[問題] 為何越高頻的信號 衰減越快呢？

[thomson (完成度 2/5)]

請問一下各位

為何越高頻的信號越容易隨著傳播距離的增加而衰減呢？

我目前猜測的原因是

高頻 ==> 波長短 ==> 電池波傳遞需要耦合的次數變多 ==> 能量易衰減

不知道 還有其它原因嗎？

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別太在意
     我只是來
           哈拉的
               哈哈哈哈！！！！！

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◆ From: 140.113.236.43
→ invalid:skin effect?
推 macgyfu:因為頻率高   ........閃
推 cpt:頻率越高, skin effect 和 dielectric loss
→ cpt:.....原來後面有人回了  XD
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作者: xuwei (Boston) 看板: comm_and_RF
標題: Re: [問題] 為何越高頻的信號 衰減越快呢？
時間: Fri Jun 22 22:11:31 2007

※ 引述《thomson (完成度 2/5)》之銘言：
: 請問一下各位
: 為何越高頻的信號越容易隨著傳播距離的增加而衰減呢？
: 我目前猜測的原因是
: 高頻 ==> 波長短 ==> 電池波傳遞需要耦合的次數變多 ==> 能量易衰減
: 不知道 還有其它原因嗎？


簡單的講  在不考慮substrate loss時
傳輸線在傳輸時的loss可以分為skin effect和dielectric loss
其中skin effect的loss正比於頻率開根號
dielectric loss正比於頻率(在頻率大於2GHz時會很嚴重)

不過以目前heavy-doped的MOS而且  substrate 的loss會變得嚴重(因為Rsub變少)
故又要加上信號couple到substrate的能量
因此有人提出Ground shielding的方式來改善

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◆ From: 140.112.48.110
→ cpt:不過ground shielding似乎也不是萬能
→ cpt:最近在模擬77GHz的on-chip電感, 加了shield
→ cpt:Q升得高但也掉得更快, 我猜是電容效應吧..
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作者: totowo (托托巫) 看板: comm_and_RF
標題: Re: [問題] 為何越高頻的信號 衰減越快呢？
時間: Sat Jun 23 03:45:25 2007

可以這樣理解
電磁波是經過幾個波長就衰減多少的。。。
高頻的波長短﹐所以傳輸的距離就短

那麼道理上我們應該用波長長的波來傳輸﹖為什麼不呢﹖
因為大氣層中有電離層﹐波長較長的波會被吸收而不會被散射
考慮到地球是個球體﹐波長較長的波（長波）隻能在發射台附近..
再遠就沿著地面切線跑掉了
而短波會被電離層反射回來﹐從而有可能傳輸很遠...


※ 引述《thomson (完成度 2/5)》之銘言：
: 請問一下各位
: 為何越高頻的信號越容易隨著傳播距離的增加而衰減呢？
: 我目前猜測的原因是
: 高頻 ==> 波長短 ==> 電池波傳遞需要耦合的次數變多 ==> 能量易衰減
: 不知道 還有其它原因嗎？

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◆ From: 58.34.236.244

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作者: sexyman (現在新歌沒好聽的) 看板: comm_and_RF
標題: Re: [問題] 為何越高頻的信號 衰減越快呢？
時間: Sat Jun 23 10:08:40 2007

※ 引述《totowo (托托巫)》之銘言：
: 可以這樣理解
: 電磁波是經過幾個波長就衰減多少的。。。
: 高頻的波長短﹐所以傳輸的距離就短
: 那麼道理上我們應該用波長長的波來傳輸﹖為什麼不呢﹖
  長波長頻率低，能傳的 bit rate 就少，所以純粹從資料傳輸的觀點看
  會一直往高頻
  再來就是應用上，天線與頻率成反比，行動通訊就會希望頻率高一點
  天線可以用的比較小，當然系統內的各元件也多少可以縮小
  再來就是衰減並不是壞事，60 GHz 剛好是衰減最大的一個窗口
  不適合長距離傳輸，但是個人無線網路的應用剛剛好
  因為信號不會干擾到遠方，他人也不易偷聽
  有些極為特殊的應用，會使用非常低頻的電波，如老美的潛水艇
  其中一個通訊方式是使用 < 100 Hz 的無線通訊
: 因為大氣層中有電離層﹐波長較長的波會被吸收而不會被散射
: 考慮到地球是個球體﹐波長較長的波（長波）隻能在發射台附近..
: 再遠就沿著地面切線跑掉了
: 而短波會被電離層反射回來﹐從而有可能傳輸很遠..
  這一段我就不知道你要說的重點是什麼了
: ※ 引述《thomson (完成度 2/5)》之銘言：
: : 請問一下各位
: : 為何越高頻的信號越容易隨著傳播距離的增加而衰減呢？
: : 我目前猜測的原因是
: : 高頻 ==> 波長短 ==> 電池波傳遞需要耦合的次數變多 ==> 能量易衰減
: : 不知道 還有其它原因嗎？

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◆ From: 140.112.19.162
→ totowo:我說的不涉及mobile﹐而是指收音機的長短波
推 Axis:潛艇用低頻是因為電磁波在海水loss大，為降低
→ Axis:skin effect的關係。也因為頻率低，傳送率低,
→ Axis:電影演的都只傳電報、不傳影像。
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作者: invalid (everlasting) 看板: comm_and_RF
標題: Re: [問題] 為何越高頻的信號 衰減越快呢？
時間: Sat Jun 23 13:21:05 2007

※ 引述《thomson (完成度 2/5)》之銘言：
: ※ 引述《totowo (托托巫)》之銘言：
: : 可以這樣理解
: : 電磁波是經過幾個波長就衰減多少的。。。
: : 高頻的波長短﹐所以傳輸的距離就短
: : 那麼道理上我們應該用波長長的波來傳輸﹖為什麼不呢?
: : 因為大氣層中有電離層﹐波長較長的波會被吸收而不會被散射
:                         ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
:                  請問 從高中物理所學 波長短才不易散射
:                  這也是為何對講機可以傳的比無線網路卡遠的原因
:                  但為何你說的剛好相反呢？？

        我學的是波長短容易散射耶，而且跟波長的四次方成反比
        所以天空才看起來是藍的
        又傍晚時光行進大氣層距離長
        所以剩下紅光

        不過話說回來，無線電波的波長比光波長高超多數量級的吧
        應該跟散射沒啥關係吧@@

: : 考慮到地球是個球體﹐波長較長的波（長波）隻能在發射台附近..
: : 再遠就沿著地面切線跑掉了
: : 而短波會被電離層反射回來﹐從而有可能傳輸很遠...

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◆ From: 218.160.182.244
※ 編輯: invalid         來自: 218.160.182.244      (06/23 13:21)
推 obov:十年前老師說北一女是600THz  給大家參考XD
→ obov:mmm不知道我有沒有記錯
→ Axis:波長長或短是相對於散射體，也就是說是一個相
→ Axis:對的概念，不是絕對的。
→ Axis:可見光的波長相對於水分子算很長，那個四次方
→ Axis:的Rayleigh Scattering公式才能用。
推 pow:電波的來源是電路  電路的速度有其極限（ft）
→ pow:目前我知道最高就是800GHz的PA吧
→ pow:光波  慶菜就幾百THz
→ pow:所以中間那段1THz~10THz可用訊號頻寬的斷層
→ thomson:抱歉 我誤會了
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作者: shadowmere (星光.眼淚.我幾歲) 看板: comm_and_RF
標題: Re: [問題] 為何越高頻的信號 衰減越快呢？
時間: Thu Jul  5 01:58:11 2007

※ 引述《xuwei (Boston)》之銘言：
: ※ 引述《thomson (完成度 2/5)》之銘言：
: : 請問一下各位
: : 為何越高頻的信號越容易隨著傳播距離的增加而衰減呢？
: : 我目前猜測的原因是
: : 高頻 ==> 波長短 ==> 電池波傳遞需要耦合的次數變多 ==> 能量易衰減
: : 不知道 還有其它原因嗎？
: 簡單的講  在不考慮substrate loss時
: 傳輸線在傳輸時的loss可以分為skin effect和dielectric loss
: 其中skin effect的loss正比於頻率開根號
: dielectric loss正比於頻率(在頻率大於2GHz時會很嚴重)

高頻的時候通常dielectric loss才是兇手
dielectric loss是因為介質(非導體)中的原子分子受到電磁波的擾動在那邊扭來扭去
通常頻率越高他們扭越厲害 吸掉電磁波越多能量
某些分子會有些共振頻率 像水就是在2.4X GHz (微波爐加熱原理)
這頻率下吸的特別嚴重
還有不能說大於幾GHz dielectric loss會很嚴重 要看介質板材而定
用高檔電路板 2G根本就沒啥影響
誰LOSS最小 -> 真空 ->沒物質吸你電磁波能量  傳超遠的:P


: 不過以目前heavy-doped的MOS而且  substrate 的loss會變得嚴重(因為Rsub變少)
: 故又要加上信號couple到substrate的能量
: 因此有人提出Ground shielding的方式來改善

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◆ From: 140.113.170.137

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作者: thomson (完成度 2/5) 看板: comm_and_RF
標題: Re: [問題] 為何越高頻的信號 衰減越快呢？
時間: Thu Jul  5 17:29:40 2007

那我統整大家的答案如下

原因有兩方面

1. dielectric loss (正比於頻率)

介質(非導體)中的原子分子受到電磁波的擾動在那邊扭來扭去

通常頻率越高他們扭越厲害 吸掉電磁波越多能量

可以想成

高頻==>波長短==>每次電磁波傳輸的距離變短==>電池波傳遞需要耦合的次數變多 阴
    ==>能量易衰減

2. skin effect (正比於頻率開根號)


※ 引述《thomson (完成度 2/5)》之銘言：
: 請問一下各位
: 為何越高頻的信號越容易隨著傳播距離的增加而衰減呢？
: 我目前猜測的原因是
: 高頻 ==> 波長短 ==> 電池波傳遞需要耦合的次數變多 ==> 能量易衰減
: 不知道 還有其它原因嗎？

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如果將字母A到Z分別編上1到26的分數（A=1,B=2...,Z=26）
你的知識（KNOWLEDGE）得到96分（11+14+15+23+12+5+4+7+5=96）
你的努力（HARDWORK）也只得到98分（8+1+18+4+23+15+18+11=98）
你的態度（ATTITUDE）才是左右你生命的全部（1+20+20+9+20+21+4+5=100）

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◆ From: 140.113.236.43
※ 編輯: thomson         來自: 140.113.236.43       (07/05 17:30)