为什么雷达和卫星的信号频率那么高？

codec

如题，我们都知道，射频信号功率越高，空间传输的衰减就越大。比如家里的路由器，5G的信号关个厕所门就没有了，而2.4G就还能用。但是好像卫星雷达的射频工作频率都是几十个G！！ 难道它们不怕信号衰减么？求大神来解答下，谢谢！
& H6 n7 y  \: [/ s

rflion

有点意思，电离层是啥？求解释

汪洋大海

   1.3.6   天线增益的若干近似计算式
; f  M$ r  D/ z2 ~  A7 f         1）天线主瓣宽度越窄，增益越高。对于一般天线，可用下式估算其增益：
' @& L; G+ W5 n7 r               G（  dBi  ） =   10 Lg { 32000  / （ 2θ3dB,E ×2θ3dB,H ）}
             式中， 2θ3dB,E 与 2θ3dB,H  分别为天线在两个主平面上的波瓣宽度；
. q5 l: j" C3 F( m7 K                          32000 是统计出来的经验数据。
. M/ m/ `0 r5 f% E! M7 o        2）对于抛物面天线，可用下式近似计算其增益：
               G（  dB i ） =   10 Lg { 4.5 × （ D / λ0 ）2}
             式中，  D 为抛物面直径；
4 c& S. {$ @0 \% p; U, U                           λ0 为中心工作波长；
                          4.5 是统计出来的经验数据。
9 G( o9 L- \! t) I5 z: q        3）对于直立全向天线，有近似计算式
               G（ dBi ） =   10 Lg { 2 L / λ0 }
1 K$ }, Q0 I& w* L             式中，  L 为天线长度；
                           λ0 为中心工作波长；
9 a1 K: S6 P4 Z

从无到有

首先计算自由空间衰减
4 O: Q. R. w; V% ~9 r8 d由于是GHz 频率，所以代入公式 L = 92.4 + 20lg（F）+20lg（D）单位为dB
                 设卫星和地面的距离D=36000km
分别计算出   3GHz的空间衰减 L3 = 92.4 + 9.5 + 91.1 = 193
                  30GHz的空间衰减 L30 = 92.4 + 29.5 + 91.1 = 213


然后计算发射和接收天线的增益
$ Y! y. Z/ ?$ K3 q) f6 M9 P" r/ N抛物面天线的计算公式为 G（  dB i ） =   10 Lg [4.5 × （ D / λ0 ）2] 单位为dBi
分别计算出  3GHz的天线增益为 Gt3 = Gr3 = 10 lg [4.5 x (10/0.1) 2] = 46.5
6 c: ^1 F; V: p! F1 S                 30GHz的天线增益为 Gt30 = Gr30 = 10 lg [4.5 x (10/0.01) 2] = 66.5
, u/ I4 _* A; h6 ~/ z( J% D
( y4 _$ o" @2 h$ b/ z
! b  S/ X5 n1 e! u2 T1 L! _最后计算实际的链路功率
" j- V% @9 _/ \- G0 V& g接收机实际接收到功率，代入公式 Pr=Pt+Gt-L+Gr， 发射功率Pt = 100W=50dBm
: H! N6 r& X  X) A( ]则可以分别计算出 3GHz 接收机接收到信号功率 Pr3 = 50dBm + 46.5 - 193 + 46.5 = -50dBm
1 D+ \/ l% F$ q. K  k                          30GHz 接收机 接收到信号功率Pr30 = 50dBm + 66.5 - 213 + 66.5 =-30dBm

4 Y7 J: L: [1 B0 e0 {; d
6 {$ ?1 Y' k- h' N5 K: l嗯，确实同等条件下，更高频率的通信链路效率更高啊。

xiaolailai

sofa sofa sofa

从无到有

这个问题，其实挺深的，我也是一知半解的。有一点可以明确的是，高频信号容易穿透大气电离层。

我能行

个人愚见
$ o+ [+ @( `# A$ m  _; f1.高频率损耗大，辐射范围小，所以干扰也小。2.雷达要求实时性高，频率高了实时性就好点。

codec

我能行 发表于 2019-2-27 16:55
个人愚见
7 \  |4 V) S) E1.高频率损耗大，辐射范围小，所以干扰也小。2.雷达要求实时性高，频率高了实时性就好点。

不对啊，辐射范围小，雷达动不动就是几十上百公里的

汪洋大海

这个话题挺有意思， 大家一起来聊聊：
* A0 z3 ]# u6 B4 C. T) _7 M. U首先有些概念要清晰， 有些概念要避免混淆

我能行

辐射范围小，是其他情况同样的情况下，高频肯定比低频辐射范围小了

汪洋大海

要清晰的概念：
8 @; T: C9 L) w& @6 E+ q2 ~% J0 f; C无线电波 在自由空间的衰减 和频率的关系
! V; D1 U9 Q4 H- ?, c8 j+ v1 p' k真实系统 接收信号强度 和 频率的关系， 这个时候要考虑考虑同等面积下，不同频率的天线增益是不一样的，

避免混淆的概念：
关门就收不到高频信号 这个现象 说明的是不同频率的微波信号 遇 障碍物的衰落特性，这个和无障碍物的自由空间衰落是不同的概念。
" A& f: \) t) j7 W/ i0 _. j& |
再多一个：
2 H* ]. X  H, K" H* _2 O射频信号，只是个辛苦的搬运工， 这个搬运工能搬运的信号带宽和载波频率的关系，  一条条讲清楚，我们就可以讨论清楚这个问题了。
. y* Y, Z' o0 Y

liangyw_015

这个是由频率决定的，频率越高波长越短，短波是唯一不受网络枢钮和有源中继体制约的远程通信手段，一但发生战争或灾害，各种通信网络都可能受到破坏，卫星也可能受到攻击。无论哪种通信方式，其抗毁能力和自主通信能力与短波无可相比；
其次在山区、戈壁、海洋等地区，超短波覆盖不到，主要依靠短波；

从无到有

liangyw_015 发表于 2019-2-27 17:38
这个是由频率决定的，频率越高波长越短，短波是唯一不受网络枢钮和有源中继体制约的远程通信手段，一但发生 ...

. X' s, n4 p% H9 \+ D4 I2 _9 C楼上说的是短波，和我们讨论的微波不是一个波段的。
+ ?; {8 S; D. x# h4 L+ A- Z

从无到有

rflion 发表于 2019-2-27 15:46
有点意思，电离层是啥？求解释

5 K; Q- }5 }" |# O7 T- n$ \电离层是地球大气中的等离子层，怎么形成的我不清楚~

5 w7 O: E- }. v0 C" U6 F电离层有个特点，长波、中波会被电离层吸收，短波会被电离层反射，高频微波则可以直接穿透电离层。
6 J: d! q5 T% b' V" b0 r% C

codec

4 R. D& k& T; P# Y* l4 W等大神解答问题

rflion

从无到有 发表于 2019-2-27 17:46
- o. W; j2 w, ?; m  L电离层是地球大气中的等离子层，怎么形成的我不清楚~
) Y( V' z: c8 X2 M! U1 g" W
3 V0 ?& Z2 R7 k% h2 J6 F电离层有个特点，长波、中波会被电离层吸收，短 ...

& v; a  x6 i: V( w谢谢解答，学习了
. o/ F2 M$ \. j" W) r3 I

odayle

这么热闹，来围观下。版主又在卖关子了~