Расчет поля с учетом рельефа местности.

Устойчивость связи на радиолиниях в значительной степени определяется замираниями сигнала на трассе. Их оценка производится при помощи множителя ослабления ,

. (1) Рассчитаем множитель ослабления, обусловленный влиянием рельефа местности. Расчет коэффициента ослабления при гладкой, плоской поверхности земли. 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. В месте приема прямая радиоволна и радиоволна, 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.. 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. 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.

. (5)k - относительная координата рассчитываемой точки: . H - расстояние между прямой, соединяющей антенны, и наиболее высокой точкой профиля местности, геометрический просвет.

35 Распространение УКВ в городе. Условия приема сигналов в диапазоне УКВ существенно зависят от расположения приемной антенны относительно окружающих ее предметов. В городских условиях такими предметами являются здания, деревья, заводские трубы, мачты и т.д. Близ­ко расположенные здания могут, в зависимости от их расположения, ока­заться затеняющими препятствиями или источниками местных отражен­ных волн. Затеняющее действие отдельного препятствия приводит к тому что поле за препятствием появляется в результате двух процессов: ди­фракции и проникновения через препятствие. В целом внутри городской застройки имеются многочисленные тене­вые зоны, где сигнал значительно ослаблен. Действие окружающих зда­ний, как источников отраженных волн, проявляется, как в виде неравно­мерного распределения амплитуды поля в пространстве из-за интерферен­ции многочисленных отраженных волн, так и в своеобразном подсвечивании теневых зон. В случае вертикальной поляризации первичного поля от­ражения наиболее интенсивны от предметов, протяженных по вертикали (стены зданий, деревья). Высота подвеса антенны сильно не влияет на скорость уменьшения уровня сигнала с расстоянием. Однако подъем антенны базовой станции приводит к увеличению абсолютного значения по­ля примерно пропорционально квадра­ту высоты (6дБ/октаву). На поле в точ­ке приема влияют не только рассмот­ренные факторы, но и многие другие. В частности, установлено, что уровень сигнала существенно зависит от распо­ложения улиц в городе, которые оказывают канализирующее действие на распространяющиеся волны. Вдоль радиально расположенных улиц уро­вень сигнала на 10...20 дБ выше, чем в перпендикулярных направлениях. За счет переотражения волн от стен зданий и подстилающей по­верхности в городе наблюдается явление деполяризации - появление ор­тогональной (перпендикулярной) составляющей напряженности поля в которую переходит часть энергии волны. Коэффициент деполяризации представляет собой разницу в дБ между составляющей напряженности поля основной поляризации и ортогональной составляющей.

Значения горизонтальной и вертикальной составляющих напряженности поля в городе практически не коррелированны, что по­зволяет рекомендовать для приема и передачи кроссполяризованные ан­тенны (антенны с ортогональными поляризациями). Структура поля но­сит интерференционный характер. Архитектура города сильно влияет на величину квазипериода (усредненного расстояния между ближайшими минимумами) интерференционной картины напряженности поля

36 Устойчивость работы линий связи

В зависимости от конкретных условий, в которых организуется связь, для передачи сигналов используются проводные или радиолинии. По проводным линиям электромагнитное поле распространяется вдоль непрерывной направляющей среды. К проводным относятся воздушные и кабельные линии, волноводы, световоды. Недостатками воздушных линий являются значительное влияние климатических условий на устойчивость работы системы связи, высокий уровень помех (от высоковольтных линий, радиостанций, контактной сети железных дорог), малый диапазон частот. Пара проводников образует электрическую цепь, по которой передается сигнал. Переход от воздушной цепи к кабельной позволил существенно уменьшить влияние климатических условий на работу системы связи, снизить уровень помех, расширить рабочий диапазон частот. Кабели подразделяются на подземные, подводные и подвесные. При любом виде электрической связи (телефония, телевидение, передача данных и т. д.) по линиям передается электрическая энергия. По мере распространения по цепи часть энергии теряется(рассеивается), уровень передаваемого сигнала постоянно снижается и при большой длине линии до приемного конца сигнал дойдет настолько ослабленным, что его нельзя будет регистрировать. На линиях большой протяженности размещаются усилительные станции (пункты), где ослабленный сигнал усиливается. При этом чем больше ослабление сигнала в цепи (на единицу длины), тем чаще должны быть размещены усилительные пункты. Расстояние между усилительными пунктами зависит от конструкции кабеля и системы передачи и колеблется от трех до нескольких десятков километров. Линия передачи в волноводе позволяет передавать сигналы в очень широком диапазоне частот [(35...40)*109 Гц]. Этот диапазон в сотни и тысячи раз превышает диапазон частот, в котором можно передавать сигналы по кабельным линиям связи. Изобретение лазера привело к создания оптических линий связи. Ожидается, что со временем оптические кабели существенно потеснят электрические кабели, так как они имеют ряд преимуществ. Основные из них: отсутствие дефицитных материалов, идеальная изоляция линии, малые габариты и материалоемкость. Оптические кабели позволяют, к тому же передавать сигнал в полосе частот в сотни раз превышающую полосу частот электрических кабелей

37 Дальнее тропосферное распространение УКВ При рассмотрении процессов дальнего тропосферного распространения УКВ необходимо иметь в виду закономерности изменения диэлектрической проницаемости тропосферы. При средних условиях состояния атмосферы относительная диэлектрическая проницаемость воздуха (ἐ) у поверхности земли немного больше 1 и постепенно уменьшается с высотой, достигая 1на очень больших высотах. В разных метеорологических и климатических условиях ἐ имеет порядок:

Монотонное изменение ἐ приводит к рефракции, т.е. к плавному искривлению траектории движения радиоволн в тропосфере и к медленным изменениям среднего уровня напряженности поля в точке приема. Условия распространения радиоволн в тропосфере определяются совокупностью воздействия всех изменений ἐ: монотонные изменения, связанные с метеорологическими условиями, многочисленные локальные неоднородности, вызванные постоянной турбулентностью воздуха, и наличие млоистых неоднородностей. Коэффициент рефракции в тропосфере зависит от того, как меняется с высотой температура, давление и влажность воздуха. Увеличению его

Дата добавления: 2015-08-17