Принцип та особливості тропосферного зв’язку.

Тропосферний зв'язок - вид дуплексного багатоканального радіозв'язку на УКХ, який здійснюється у відсутності прямої видимості за рахунок далекого тропосферного поширення (ДТП) радіохвиль УКХ діапазону. Це явище полягає в розсіюванні радіохвиль неоднорідностями діелектричної проникності тропосфери в об'ємі, що перевипромінює, утвореному в тропосфері кутами діаграми спрямованості антен у місці їх перетинання.

Земна атмосфера поділяється на три шари: тропосфера – до висот 10…15 км, стратосфера – від 10…15 до 50…60 км, іоносфера – від 50…60 до 15…20000 км.

Неоднорідності тропосфери обумовлені неоднорідностями метеорологічних параметрів повітря: температури, вологості, тиску. Такі неоднорідності турбулентного (вихривого і шаруватого) характеру існують у тропосфері регулярно у всій її товщині, від поверхні землі до верхньої межі (h_троп. = 10...15 км). Отже, тропосферний радіозв'язок може здійснюватися незалежно від часу року та доби.

Енергія коливань потужного УКХ передавача станції А концентрується у виді вузького радіопроменю в куті антени передавача, спрямованої практично по лінії обрію в сторону приймальної станції Б. Потік енергії високої щільності Wпад пронизує тропосферу і навіть повністю втрачається за її межами. На шляху потоку зустрічаються неоднорідності тропосфери з різними значеннями діелектричної проникності повітря, що мають вид протяжних шарів та невеликих замкнутих локальних об'ємів Ці неоднорідності частково відбивають і розсіюють енергію падаючої хвилі в сторони, у т.ч. і в напрямку на прийомну станцію Б. У перетинанні тілесних кутів діаграм спрямованості антен утворюється перевипромінюючий об'єм Q.

Явище ДТП УКХ характеризується гострою спрямованістю потоку перевипромінюваємої енергії. Тому, для забезпечення максимального рівня сигналу на виході прийомної антени, недостатньо просто схрестити в тропосфері діаграми спрямованості антен. Їх необхідно схрестити на мінімальній висоті h0 при цьому у вертикальній площині, що проходить через точки А и Б розміщення передавальної і приймальної антен. Висота h₀ визначається виразом:

Звідси випливає, що прямий тропосферний радіозв'язок можна забезпечити на відстані:

.

Для еквівалентного радіуса Землі ае = 8500 км і hт = 15 км одержуємо практично граничну дальність тропосферою зв'язку без ретрансляції Rмакс = 1000 км. Така дальність досягнута на окремих унікальних лініях, але частіше усього розмір R = 150-500 км.

Тропосферний радіозв'язок має ряд специфічних особливостей, обумовлених безпосередньо явищем ДТП УКХ.

1. Тропосферний радіозв’язок забезпечується ціною досить значних енергетичних затрат: застосуванням потужних. передавачів, чутливих приймачів і громіздких антен із значним підсиленням.

2. На рівень сигналу ДТП впливає рельєф місцевості, яка розташована на деякій відстані в напрямі на кореспондента.

3. На стійкість тропосферного радіозв'язку значною мірою впливають метеорологічні умови й, отже, кліматичні особливості району, по якому проходить траса.

4. Антени при ДТП УКХ не реалізують повністю свого підсилення, яке вони мають в умовах вільного простору.

5. Сигнал ДТП не стабільний у часі.

6. Багатопроменева структура радіосигналу ДТП, для якої характерна істотна нерівномірність запізнювання окремих компонентів, перевипромінювана неоднорідностями перевипромінюючого обсягу Q, приводить до сильного викривлення амплітудної і фазочастотної характеристик середовища поширення радіосигналу системи тропосферного радіозв’язку.

Дата добавления: 2015-10-29