Вот несколько методов, связанных с электромагнитным спектром, а также примеры кода:

1. Создание графика спектра:

   • Пример Python с использованием библиотеки Matplotlib:

     import numpy as np
     import matplotlib.pyplot as plt
     # Define frequency range
     frequency = np.linspace(1e6, 1e9, 1000)  # Example range from 1 MHz to 1 GHz
     # Calculate corresponding wavelength
     speed_of_light = 3e8  # Speed of light in meters per second
     wavelength = speed_of_light / frequency
     # Plot the spectrum
     plt.plot(frequency, wavelength)
     plt.xlabel('Frequency (Hz)')
     plt.ylabel('Wavelength (m)')
     plt.title('Electromagnetic Spectrum')
     plt.show()

   • Этот код генерирует график, отображающий взаимосвязь между частотой и длиной волны в электромагнитном спектре.

2. Спектральный анализ с использованием быстрого преобразования Фурье (БПФ):

   • Пример Python с использованием библиотеки SciPy:

     import numpy as np
     from scipy.fft import fft, fftfreq
     import matplotlib.pyplot as plt
     # Generate a sample signal
     duration = 1.0  # Signal duration in seconds
     sample_rate = 1000  # Number of samples per second
     t = np.linspace(0, duration, duration * sample_rate, endpoint=False)
     signal = np.cos(2 * np.pi * 10 * t) + 0.5 * np.cos(2 * np.pi * 20 * t)
     # Perform FFT
     spectrum = fft(signal)
     frequencies = fftfreq(len(signal)) * sample_rate
     # Plot the spectrum
     plt.plot(frequencies, np.abs(spectrum))
     plt.xlabel('Frequency (Hz)')
     plt.ylabel('Amplitude')
     plt.title('Spectrum Analysis')
     plt.show()

   • Этот код вычисляет и строит частотный спектр данного сигнала с помощью быстрого преобразования Фурье (БПФ).

3. Моделирование распространения беспроводного сигнала:

   • Пример Python с использованием уравнения передачи Фрииса:

     import math
     # Friis transmission equation
     def friis_transmission(power_tx, power_rx, frequency, distance):
      lambda_ = 3e8 / frequency  # Wavelength
      gain = 1  # Antenna gain
      loss = (4 * math.pi * distance / lambda_)  2  # Free space path loss
      received_power = power_tx * gain * (lambda_  2) / (16 * math.pi  2 * distance  2 * loss)
      return received_power
     # Example usage
     tx_power = 10  # Transmitting power in watts
     rx_power = friis_transmission(tx_power, 0, 2.4e9, 100)  # Calculate received power at 100 meters
     print(f"Received power: {rx_power} watts")

   • Этот код демонстрирует расчет полученной мощности с использованием уравнения передачи Фрииса, которое моделирует распространение беспроводного сигнала.