¿Por qué la NASA usa frecuencias más altas a pesar de que tienen peor pérdida de trayectoria en el espacio libre (FSPL)?

La dependencia de la longitud de onda de la definición de pérdida de trayectoria en el espacio libre (FSPL) es un artefacto de la forma en que se define la ganancia de la antena del receptor en el mismo cálculo del presupuesto del enlace. Se hace referencia a una antena isotrópica ideal con un área de recepción de aproximadamente 1 longitud de onda cuadrada, que para alta frecuencia se vuelve muy pequeña. Si los hace juntos (ganancia de transmisión, pérdida de ruta, ganancia de recepción), verá que la frecuencia más alta gana porque la ganancia de la antena de transmisión aumenta, y la combinación del FSPL y la antena de recepción siguen siendo las mismas.

Entonces, la razón por la que se usan frecuencias más altas es porque el presupuesto total del enlace es mejor.

No puede simplemente tomar el FSPL e ignorar los otros términos en el presupuesto, no tendrá sentido debido a la forma en que se definen las cosas.

Puede ver ejemplos reales de presupuestos de enlaces en esta respuesta (breve) y en esta respuesta (más larga) y en esta pregunta . Usted puede encontrar este interesante también.

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De aquí"

Presupuesto de enlace

De esta respuesta que es de esta respuesta :

$$P_{RX} = P_{TX} + G_{TX} - L_{FS} + G_{RX}$$

• $P_{RX}$: energía recibida por la nave espacial
• $P_{TX}$: potencia transmitida por reloj de pulsera
• $G_{TX}$: Ganancia de la antena transmisora ​​del reloj de pulsera (en comparación con isotrópica)
• $L_{FS}$: Pérdida de espacio libre, lo que solemos llamar$1/r^2$
• $G_{RX}$: Ganancia de la antena receptora de la nave espacial (en comparación con isotrópica)

$$G \sim 20 \times \log_{10}\left( \frac{\pi d}{\lambda} \right)$$

$$L_{FS} = 20 \times \log_{10}\left( 4 \pi \frac{R}{\lambda} \right).$$

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$$P_{RX} - P_{TX} = G_{TX} - L_{FS} + G_{RX}$$

Cambio de dB a escala lineal:

$$\frac{P_{RX}}{P_{TX}} = \frac{G_{TX}G_{RX}}{L_{FS}} = \frac{\pi^4 d_{RX}^2 d_{TX}^2}{\lambda^4}\frac{\lambda^2}{16 \pi^2 R^2} = \frac{\pi^2 d_{RX}^2 d_{TX}^2}{\lambda^2}\frac{1}{4^2 R^2} = \frac{\pi^2 d_{RX}^2 d_{TX}^2}{4 \lambda^2 R^2}$$

Entonces, la fracción de la potencia transmitida que se recibe depende de$\lambda^{-2}$; mejora a medida que aumenta la frecuencia y disminuye la longitud de onda.