスカラー

霧または雲の中の周囲温度 (°C 単位)。実数値のスカラーとして指定します。

例: -10.0

den — 液状水分の密度 (g/m³ 単位)

非負の実数値スカラー

液状水分の密度。非負の実数値スカラーとして指定します。霧の中において、液状水分の密度の一般的な値は、中程度の霧の場合は約 0.05 g/m³、濃い霧の場合は約 0.5 g/m³ です。中程度の霧の場合、視界は約 300 m です。濃い霧の場合、視界は約 50 m です。積雲における液状水分の密度は、通常 0.5 g/m³ です。

例: 0.01

出力引数

L — 信号の減衰 (dB 単位)

実数値の M 行 N 列の行列

信号の減衰 (dB 単位)。実数値の M 行 N 列の行列として返されます。各行列の行は、異なるパスを表します。ここで、M はパスの数です。各列は、異なる周波数を表します。ここで、N は周波数の数です。

詳細

霧および雲による減衰モデル

このモデルは、霧または雲を通って伝播する信号の減衰を計算します。

霧および雲による減衰は同じ大気現象によるものです。ITU モデル Recommendation ITU-R P.840-6: Attenuation due to clouds and fog を使用します。このモデルは、信号の特定の減衰 (キロメートルごとの減衰) を、液状水分の密度、信号周波数、および温度による関数として計算します。このモデルは、偏波の領域にも偏波でない領域にも適用されます。各周波数の特定の減衰に対する式は、次のとおりです。

$${\gamma }_c=K_l\left(f\right)M,$$

ここで、M は、液状水分の密度 (gm/m³) です。K_l(f) の量は、特定の減衰係数であり、周波数によって決まります。雲および霧の減衰モデルは、1–1000 GHz の周波数に対して有効です。特定の減衰係数の単位は、(dB/km)/(g/m³) です。

パスに沿った狭帯域信号の合計の減衰を計算するために、関数はパス長 R を特定の減衰にかけます。合計の減衰は、L_c = Rγ_c となります。この減衰モデルは、広帯域信号にも適用できます。最初に、広帯域信号を周波数サブバンドに分割し、各サブバンドに狭帯域の減衰を適用します。次に、すべての減衰したサブバンド信号を足して、合計の減衰した信号を算出します。

参照

[1] Radiocommunication Sector of International Telecommunication Union. Recommendation ITU-R P.840-6: Attenuation due to clouds and fog. 2013.

拡張機能

C/C++ コード生成

MATLAB® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

使用上の注意および制限:

可変サイズ入力はサポートしません。

バージョン履歴

R2017b で導入

参考

fspl | rainpl | gaspl