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
# K" A" e1 g, a# U- 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：
               G（  dBi  ） =   10 Lg { 32000  / （ 2θ3dB,E ×2θ3dB,H ）}
: [3 Z2 Q1 z9 n; A0 ?5 r             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：
               G（  dB i ） =   10 Lg { 4.5 × （ D / λ0 ）2}
' E. g4 F+ E& V7 N             式中，  D 为抛物面直径；
                           λ0 为中心工作波长；
                          4.5 是统计出来的经验数据。
" ?2 B2 H5 t5 o" \1 q" Y2 K        3）对于直立全向天线，有近似计算式
               G（ dBi ） =   10 Lg { 2 L / λ0 }
( Z( c7 x$ y- }" \7 \" }             式中，  L 为天线长度；
                           λ0 为中心工作波长；

从无到有

+ L. ^, L. V' e首先计算自由空间衰减
  z1 j; p- [8 t7 g4 w% f- `由于是GHz 频率，所以代入公式 L = 92.4 + 20lg（F）+20lg（D）单位为dB
: }# x3 V( {! O/ E                 设卫星和地面的距离D=36000km
3 S. W% Q! I8 }: E* d% c  V3 ^6 k2 M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
2 ]. p$ P+ ^0 b. |! b, |- A
# C; f" F& j' Q* d6 s( w2 s" b
然后计算发射和接收天线的增益
$ @- T* T3 [2 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
: ]" ^2 p' t/ I" a                 30GHz的天线增益为 Gt30 = Gr30 = 10 lg [4.5 x (10/0.01) 2] = 66.5
* a7 K9 Y9 Y0 b6 j( v" K

. }5 k0 G3 n' U1 a% k最后计算实际的链路功率
, |- J4 n5 y) m) r4 G6 _0 x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
                          30GHz 接收机 接收到信号功率Pr30 = 50dBm + 66.5 - 213 + 66.5 =-30dBm
! v6 j  F' {( j! R; m
+ ^& {  u- X. \5 C% s- D/ Q
. O, E( e  k7 @  K4 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
+ }9 F: p/ M) X% F* ^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
$ \1 y5 _. F- R! t个人愚见
( |: V4 @8 b5 g9 P* g4 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。

, S6 B8 ]: a$ u2 A1 S9 f; a: G不对啊，辐射范围小，雷达动不动就是几十上百公里的
  ~( l) h$ ?6 r$ p2 i. A9 x# k1 c! t

汪洋大海

这个话题挺有意思， 大家一起来聊聊：
9 N( p% _/ i8 k9 r) J, [4 _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
' x: `/ B+ ]" R+ ]% g2 L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，

4 q9 t0 A  b8 s% E0 J避免混淆的概念：
9 p/ u6 u$ k; E% p# u: T. Q  g' J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。

再多一个：
: K6 o+ U- b. m$ w8 K3 r. J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；
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 ...

  T5 B8 p3 T% q; q( L6 L1 D6 l( g楼上说的是短波，和我们讨论的微波不是一个波段的。

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

电离层是地球大气中的等离子层，怎么形成的我不清楚~

+ o3 q+ ~# X% k% f, N5 Q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

2 l$ I7 \" A  w2 [% Y/ l* r- g6 c3 j
等大神解答问题

rflion

从无到有 发表于 2019-2-27 17:46
+ E8 [3 i% p$ L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 ...

8 [# A8 i% }! o& ]! N! D, s谢谢解答，学习了
# P. _0 L% \1 q+ [: x' u. p# f

odayle

这么热闹，来围观下。版主又在卖关子了~