Loss (Verlust)
In elektromagnetischen Systemen bezeichnet Loss den Leistungsverlust eines Signals beim Durchlaufen von Raum oder Komponenten. Dieser Parameter ist besonders relevant in Hochfrequenz- (HF), Funkfrequenz- (RF) und EMV-Anwendungen, wo Energieverluste und Signalverschlechterungen quantifiziert und minimiert werden müssen.
Path Loss (Ausbreitungsverlust)
Der Path Loss beschreibt die Abnahme der Leistungsdichte eines elektromagnetischen Signals bei der Ausbreitung im Raum:
PL = (4πd / λ)²
mit:
PL: Path Loss (Ausbreitungsverlust)
d: Entfernung zwischen Sender und Empfänger (in Metern)
λ: Wellenlänge (in Metern)
Dieses Modell basiert auf idealen Freiraumbedingungen. In der Praxis beeinflussen zusätzlich Reflexion, Beugung und Absorption den Gesamtverlust.
Free Space Path Loss (FSPL) – Freiraumverlust
Der Free-Space Path Loss quantifiziert die Dämpfung eines Signals unter idealisierten Bedingungen und ergibt sich aus der Friis-Gleichung:
FSPL = (4πdf / c)²
oder in logarithmischer Form:
FSPL[dB] = 20 log₁₀(4πdf / c)
mit:
f: Frequenz (Hz)
d: Entfernung (m)
c: Lichtgeschwindigkeit (≈ 3 × 10⁸ m/s)
Transmission Line Loss (Leitungsverlust)
Die Dämpfung in Kabeln oder Hohlleitern wird mit folgender Formel berechnet:
α = 10 log₁₀(P₁ / P₂)
mit:
α: Dämpfung (in dB)
P₁: Eingangsleistung
P₂: Ausgangsleistung
Return Loss (Rückflussdämpfung)
Die Return Loss gibt an, wie viel Leistung durch Fehlanpassung reflektiert wird:
RL = −10 log₁₀(Pᵣ / Pᵢ)
mit:
Pᵣ: Reflektierte Leistung
Pᵢ: Eingestrahlte Leistung
RL: Rückflussdämpfung (dB)
Ein höherer RL-Wert steht für eine bessere Impedanzanpassung.
Insertion Loss (Einfügedämpfung)
Die Insertion Loss misst den Leistungsverlust durch das Einfügen eines Bauteils:
IL = −10 log₁₀(Pₒ / Pᵢ)
mit:
Pᵢ: Eingangsleistung
Pₒ: Ausgangsleistung
IL: Einfügedämpfung (dB)
Anwendungsbereiche
HF- und RF-Kommunikation: Link Budget Analyse, Reichweitenschätzung
Drahtlose Netzwerke: Modellierung von Abdeckung und Signalverlust
Antennentechnik: Reduktion von Verlusten zur Effizienzsteigerung
Satellitenkommunikation: Analyse von Fernverbindungen
Radarsysteme: Bewertung von Rückstreuung und Wellenausbreitung
EMV-Prüfung: Verlustbetrachtung bei Schirmung und Kopplung
Mikrowellentechnik: Bewertung von Leitungen und Komponenten