Збірка студентських наукових праць факультету "Компютерні інформаційні технології і автоматика" Донецького національного технічного університету, випуск 2. - Донецьк: ДонНТУ, 2004.





РАСЧЕТ МНОЖИТЕЛЯ ОСЛАБЛЕНИЯ РАДИОВОЛН, ОБУСЛОВЛЕННОГО ВЛИЯНИЕМ РЕЛЬЕФА МЕСТНОСТИ

Величко С.В., группа ТКС-99а
Руководитель доц. Паслен В.В.

Устойчивость связи на радиолиниях в значительной степени определяется замираниями сигнала на трассе. Их оценка производится при помощи множителя ослабления , который показывает, во сколько раз реальная напряженность поля в месте приема отличается от напряженности поля в свободном пространстве [2]:

. (1)

Множитель ослабления есть сложная функция, зависящая от рельефа местности, длины интервала, электрических параметров почвы, коэффициента направленности антенны, высоты подвеса антенны и метеорологических условий на данном интервале трассы. Рассчитаем множитель ослабления, обусловленный влиянием рельефа местности. Рассмотрим несколько случаев, начнем с самого простого. Расчет коэффициента ослабления при гладкой, плоской поверхности земли. Такой случай имеет место при сравнительно небольшом расстоянии (10 – 15 км) между соседними радиорелейными станциями, когда высоты антенны и значительно больше длины волны . Влияние земной поверхности в этом случае проявляется в основном в отражении радиоволн, излучаемых передатчиками. При этом часть энергии радиоволн, отражаемых землей, попадает в приемную антенну и создает дополнительный путь связи между радиорелейными станциями (Рисунок 1). В месте приема прямая радиоволна и радиоволна, отраженная от земли, интерферируют между собой, и результирующая напряженность поля в любой момент времени равна геометрической сумме взаимодействующих полей.

Множитель ослабления определяем по формуле [1]:

, (2)

где - коэффициент отражения; - разность хода прямой и отраженной волн; - сдвиг фаз между прямой и отраженной волной.
Кривизна земной поверхности при расстояниях связи, обеспечивающих прямую геометрическую видимость между антеннами радиорелейных станций, приводит к уменьшению разности хода прямой и отраженной радиоволн , к дополнительному «расхождению» потока отраженных волн. Для расчета разности хода обычно сферическую земную поверхность заменяют плоскостью, касающейся земли с точке С. При этом вместо истинных высот антенн и вводят так называемые приведенные высоты: , . Поэтому разность хода .

Расширение потока электромагнитной энергии при его отражении от сферической земной поверхности приводит к уменьшению напряженности поля отраженной волны, что обычно учитывается введением коэффициента «расходимости» , на который умножается коэффициент отражения . Это позволяет для расчета множителя ослабления использовать формулу (2), заменив в ней на . Тогда

. (3)

Коэффициент расходимости можно вычислить по формуле:

. (4)

Расчет коэффициента ослабления на пересеченной местности. Вводится понятие расчетного просвета H0. Это такой просвет, при котором значение множителя ослабления на интервале близко к единице.

. (5)

k - относительная координата рассчитываемой точки: .
H - расстояние между прямой, соединяющей антенны, и наиболее высокой точкой профиля местности, геометрический просвет. Трассы считают: открытыми, если H>H0; полуоткрытыми, если H0 > H > 0; закрытыми, при H<0.
Расчет коэффициента ослабления на открытых трассах производится по формуле (2). Выразим разность хода через величину относительного просвета: , , .
Тогда формула (3) примет вид:

. (6)
, (7)

где - радиус кривизны сферы, аппроксимирующей препятствие. Величина вычисляется по формуле: .
Величины и определяются по графику профиля местности, на котором нанесена кривая, аппроксимирующее препятствие (рисунок 3).





Перечень ссылок
  1. Ошерович Л.Г. Куликов В.В. Волков Е.А. Радиорелейная и тропосферная связь под редакцией И. П. Леонова. Ленинград 1972. - 471 с.
  2. Калинин А.И., Черникова Е.Л. Распространение радиоволн и работа радиолиний. Издательство «Связь», Москва, 1971. - 439 с.