Калькулятор затухания с расстоянием

Оцените снижение интенсивности и потери с расстоянием для точечного источника по закону обратных квадратов.

Расчет затухания с расстоянием
Сравните интенсивность на двух расстояниях от точечного источника без препятствий.

О затухании с расстоянием

Затухание с расстоянием описывает, как энергия идеального точечного источника распределяется при распространении наружу. В свободном пространстве одна и та же излучаемая мощность приходится на поверхность все большей сферы. Поскольку площадь сферы растет пропорционально квадрату радиуса, интенсивность уменьшается по закону обратных квадратов. Калькулятор применяет I2 = I1 × (d1 / d2)², где I1 — интенсивность, измеренная на опорном расстоянии d1, а I2 — прогноз на целевом расстоянии d2. Соответствующее отношение расстояний также выражается в децибелах как 20 × log10(d2 / d1). При удвоении расстояния интенсивность составляет четверть исходной, а затухание — примерно 6.0206 децибела. При утроении интенсивность составляет одну девятую, затухание — около 9.5424 децибела. Приближение дает отрицательные потери, то есть усиление относительно опорной точки. В выражении для расстояния используется множитель двадцать, поскольку амплитуда поля обратно пропорциональна расстоянию, а интенсивность мощности пропорциональна квадрату амплитуды. Эквивалентный расчет отношения мощностей 10 × log10(I1 / I2) дает тот же результат. Модель подходит для изотропного источника, равномерно излучающего в трехмерном пространстве без препятствий. Типичные примеры — приближенные оценки интенсивности звука, света, радиоволн и излучения при расстояниях, больших по сравнению с размерами источника. Реальные передатчики и динамики направленны, а близкие измерения могут попадать в ближнее поле, где простой закон не действует. Стены, рельеф, отражения, поглощение, рассеяние, атмосферные эффекты и усиление антенн способны менять реальные значения. Используйте одинаковые единицы длины для обоих расстояний. Для ясности указаны метры, но любая общая единица даст то же отношение. Начальная интенсивность должна соответствовать указанному опорному расстоянию, а не общей мощности источника. Калькулятор учитывает только геометрическое расхождение, без поглощения в материале и системных потерь. Он полезен для быстрого понимания линий связи, акустического планирования, оптических оценок и проверки задач на закон обратных квадратов. Для решений о соответствии нормам, облучении, связи или безопасности используйте калиброванные измерения и профильную модель распространения с учетом диаграммы источника и среды.

Примеры затухания с расстоянием

Опорные значенияЦелевой результатИзменение расстояния
100 W/m² на 10 m, цель 20 m25 W/m²; 6.0206 dBРасстояние удвоено
90 W/m² на 5 m, цель 15 m10 W/m²; 9.5424 dBРасстояние утроено
16 W/m² на 8 m, цель 4 m64 W/m²; -6.0206 dBРасстояние уменьшено вдвое

Как рассчитать затухание

  1. Введите измеренную или известную интенсивность в опорной точке.
  2. Введите положительное опорное расстояние от точечного источника.
  3. Введите положительное целевое расстояние в той же единице.
  4. Нажмите «Рассчитать затухание», чтобы увидеть целевую интенсивность и потери в децибелах.

Частые вопросы

Почему интенсивность подчиняется закону обратных квадратов?

Мощность идеального точечного источника распределяется по сферической поверхности, пропорциональной квадрату расстояния. Поэтому мощность на единицу площади уменьшается обратно пропорционально этому квадрату.

Какое затухание возникает при удвоении расстояния?

Интенсивность падает до четверти опорного значения. Такое геометрическое снижение соответствует примерно 6.0206 децибела.

Почему результат в децибелах бывает отрицательным?

Отрицательное затухание возникает, если цель ближе к источнику, чем опорная точка. Оно означает рост интенсивности относительно выбранной опоры.

Учитывается ли поглощение в воздухе или кабеле?

Нет, расчет включает только геометрическое расхождение. Частотно-зависимое поглощение, потери в кабеле, препятствия и потери оборудования добавляйте отдельно.

Работает ли формула вблизи источника?

Не всегда: протяженный источник может иметь сложное ближнее поле. Используйте закон обратных квадратов только там, где источник можно приближенно считать точечным.