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Cálculo de Atenuación en el Espacio Libre

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perdida en el espacio libre
Distancia:
Frecuencia:
Resultado:

L_{bf} = 92.44 +20log(d_{[Km]})+ 20log(f_{[GHz]}) [dB]

Propagación en el Espacio Libre

La propagación en una atmósfera homogénea (conocida como espacio libre). Se define como una región cuyas propiedades son isotrópicas, homogéneas y sin pérdidas; es decir, lejos de las influencias de la atmósfera de la Tierra (Lehpamer, 2010).

Pérdida en el Espacio Libre

La pérdida de energía entre dos antenas isotropicas al atravezar una atmosfera homogena  se llama pérdida de espacio libre (Manning, 2009).

El modelo de pérdida por trayectoria en el espacio libre es usado para predecir la intensidad del nivel de recepción cuando el transmisor y receptor tienen una trayectoria de línea de vista clara, sin obstrucciones entre ellos.

La atenuación en espacio libre es directamente proporcional al cuadrado de la distancia y la frecuencia, la pérdida por espacio libre representa la mayor parte de la atenuación total causada por efectos de propagación de la onda electromagnética.

De acuerdo a la recomendación ITU P.525, cuando se trata de un enlace punto a punto, es preferible calcular la perdida de espacio libre considerando dos antenas isótropas, denominada también pérdida básica de transmisión en el espacio libre (ITU, 2016), esto se calcula de la siguiente manera:

L_{bf} = 20log(\frac{4\pi *d}{\lambda }) = 20log(\frac{4\pi *d*f}{c}) [dB]

donde: perdidas espacio libre

Lbf : pérdida básica de transmisión en el espacio libre (dB)
d : distancia
λ : longitud de onda
c : velocidad de la luz
d y λ se expresan en las mismas unidades.

Es muy importante notar que el modelo de pérdida por espacio libre es válido solo para antenas cuyas distancias están en el campo lejano de transmisión. La pérdida por espacio libre siempre está presente y depende de la distancia y frecuencia.

La pérdida por espacio libre entre dos antenas isotrópicas se deriva de la relación entre la potencia total desde el transmisor y la potencia recibida en el receptor (Manning, 2009). Después de convertir las unidades de frecuencia y expresarlo en la forma logarítmica (decibel), la ecuación se transforma en:

L_{bf} = 32.4 + 20log(f)+20log(d) [dB]

donde: perdidas espacio libre

f : frecuencia (MHz)
d : distancia (km).

Referencias:

  • Lehpamer, H. (2010). Microwave transmission networks: planning, design, and deployment. New York: McGraw-Hill.
  • Manning, T. (2009). Microwave radio transmission design guide. Boston: Artech House.
  • ITU (2016). Calculation of free-space attenuation. Recuperado de https://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/p/R-REC-P.525-3-201611-I!!PDF-E.pdf