Волна, распространяющаяся в волноводе

На этом расчет фидера закончен.

6. Расчет зависимости напряженности поля от расстояния в пределах прямой видимости.

Высоты передающей и приемной антенн равны :

H1=H2=70 (м);

Радиоволны сантиметрового диапазона от ионизированной области атмосферы не отражаются и в ней не рассеиваются, поэтому, как ионосферные распространяться не могутю Волны этого диапазона распространяются на небольшие расстояния над поверхностью Земли как земные, а на большие расстояния как тропосферные.

Сантиметровые волны распространяются на расстояния , лишь незначительно превышающие дальность прямой видимости r0. Радиус Земли R1 равен :

, тогда расстояние прямой видимости:

Зону освещенности можно считать простирающейся ло расстояния :

Зона тени начинается с расстояния :

Расчет начнем с определения местоположения максимумов и минимумов в зоне освещенности, т.е. тех расстояний , где cos(+4h1’h2’/r), входящий в формулу множителя ослабления :

становится равным соответственно +1 (max) и –1 (min). Здесь R – коэффициент отражения, а  - угол потери фазы.

Учитывая, что максимумы и минимумы поля образуются на небольших расстояниях от передатчика (что позволяет в первом приближении полагать поверхность земли плоской) и дополнительно считая, что =180, ориентировочные положения максимумов и минимумов можно определить как : n=0,1,2,..,10;

Для более точного определения местоположения экстремумов (с учетом h1’,h2’ и ), а также для определения действительного значения коэффициентов отражения R, воспользуемся графическим методом. Зададимся несколькими расстояниями в интервале от 10 до 50 км. Для этого вычисленные величины удобно расположить в виде таблицы 1.

Также посмотрим зависимость =(+720h1’h2’/r) град. (рисунок 6). Для этого определим m по графику (приведенному в источнике [4] на рис.2.41), h1’ и h2’ по формуле :

h1’h2’=mH1H2;

n – по графику (из источника [4] на рис.2.42). Также найдем угол скольжения  :

( r )=n(H1+H2)/r.

А  и R определим из графиков (источник [4] рис.П.1 и П.2) для вертикальной поляризации. Параметр P необходим для определения коэффициентов m и n по графикам.

r=10000,20000,..,50000;

r, км	P	m	h1’h2’	n	, рад.	R	
10	0.343	0.93	2325	0.96	0.0096	0.988	4141
20	0.686	0.78	1950	0.88	0.0044	0.994	1841
30	1.029	0.53	1325	0.7	0.0023	0.996	932
40	1.372	0.28	700	0.52	0.0013	0.998	478
50	1.715	0.098	245	0.215	0.00043	1	263

Таблица 1

По полученным данным построим графики ( r ) и R( r ) на рис.6 и рис.7.

Рисунок 6

Рисунок 7

Напряженность поля достигает максимума при  = 360, 720, 1080 и минимума при  = 540, 900 . Найдем r(max), r(min) и соответствующие им R по графикам на рисунках 6 и 7. И занесем данные в таблицу 2.

	r, км		R
1-ый max	44,2288	360	0,999
1-ый min	38,2275	540	0,998
2-ой max	33,9878	720	0,997
2-ой min	30,553719	900	0,996
3-ий max	27,65	1080	0,996

Таблица 2

В максимумах напряженность поля вычисляется по формуле :

а в минимумах :

и принимает значения, приведенные в таблице 3.

	r, км	Emax, мВ/м	Emin, мВ/м
1-ый max	44,2288	32,459	-
1-ый min	38,2275	-	0,045
2-ой max	33,9878	42,194	-
2-ой min	30,553719	-	0,092
3-ий max	27,65	51,836	-

Таблица 3

Теперь нам нужно определить поле на границе прямой видимости, т.е. на расстоянии r0=50480 (м). Так как в этой области интерференционные формулы не работают, то мы будем рассчитывать по дифракционным формулам.

Масштаб расстояний :

масштаб высот :

относительное расстояние :

относительные высоты :

По графикам источника [4] на рис.2.46 и 2.47 находим величины U1(x), V1(y1), V(y2) :

U1(x)=-90 (дБ);

V1(y1)=41 (дБ);

V2(y2)=41 (дБ).

Найдем множитель ослабления :

Fdb=U1(x)+V1(y1)+V2(y2)=-90+41+41=-8 (дБ);

Это соответствует множителю ослабления F :

Окончательно определим поле на расстоянии r0 :

Изобразим графически зависимость поля от расстояния в пределах прямой видимости на рисунке 8 используя данные таблицы 3.

Рисунок 8