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Service
Freiraumdämpfung
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Erläuterung:
Unter der Freiraumdämpfung (engl. Free Space Path Loss) versteht man die Reduzierung der Leistungsdichte bei der Ausbreitung elektromagnetischer Wellen im freien Raum (Vakuum) ohne weitere Störeinflüsse durch Dämpfung (Luft, andere Gase oder auch Hindernisse) oder Reflexionen. Oder anders ausgedrückt, der Pfadverlust beschreibt den Verlust an elektromagnetischer Leistung zwischen einem Sender und Empfänger.
In der Theorie wird von einem isotropen Kugelstrahler ausgegangen, also einem Strahler der gleichmäßig und verlustfrei in alle Richtungen in den Raum abstrahlt. Daraus folgt, das die abgestrahlte Energie gleichmäßig in den Raum verteilt wird und somit an jedem beliebigen Punkt mit gleicher Entfernung zum Strahler gleich groß ist. So bilden sich Kugeln mit gleicher Leistungsdichte um den Strahler. Je größer der Abstand zum Strahler wird, desto mehr verteilt sich die Energie auf eine immer größer werdende Fläche. Hierbei ist der Verlust durch die Freiraumdämpfung proportional zu dem Quadrat der Entfernung zwischen Sender und Empfänger und zu dem Quadrat der verwendeten Frequenz.
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oder vereinfacht, nach Lambda aufgelöst: |  |
| wobei 'd' für die Entfernung in Metern und 'λ' für die Wellenlänge steht | ||
Diese Abhängigkeit der Empfangsenergie von der Entfernung kann als Dämfung begriffen werden - die Freiraumdämpfung. Ein beliebter Weg die Freiraumdämpfung anzugeben ist in dB. Hierzu gilt die folgende Formel
wobei 'd' für die Entfernung in Metern, 'f' für die Frequenz in Hertz und 'c' für die Ausbreitungsgeschwindigkeit, in unserem Fall hier also Lichtgeschwindigkeit (= 299.792.458m/Sek. ≈ 300.000km/Sek., entspricht 3*108m/Sek.) steht. Die Angabe 'lg' entspricht der Schreibweise log10 (Logarithmus zur Basis 10).
Da der letzte Teil der Formel einen konstanten Wert liefert, können Sie diese auch vereinfacht wie folgt anwenden
Anmerkung:
Bitte beachten Sie, dass in der Realität z. B. durch Luftfeuchtigkeit - aber auch anderer Faktoren - die Dämpfung zwischen Sender und Empfänger meist höher ausfällt, es sei denn Sie betreiben einen Funkverbindung zwischen zwei Raumschiffen im Weltall. Die nach obiger Formel berechnete Freiraumdämpfung ist die Dämpfung, die auch unter Idealbedingungen nicht unterschritten werden kann.