Дальность действия радиоприемника.

Дальность действия радиоприемника.

Плотность мощности ненаправленного источника электромагнитных колебаний в зависимости от расстояния определяется формулой:

, (1)

где P_прд – мощность передатчика.

Напряженность поля Е₀ в зависимости от расстояния можно вычислить, используя величину вектора Пойтинга:

(2)

Напряженность магнитного поля H₀ вычисляется выражением:

, (3)

где W₀ = E₀/120 - волновое сопротивление пространства.

Подставляя (3) в (2) и приравнивая выражения (1) и (2), получаем:

;

Откуда

(В/м) (4)

В диапазоне низких частот, как правило, используют штыревые антенны. Напряжение на выходе такой антенны равно:

(5)

где h_д – действующая длина антенны.

Действующая высота штыря определяется выражением:

Для типичной длины штыря h= /4:

h_д = /2

Для антенны малой длины h<< :

h_д

На высоких частотах применяются плоские или параболические антенны, мощность приемника на выходе такой антенны равно:

(6)

где S- плотность мощности в пространстве, - действующая площадь антенны.Для определения действующей площади антенны используется диаграмма направленности антенны:

(7)

Электрическое поле в пространстве излучаемое или принимаемое любой антенной имеет максимум.

Используя значение максимального поля, выражение (7) представим в следующем виде:

,

где G_А= - коэф-т усиления антенны, - функция, зависящая от угловых координат пространства.

Коэф-т усиления антенны и действующая площадь связаны соотношением:

Плотность мощности передатчика радиоканала в точке максимального поля на основании (1) можно определить выражением:

(Вт/м­­²) (8)

Мощность на входе приемника можно определить, используя (6) и (8), выражением:

(9)

Минимальная мощность электромагнитного колебания, которая может быть сравнима с уравнением шумов, называется предельной чувствительностью антенны P_прд(min).

Следовательно, используя параметры передатчика и приемника из выражения (9)можно вычислить дальность действия канала связи:

(10)

При определении дальности действия радиолокационной системы, предполагается что часть мощности передатчика в пространстве отражается от цепи и возвращается в приемник.

Отраженная мощность P_ц равна:

, (11)

где - действующая площадь цепи.

Мощность на входе радиолокационного приемника в соответствии с (8) и (11) равна:

(12)

С учетом минимальной мощности приемника и выражения (8) максимальная дальность действия радиолокатора может быть определена из (12):

Варианты заданий.

Вариант №1

1) Вычислить плотность мощности в эфире. Задано: P_прд = 1 Вт, r = 100м.

Варианты ответа - равно:

а) 1; б) 1,5; в) 2; г) 25; д) 50.

2) Вычислить напряжение линейной антенны (штырь). Задано: P_прд = 0,6 Вт, r = 1000м, f = 100 мГц, h = .

Варианты ответа - U_пр (мВ) равно:

а) 1; б) 3; в) 9; г) 10; д) 15.

3) Вычислить дальность радиосвязи. Задано: P_{пр (min)} = 10^-12 Вт, A_д = 1 м², G_прд = 100, P_прд = 10 Вт.

Варианты ответа - (км) равно:

а) 1; б) 10; в) 100; г) 1000; д) 10000.

Вариант №2

1) Вычислить плотность мощности в эфире. Задано: P_прд = 0,1 Вт, r = 10 Ом.

Варианты ответа - равно:

а) 1,5; б) 2,5; в) 5; г) 8; д) 10,5.

2) Вычислить напряжение линейной антенны (штырь). Задано: P_прд = 6 мВт, r = 100м, f = 1 ГГц, h = .

Варианты ответа – U (мВ) равно:

а) 0,1; б) 2,5; в) 0,9; г) 1,5; д) 15.

3) Вычислить дальность радиосвязи. Задано: P_{пр (min)} = 10^-12 Вт, A_д = 1 м², G_прд = 1, P_прд = 10 Вт.

Варианты ответа - (км) равно:

а) 2; б) 40; в) 100; г) 1000; д) 15000.

Вариант №3

1) Вычислить плотность мощности в эфире. Задано: P_прд = 0,01 Вт, r = 100м.

Варианты ответа - равно:

а) 0,1; б) 0,25; в) 0,5; г) 1,5; д) 10.

2) Вычислить напряжение линейной антенны (штырь). Задано: P_прд = 60 Вт, r = 1000 Ом, f = 100 МГц, h = .

Варианты ответа –U (мВ) равно:

а) 1; б) 2; в) 3; г) 5; д) 9.

3) Вычислить дальность радиосвязи. Задано: P_{пр (min)} = 10^-12 Вт, A_д = 1 м², G_прд = 100, P_прд = 0,1 Вт.

Варианты ответа - (км) равно:

а) 0,5; б) 1,5; в) 150; г) 1000; д) 1500.

Вариант №4

1) Вычислить плотность мощности в эфире. Задано: P_прд = 1 Вт, r = 5 Ом.

Варианты ответа - равно:

а) 10; б) 100; в) 150; г) 200; д) 300.

2) Вычислить напряжение линейной антенны (штырь). Задано: P_прд = 60 Вт, r = 10000м, f = 100 МГц, h = 0,3 м.

Варианты ответа – U(мВ) равно:

а) 0,1; б) 0,5; в) 0,9; г) 1; д) 1,5.

3) Вычислить дальность радиосвязи. Задано: P_{пр (min)} = 10^-12 Вт, A_д = 1 м², G_прд = 1, P_прд = 0,1 Вт.

Варианты ответа - (км) равно:

а) 100; б) 200; в) 500; г) 1000; д) 1500.

Вариант №5

1) Вычислить плотность мощности в эфире. Задано: P_прд = 1 Вт, r = 500м.

Варианты ответа - равно:

а) 0,1; б) 0,5; в) 1; г) 2,5; д) 5.

2) Вычислить коэффициент усиления антенны. Задано: f = 300 МГц, А_д = 1м².

Варианты ответа – G/ равно:

а) 1; б) 2; в) 3; г) 4; д) 5.

3) Вычислить дальность радиосвязи. Задано: P_{пр (min)} = 10^-12 Вт, A_д = 1 м², G_прд = 1, P_прд = 1 мВт.

Варианты ответа - (км) равно:

а) 1; б) 5; в) 10; г) 12; д) 15.

Вариант №6

1) Вычислить плотность мощности в эфире. Задано: P_прд = 1 Вт, r = 5000м.

Варианты ответа - равно:

а) 0,01; б) 0,02; в) 0,03; г) 0,05; д) 1.

2) Вычислить коэффициент усиления антенны. Задано: f = 1 ГГц, А_д = 0,9м².

Варианты ответа – G/ равно:

а) 10; б) 20; в) 30; г) 40; д) 50.

3) Вычислить дальность действия радиолокатора. Задано: P_пр = 10^-13 Вт, A_д = 1 м², G = 10⁴, P_прд = 1 мВт, = 1м².

Варианты ответа - (км) равно:

а) 1; б) 2; в) 5; г) 7; д) 10.

Вариант №7

1) Вычислить напряженность поля в эфире. Задано: P_прд = 0,6 Вт, r = 1000м.

Варианты ответа – Е₀ (мВ/м) равно:

а) 1; б) 2; в) 4; г) 6; д) 8.

2) Вычислить коэффициент усиления антенны. Задано: f = 2 ГГц, А_д = 0,9м².

Варианты ответа – G/ равно:

а) 10; б) 20; в) 30; г) 100; д) 160.

3) Вычислить дальность действия радиолокатора. Задано: P_пр = 10^-13 Вт, A_д = 1 м², G = 10⁴, P_прд = 10 Вт, = 1м².

Варианты ответа - (км) равно:

а) 1; б) 2; в) 5; г) 10; д) 20.

Вариант №8

1) Вычислить напряженность поля в эфире. Задано: P_прд = 60 Вт, r = 100км.

Варианты ответа – Е₀ (мВ/м) равно:

а) 0,1; б) 0,5; в) 0,6; г) 1; д) 1,6.

2) Вычислить коэффициент усиления антенны. Задано: f = 10 ГГц, А_д = 0,9м².

Варианты ответа – G/ равно:

а) 10; б) 20; в) 100; г) 4000; д) 40000.

3) Вычислить дальность действия радиолокатора. Задано: P_пр = 10^-13 Вт, A_д = 1 м², G = 10, P_прд = 10 Вт, = 1м².

Варианты ответа - (км) равно:

а) 1; б) 2; в) 5; г) 10; д) 12.

Вариант №9

1) Вычислить напряженность поля в эфире. Задано: P_прд = 0,6 Вт, r = 10000м.

Варианты ответа – Е₀ (мВ/м) равно:

а) 0,1; б) 0,3; в) 0,6; г) 0,9; д) 1.

2) Вычислить коэффициент усиления антенны. Задано: f = 1 ГГц, А_д = 9м².

Варианты ответа – G/ равно:

а) 10; б) 100; в) 400; г) 500; д) 1000.

3) Вычислить дальность действия радиолокатора. Задано: P_пр = 10^-13 Вт, A_д = 1 м², G = 10⁴, P_прд = 1 мВт, = 10^-4 м².

Варианты ответа - (км) равно:

а) 0,1; б) 0,5; в) 1; г) 2; д) 4.

Вариант №10

1) Вычислить напряженность поля в эфире. Задано: P_прд = 0,6 Вт, r = 1000м.

Варианты ответа – Е₀ (мВ/м) равно:

а) 1; б) 3; в) 6; г) 9; д) 10.

2) Вычислить коэффициент усиления антенны. Задано: f = 10 ГГц, А_д = 9м².

Варианты ответа – G/ равно:

а) 100; б) 1000; в) 20000; г) 40000; д) 50000.

3) Вычислить дальность действия радиолокатора. Задано: P_пр = 10^-13 Вт, A_д = 1 м², G = 10⁴, P_прд = 10 Вт, = 10^-4 м².

Варианты ответа - (км) равно:

а) 1; б) 2; в) 3; г) 4; д) 5.

Дата добавления: 2015-10-21