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！

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
0 Z' P. J8 c5 x" M         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：
: V$ x  f. @# T, Y               G（  dBi  ） =   10 Lg { 32000  / （ 2θ3dB,E ×2θ3dB,H ）}
8 I2 t+ K8 }% y5 F             式中， 2θ3dB,E 与 2θ3dB,H  分别为天线在两个主平面上的波瓣宽度；
                          32000 是统计出来的经验数据。
        2）对于抛物面天线，可用下式近似计算其增益：
# m9 d2 Y0 C8 i& U, m+ k0 v               G（  dB i ） =   10 Lg { 4.5 × （ D / λ0 ）2}
             式中，  D 为抛物面直径；
: ^( z9 J4 r  ^$ A. F& J7 s                           λ0 为中心工作波长；
                          4.5 是统计出来的经验数据。
# T/ \# o- _# Q2 J' f        3）对于直立全向天线，有近似计算式
               G（ dBi ） =   10 Lg { 2 L / λ0 }
             式中，  L 为天线长度；
                           λ0 为中心工作波长；

从无到有

! g" b: f+ N3 T" _首先计算自由空间衰减
- m" B3 X" z! i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


' A  S; Q' f* _- [然后计算发射和接收天线的增益
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
  G- G9 U! Y9 N5 m1 Z" k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
9 |! f, o0 ?& }; @' b                 30GHz的天线增益为 Gt30 = Gr30 = 10 lg [4.5 x (10/0.01) 2] = 66.5

4 h5 z! J7 V, \# E( n4 ^
% B. ?, a& ?: y/ z最后计算实际的链路功率
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
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
3 n: J! D# s$ v, Z. q                          30GHz 接收机 接收到信号功率Pr30 = 50dBm + 66.5 - 213 + 66.5 =-30dBm

' Q6 ^* w( [9 {' Y
% `8 K/ o- C$ G) [8 V( F2 d# l嗯，确实同等条件下，更高频率的通信链路效率更高啊。
- s) R8 m7 L- u6 P: O5 h& X

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
1.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
9 {' k, k! i6 i9 _* P( r6 d5 G- D1.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。

0 M3 Q# R) T9 _/ g不对啊，辐射范围小，雷达动不动就是几十上百公里的
! j! D* q+ ?+ ^* }" l# M# q

汪洋大海

这个话题挺有意思， 大家一起来聊聊：
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：
无线电波 在自由空间的衰减 和频率的关系
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。

; _7 O" c2 v9 S# y/ h5 e$ ^再多一个：
% i' @: i0 [7 {! q( J# _- m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。

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；
$ i  K$ N5 F( [, S/ c$ j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
% W6 W& f  d9 Z( Z# p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 ...

楼上说的是短波，和我们讨论的微波不是一个波段的。
; p& a* f, R- G$ B, T

从无到有

rflion 发表于 2019-2-27 15:46
$ `5 x2 u% u6 r/ }/ P8 J有点意思，电离层是啥？求解释

7 O# D) g- B9 v& c1 k9 Q: s电离层是地球大气中的等离子层，怎么形成的我不清楚~

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。

codec

等大神解答问题

rflion

从无到有 发表于 2019-2-27 17:46
9 n' z. H7 l0 b2 R! F# B3 [$ e电离层是地球大气中的等离子层，怎么形成的我不清楚~

电离层有个特点，长波、中波会被电离层吸收，短 ...

谢谢解答，学习了

odayle

这么热闹，来围观下。版主又在卖关子了~