Bandas de ondas de telefonía móvil y atenuación de la señal

Conocemos las frecuencias bajas. (800 Mhz) son los preferidos para las zonas rurales porque viajan grandes distancias. Entonces, ¿por qué las ondas em (de los teléfonos móviles) con frecuencias más bajas viajan mayores distancias que las ondas em con frecuencias más altas, aunque estas últimas tienen mayor energía? ¿Está esto relacionado con la dispersión de Rayleigh como la luz azul del sol se dispersa más y se atenúa en la atmósfera?

La dispersión es un buen punto, pero no en los átomos de la atmósfera como en el ejemplo del cielo azul. Las áreas urbanas tienen una alta concentración de perturbaciones metálicas. Es más probable que ese sea el problema.

Respuestas (2)

La pérdida de trayectoria en el espacio libre (FSPL) se produce en el vacío o en el aire con una pérdida f² inversa debido a que la apertura de la antena, el área efectiva o el área de la sección transversal de recepción se reducen con la frecuencia.

En cualquier punto, un haz de ondas de radio tiene una irradiancia o densidad de flujo de potencia, PFD, que depende de 1 λ 2 para el área inversa en 1 metro 2 .

Notas al margen

Este efecto de apertura se produce tanto en la antena transmisora ​​como en la receptora y se convierte en parte de los cálculos de pérdida de trayecto de Friis simplemente como una pérdida dependiente de la frecuencia con ganancias definidas para cada antena.

Las antenas parabólicas pueden superar algo de esto con un área más grande, pero los errores de precisión de la forma parabólica disminuyen los rendimientos de la ganancia con múltiples longitudes de onda.

Entonces, entiendo que la distancia disminuye la distribución de energía por área de superficie, pero no entiendo la relación de frecuencia o la parte de Friis Path Loss. Los tamaños de las antenas son proporcionales a las longitudes de onda o frecuencias, entonces, ¿qué hace la diferencia?
La longitud de onda más pequeña tiene una apertura más pequeña y, por lo tanto, una densidad de flujo más pequeña por unidad de área. F = C / λ Friis Loss que puede buscar es cómo se calculan las pérdidas del sistema simplemente incluyendo FSPL
Entonces, en realidad, la razón principal no es ninguna de esas. Es esa atenuación más allá del 1 / r 2 términos, dados los mismos tamaños de antena, depende en gran medida de la absorción adicional, la dispersión y otros efectos electromagnéticos del terreno, la vegetación y las estructuras hechas por el hombre. Y todos ellos tienden a bloquear las frecuencias más altas y permiten el paso de las frecuencias más bajas porque rodeará los objetos, la difracción, mucho más. Es por eso que las frecuencias más bajas como 700 MHz se pueden ver sin una línea de luz directa, mientras que 3 GHz o 5 GHz necesitan LOS directos. Ver cualquier libro de comunicaciones inalámbricas.
Ninguna de las cosas que mencionas está relacionada con FSPL, son pérdidas adicionales
Por lo tanto, una longitud de onda más pequeña requiere una apertura de antena más pequeña que recibirá menos potencia. Entonces, ¿podríamos mejorar la potencia haciendo una antena más grande para la misma frecuencia?
Son la verdadera razón por la que las frecuencias más bajas son mejores para la propagación de mayor alcance en entornos REALMENTE terrestres. La FSPL es muy irrelevante en esos entornos. Y los cálculos simplistas con FSPL son demasiado triviales para que la física les dedique tiempo. si desea hacer esta pregunta, hágalo donde corresponda, en un sitio de ingeniería o EE. He hecho física y EE y es vergonzoso.
Bob, no te preocupes por tu torre móvil tipo loft. Es una pregunta de novato sobre física EM (en el mejor de los casos), no una aplicación real con Ricean Fading y reflejos de hojas. Expliqué claramente por qué ocurre el fenómeno y también expliqué que las antenas más grandes tienen rendimientos decrecientes. El error geométrico aumenta con el tamaño y la ganancia, por lo que 20 dB necesita una precisión de curvatura superior al 0,01 %. Más que esto es muy caro. (Las antenas de Andrews.com cuestan $ xx k) y no es práctico porque generalmente se necesita una antena omnidireccional para las estaciones base móviles y las costosas antenas de alta ganancia de matriz horizontal ya se utilizan.

Las ondas de baja frecuencia sufren menos de difracción, por las características geográficas, lo que implica que sufren menos distorsión desde la antena celular hasta su teléfono.

Otra razón es que las bajas frecuencias son menos atenuadas y absorbidas a largas distancias que las ondas de mayor frecuencia.

Whalesong es un ejemplo natural de un fenómeno similar, así como el hecho de que la comunicación con submarinos militares sumergidos utiliza bajas frecuencias, siendo la desventaja aquí una tasa lenta de intercambio de información.

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