1.自由空間傳播
自由空間是指在理想的、均勻的、各向同性的介質中，電波傳播不發生反射、折射、繞射、散射以及吸收現象，只存在由於電磁波能量在傳輸過程中擴散而引起的傳播損耗。
2.自由空間傳播模型
在自由空間中，設發射功率為 pt，接收功率為pr，那麼：
其中，ar=((λ^2 )*gr)/(4π) ， λ為工作波長，gr與gt分別為發射天線和接收天線增益，d為發射天線與接收天線的距離。
自由空間的傳播損耗l定義為：
當gr=gt=1時，自由空間的傳播損耗可以寫為：
如果用分貝（db）表示，可以寫作：
其中，f（mhz）為工作頻率，d（km）為收發天線之間的距離。
這個式子反映了自由空間中傳輸損耗的計算方法。我們分析它可以得到：自由空間的傳播損耗（也稱為衰減）只與工作頻率f以及傳播距離d有關，且如果它們其中乙個不變化的時候，另乙個增大一倍，則傳輸損耗增加6db。
3.傳播損耗計算
計算：對於自由空間路徑損耗模型，假設載波頻率為f=5ghz，使用全向天線（gr=gt=1），計算距離d變化時傳播損耗的大小。
①理論計算（以1km、2km和10km為例）
由於gr=gt=1，所以：l=32.45+20 lgf+20lgd
當f=5ghz=5×1024mhz，d=1km時，帶入計算得：l1=106.64
當f=5ghz=5×1024mhz，d=2km時，帶入計算得：l2=112.66
當f=5ghz=5×1024mhz，d=10km時，帶入計算得：l3=126.18
② matlab實現
20*((log10(5*1024))+(log10(1)))+32.45
20*((log10(5*1024))+(log10(2)))+32.45
20*((log10(5*1024))+(log10(10))+32.45
注：這裡需要注意log函式的用法： log(x)表示以e為底；lg(x)需要表示為log10(x)。
③ c語言實現
#include#includeint main()
return 0;
}
④結果分析
從上面的結果來看，在載波頻率不變的情況下，傳播損耗l隨著傳輸距離d的增加而增大，並且傳輸距離d每增加一倍，傳輸損耗l就增加6db。無論是理論分析的計算還是matlab或者c語言的計算結果都保持一致。
4.總結
已完成：分析自由空間電波傳播模型，利用c語言和matlab對其損耗進行了數值計算。
下一步：將傳播損耗l與傳輸距離d以及載波頻率f的關係變化趨勢，利用影象表示出來。
遇到的問題：關於引數的選擇：d和f的取值應該取多少，能和實際聯絡起來？
拓展思考：
發射與接收增益是天線本身的設計引數，上面研究的模型是假設使用比較理想的全向天線，可以保證gr=gt=1，從而使計算變得簡單了。
儘管全向天線是很有用的乙個裝置，但是現實生活中我們常用的大多是定向天線，它們具有增益或方向性。如果不使用全向天線，又要考慮什麼問題，能否搭建模型？
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