Friis公式\弗林斯传输公式
在这个页面中,我们介绍天线理论中最重要的方程之一:弗林斯传输方程。弗林斯传输公式是用来计算功率的:从一个天线接收到第二个天线。假设第一天线的天线增益等于GtG_tGt ,第二天线的天线增益等于GrG_rGr。假设天线隔开一段距离的ddd。频率为fff,波长为λ\lambdaλ。根据弗林斯传输公式,我们可以计算出第二天线的接收功率Pr(瓦)P_r(瓦)Pr(瓦),假设第一天线传输Pt(瓦)P_t(瓦)Pt(瓦)。
弗林斯传输公式推导
考虑两个在自由空间的天线(附近没有障碍物),天线之间距离ddd米,

假设传递到接收天线的功率等于:PrP_rPr,假设发射天线是全方位的,没有损失,则有:
p=Pt4πd2p=\frac{P_t}{4\pi d^2}p=4πd2Pt
如果发射天线在有接收天线的方向的增益为GtG_tGt,那么上述电源方程变为:p=Pt4πd2Gtp=\frac{P_t}{4\pi d^2}G_tp=4πd2PtGt
假设接收天线的有效孔径AeA_eAe,则接收天线功率为:Pr=Pt4πd2GtAeP_r=\frac{P_t}{4\pi d^2}G_tA_ePr=4πd2PtGtAe
由于任何天线的有效孔径也可以表示为:Ae=λ24πGA_e=\frac{\lambda^2}{4\pi}GAe=4πλ2G
所以接收功率可写成:Pr=PtGtGrλ2(4πd)2P_r=\frac{P_tG_tG_r\lambda^2}{(4\pi d)^2}Pr=(4πd)2PtGtGrλ2
弗林斯公式用于计算自由空间路径损耗,是一个基本天线理论方程。
弗林斯传输方程的另一种有用的形式是:Pr=PtGtGrc2(4πdf)2(λ=cf)P_r=\frac{P_tG_tG_rc^2}{(4\pi df)^2} (\lambda=\frac{c}{f})Pr=(4πdf)2PtGtGrc2(λ=fc)
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