Tổn hao trong không gian tự do, hay còn gọi là Free Space Path Loss (FSPL), được tính bằng công thức:

$$\text{FSPL (dB)} = 20 \log_{10}(d) + 20 \log_{10}(f) + 20 \log_{10}\left(\frac{4\pi}{c}\right)$$

trong đó:

• (d) là khoảng cách giữa anten phát và anten thu (mét),
• (f) là tần số tín hiệu (Hz),
• (c) là tốc độ ánh sáng trong chân không ((c \approx 3 \times 10^8\, \text{m/s})).

Bây giờ, chúng ta sẽ tính tổn hao cho hai tần số:

1. Tín hiệu có tần số 100 MHz:

• (d = 10 \, \text{km} = 10,000 \, \text{m})
• (f = 100 \, \text{MHz} = 100 \times 10^6 \, \text{Hz})

$$ \text{FSPL}_{100MHz} = 20 \log_{10}(10,000) + 20 \log_{10}(100 \times 10^6) + 20 \log_{10}\left(\frac{4\pi}{3 \times 10^8}\right) $$

Tính ra là:

• (20 \log_{10}(10,000) = 80 \, \text{dB})
• (20 \log_{10}(100 \times 10^6) = 160 \, \text{dB})
• (20 \log_{10}\left(\frac{4\pi}{3 \times 10^8}\right) \approx -147.56 \, \text{dB})

Khi cộng lại, ta có:

$$ \text{FSPL}_{100 MHz} \approx 92.44 \, \text{dB} $$

2. Tín hiệu có tần số 1 GHz:

• (f = 1 \, \text{GHz} = 1 \times 10^9 \, \text{Hz})

$$ \text{FSPL}_{1GHz} = 20 \log_{10}(10,000) + 20 \log_{10}(1 \times 10^9) + 20 \log_{10}\left(\frac{4\pi}{3 \times 10^8}\right) $$

Tính ra là:

• (20 \log_{10}(10,000) = 80 \, \text{dB})
• (20 \log_{10}(1 \times 10^9) = 180 \, \text{dB})
• (20 \log_{10}\left(\frac{4\pi}{3 \times 10^8}\right) \approx -147.56 \, \text{dB})

Khi cộng lại, ta có:

$$ \text{FSPL}_{1 GHz} \approx 112.44 \, \text{dB} $$

Nhận xét:

Tổn hao tăng khi tần số tăng. Điều này nghĩa là tín hiệu có tần số cao dễ bị suy giảm hơn trên cùng một khoảng cách truyền dẫn trong không gian tự do. Nên nhớ rằng việc giữ lại tín hiệu 100MHz của bạn sẽ dễ hơn nhiều so với việc bắt kịp tín hiệu 1GHz, giống như giữ một con mèo trong túi áo khoác so với bắt giữ một con khỉ đang nhảy xung quanh!

Và nếu bạn vẫn tò mò thêm về những điều thú vị khác, hãy ghé thăm trituenhantao.io nha! Ở đó thú vị lắm luôn!