1. Загасання чи ослаблення сигналів

Загасання (ослаблення, attenuation) визначається як відносне зменшення амплітуди або потужності при передачі по лінії сигналу визначеної частоти. Часто при експлуатації лінії заздалегідь відома основна частота переданого сигналу, тобто та частота, гармоніка якої має найбільшу амплітуду і потужність, та середовище поширення цих сигналів. Тому досить знати загасання у цьому середовищі на цій частоті, щоб приблизно оцінити викривлення переданих по лінії сигналів. Більш точні оцінки можливі при знанні загасання на декількох частотах, що відповідають декільком основним гармонікам переданого сигналу.

Ослаблення А звичайне виміряється в децибелах (дБ, decibel − dB) і обчислюється з наступної формули:

А = 10 lg(Р_пр/Р_п),

де Р_пр  потужність сигналу на виході лінії, тобто на вході приймача, Р_п  потужність сигналу на вході лінії, тобто на виході передавача.

Оскільки потужність вихідного сигналу лінії без проміжних підсилювачів завжди менше, ніж потужність передавача, загасання завжди є негативною величиною.

Основним чинником, який впливає на ослаблення сигналу, окрім його частоти є середовище розповсюдження та відстань між передавачем та приймачем.

Загасання в радіоканалах

Для визначення загасання в умовах застосування радіоканалів необхідно пригадати про те, яку роль виконують антени передавача і приймача. Антена передавача не тільки випромінює чи приймає радіохвилі, але і концентрує потужність потоку в потрібному напрямі. Ця функція характеризується коефіцієнтом підсилення антени передавача G_aп чи приймача G_aпр відповідно.

Коефіцієнт підсилення антени G_aп залежить від типу приймальної антени, площі антени S_aпр та довжини хвилі радіосигналу λ. Довжину хвилі доводиться враховувати, оскільки на коротшій довжині можна отримати більший коефіцієнт підсилення при тій же площі, хоча здатність перехоплення радіохвилі залишиться тією ж.

Таблиця 1. Коефіцієнт підсилення антен

Тип антени	Коефіцієнт підсилення (Ga)
Дзеркальна1,5х3,5 град	3500
Півхвильовий вібратор	1,5
Чвертьхвильовий вібратор	1

Важливим показником, що впливає на ослаблення сигналу, а отже і на дальності радіозв’язку є щільність потоку потужності  γ. Він показує, яка потужність радіохвилі у ватах доводиться на один квадратний метр поверхні сфери випромінюванні.

2. До виведення рівняння радіозв’язку

Точковий випромінювач випромінює сферичні радіохвилі. На відстані R від нього потужність сигналу передавача в антені Р_п ділиться на всю площу сфери 4πR². Тому на один квадратний метр сфери припаде щільність потоку потужності γ_п = Р_п/(4πR²). Якщо антена має відомий коефіцієнт підсилення G_aп, то щільність потоку збільшиться в стільки ж раз  γ_п = Р_пG_aп/(4πR² ).  

Антена приймача із площею S_aпр перехопить частину потоку і в ній утворюється потужність сигналу, що приймається:

Р_пр= γ_пS_aпр = Р_пG_aпS_aпр/(4πR²).

З урахуванням залежності коефіцієнта підсилення антени від площі антени та довжини хвилі сигналу G_aпр = S_aпр/λ², звідки S_aпр = G_aпр λ², можна розрахувати потужність сигналу, що приймається:

Р_пр =Р_пG_aпS_aпр/(4πR²)= Р_пG_aпG_aпрλ²/(4πR²) (1)

Відношення (1) відоме як рівняння радіозв’язку. По ньому можна розрахувати потужність сигналу на вході приймача приймаючої станції. Із цього рівняння ослаблення для радіоліній А [в разах]:

А = Р_пр/Р_п = G_aпG_aпрλ²/(4πR²),

чи ослаблення в децібеллах:

А = 10 lg[G_aпG_aпрλ²/(4πR²)] (дБ).

Приклад. Розрахуємо потужність сигналу Р_пр для точки приймання (на вході антени базової станції) системи мобільного зв’язку GSM (Global System for Mobile Сommunications – глобальна система рухомого зв’язку – цифровий стандарт для Європи із діапазоном частот 890-960 МГц ( м)). Потужність ручних абонентських радіотелефонів GSM складає Р_п = 100 (250) мВт. Будемо вважати, що коефіцієнти підсилення ненаправлених антен G_aп=G_aпр=1. Тоді для Р_п = 100 мВт для різних відстаней між радіотелефоном і базовою станцією потужність сигналу Р_пр для точки приймання складе:

Д(км)	1	2	4	5	10	20
Рпр (Вт)	56∙10-12	14∙10-12	3,5∙10-12	2,24∙10-12	0,56∙10-12	14∙10-15
Рпр/Рп	56∙10-7	14∙10-7	3,5∙10-7	2,24∙10-7	0,56∙10-7	14∙10-10
А (дБ)	–52	–58	–64	–66	–72	–188