距离衰减计算器
利用平方反比定律,估算点源的强度降低和距离损失。
计算距离衰减
比较无遮挡点源在两个距离处的强度。
关于距离衰减
距离衰减描述理想点源的能量向外传播时如何扩散。在自由空间中,相同的发射功率分布在不断增大的球面上。由于球面积与半径的平方成正比,强度按平方反比定律降低。本计算器使用 I2 = I1 × (d1 / d2)²,其中 I1 是参考距离 d1 处测得的强度,I2 是目标距离 d2 处的预测强度。它还以 20 × log10(d2 / d1) 将相应距离比表示为分贝衰减。
距离加倍时,强度降为原来的四分之一,衰减约为 6.0206 分贝。距离变为三倍时,强度降为九分之一,衰减约为 9.5424 分贝。向源靠近会得到负损失值,表示相对于参考位置的增益。距离的分贝表达式使用二十作为系数,因为场幅度与距离成反比,而功率强度与幅度平方成正比。等价的功率比计算 10 × log10(I1 / I2) 会得到相同结果。
该模型适用于在无遮挡三维空间中均匀辐射的各向同性源。常见示例包括:当观察距离远大于源尺寸时,对声音、光、无线电和辐射强度进行近似估算。实际发射器和扬声器具有方向性,近距离测量可能处于简单定律不适用的近场。墙壁、地形、反射、吸收、散射、大气效应及天线增益均会改变实际测量结果。
两个距离输入应使用相同的长度单位;界面以米显示以便理解,但任何一致的单位都会得到相同的比值。初始强度必须是所填参考距离处的值,而不是源的总功率。本计算器只考虑几何扩散,不包含材料吸收或系统损耗。适用于快速理解链路、声学规划、光学估算及平方反比定律作业核对。对于合规、暴露、通信或安全决策,请使用经过校准的测量,并采用包含源方向图和环境因素的领域专用传播模型。
距离衰减示例
| 参考值 | 目标结果 | 距离变化 |
|---|---|---|
| 10 m 处为 100 W/m²,目标距离 20 m | 25 W/m²; 6.0206 dB | 距离加倍 |
| 5 m 处为 90 W/m²,目标距离 15 m | 10 W/m²; 9.5424 dB | 距离变为三倍 |
| 8 m 处为 16 W/m²,目标距离 4 m | 64 W/m²; -6.0206 dB | 距离减半 |
如何计算衰减
- 输入参考位置测得或已知的强度。
- 输入距点源的参考距离,必须大于零。
- 使用相同单位输入大于零的目标距离。
- 点击“计算衰减”,查看目标强度与分贝损失。
常见问题
为什么强度遵循平方反比定律?
理想点源的功率分布在面积与距离平方成正比的球面上,因此单位面积的功率与距离平方成反比。
距离加倍时衰减多少?
强度降为参考值的四分之一。这种几何扩散导致的降低约等于 6.0206 分贝。
为什么分贝结果可能为负?
目标位置比参考位置更靠近源时,衰减为负,表示相对于所选参考位置的强度增益。
是否包含空气或电缆吸收?
不包含。计算仅考虑几何扩散。与频率相关的吸收、电缆损耗、障碍物及设备损耗需另行计入。
公式在靠近源的位置适用吗?
不一定,因为扩展源可能具有复杂的近场。只有源的表现近似点源时,才应使用平方反比模型。