沒有辦法馬上回答就算了腦中還出現錯的答案真是慚愧阿,但現在生活中到處都充滿了無線電,生活中要是手機或Notebook網路收不到訊號馬上出現焦慮症狀,無線電傳輸距離船的遠不遠當然最直覺的是輸出功率,如果距離變兩倍好了(R to 2R)那功率會降低多少了?
其實這問題就是一個國中幾何學的問題,我們先假設有一個點功率源1W,在一平面上往外均勻的輻射出去,所以輻射到距離R的位置,因為功率守恆,所以這個圓上的點功率為
P=1W/2πR (點功率除以圓的周長)
當能量傳遞到2R的距離,這個等距離圓上的功率就等於P=1W/2π2R,所以可以比較這兩個距離上面的點功率比即為0.5倍,也就是功率少了3dB,所以也就是說如果距離增加一倍,要維持接收到相同功率只要增加3dB 一倍就可以達成囉!
P=1W/(π(R)^2 ) (點功率除以求面積)
所以距離增加一倍2R與距離R的功率比就等於相差....6dB。也就是說在距離2R的要收到與距離R相同的功率需要再增加6dB,也就是功率要增加4倍傳輸距離才能增加一倍。
剛剛的例子為均勻輻射(isotropic)場型,如果是以下有方向性的輻射能量呢? 其實答案還是一樣,但直觀上很不合理,面積明明就少這麼多或能量集中在這麼小的地方怎麼會一樣呢?
以點功率來說是沒錯,但接收端可能不會只有接收到一個點,接收端天線可以想像成一個網子,網子越大當然可以抓到的點就越多(antenna aperture),所以如果以下的例子相同的接收天線下,底下的功率會全部被抓下來,也就是無論是距離R或距離2R都收到全部的功率,如果在真空無損的條件下,生活中的例子就是雷射筆。
但一般情況下我們都是討論接收相對小類似一個小點,在這個情況下要多傳一倍的距離例如500公尺到1公里,那傳輸功率就是增加4倍6dB囉。