лекции / Построение и оптимизация радиотехнических систем 3-4 2023
.pdf
Составляющие затухания на интервалах РРЛ |
21 |
|
Расчет РРЛ прямой видимости |
22 |
|
Рельеф местности при расчете и проектировании РРЛ учитывается с помощью профилей интервалов линии.
Профиль трассы отображает вертикальный разрез местности между соседними радиорелейными станциями со всеми высотными отметками, с учетом водной поверхности: рек, болот, водохранилищ.
Построение продольных профилей осуществляется с помощью топографических карт после предварительного выбора трассы. На практике для удовлетворительных расчетов трасс точность построения профилей на критических участках должна быть не хуже ±3 м.
Профиль отрезка линии |
23 |
|
Для удобства при построении профилей используется параболический масштаб. Профили строят в прямоугольных координатах, откладывая расстояния не по дуге окружности, как в действительности, а по оси абсцисс, а высоты — не по радиусам, а по оси ординат.
Линия, изображающая на профиле уровень моря или другой условный нулевой уровень, имеет вид параболы:
y (R02 /2a) k(k 1)
k Ri /R0 k – относительная координата заданной точки Ri – расстояние до текущей точки
Обычно профили трасс РРЛ строят для геометрического радиуса Земли. Просветом Н называют расстояние между линией АВ и профилем трассы. Просвет определяют графически в наиболее высокой точке профиля или в точке отражения на достаточно ровных трассах. Встречаются интервалы РРЛ, где необходимо определять два просвета – в наиболее высокой точке и в точке отражения.
Просвет считается: положительным, когда линия АВ проходит выше наиболее высокой точки; отрицательным, когда эта линия пересекает профиль трассы. Если наиболее высокая часть профиля трассы покрыта лесом, то просвет Н определяется относительно верхушек деревьев (непрозрачное препятствие)
Типы отрезков линий |
24 |
|
В зависимости от величины просвета Н трассы подразделяются на следующие: 1. Открытые, для которых , где Н =>Hо где Но– просвет на трассе,
при котором напряженность поля в точке приема Ео равна напряженности поля свободного пространства Епр. Условие равенства Ео = Епр , выполняется при отсутствии затенения первой зоны Френеля, радиус которой определятся в соответствии с выражением.
2.Полуоткрытые, для которых Ho>H>0. При этом Eпр<Eo.
3.Закрытые, для которых H<0, Eпр<Eo.
4.Касательные, для которых H=0, Eпр<Eo
24
Расчет множителя ослабления на открытых трассах |
25 |
На открытых интервалах радиорелейных линий множитель ослабления имеет интерференционный характер, так как поле в месте приема является результатом интерференции полей прямой волны и волны отраженной от земной поверхности Точка отражения определяется равенством углов скольжения θ между
касательными к профилю в данной точке и прямыми, проведенными из этой точки в пункты передачи и приема.
В действительности отраженная волна формируется не точкой, а участком земной поверхности, имеющим форму вытянутого вдоль трассы эллипса и охватывающим точку отражения.
На практике можно встретить интервалы РРЛ с одной и с несколькими точками отражения.
25
Расчет множителя ослабления на открытых трассах |
26 |
Встречаются и такие случаи, когда отраженная волна при некоторых значениях g может экранироваться неровностями рельефа. Ее следует учитывать без дополнительного ослабления линии, при условии H1(g) >H0 , где H1(g) – просвет с учетом рефракции, а H0 –радиус минимальной зоны Френеля для отраженного сигнала.
Расчет множителя ослабления на открытых трассах |
27 |
Коэффициент отражения Ф для разных поверхностей |
|
Из-за сложности и многообразия природных условий на трассе практически невозможно определить коэффициент отражения Ф достаточно точно. Ориентировочные средние значения Ф для различных видов отражающих поверхностей, полученные при углах скольжения 10 – 30‘, указаны в Таблице.
На одних и тех же интервалах РРЛ даже сравнительно небольшое увеличение шероховатости отражающей поверхности может заметно уменьшить коэффициент отражения. При расчете значений V приходится пользоваться некоторыми приближенными оценками значений Ф.
Например, для отражающей выпуклой и гладкой поверхности
Ф D
где D – коэффициент расходимости, учитывающий уменьшение модуля коэффициента отражения из-за расхождения пучка волн при отражении от сферической поверхности земли.
Расчет множителя ослабления на открытых трассах |
28 |
Коэффициент отражения поверхности |
|
Коэффициент расходимости с учетом геометрии трассы рассчитывается по формуле
в интерференционных минимумах
где
– хорда и высота сегмента аппроксимирующей сферы, определяющие радиус этой сферы.
Ослабление поля в реальных условиях |
29 |
|
Реальные условия распространения радиоволн существенно отличаются от условия распространения в свободном пространстве из-за наличия границы раздела «атмосфера – Земля» и неоднородного строения атмосферы и земной поверхности. При распространении волны в таких материальных средах происходит изменение ее фазовой скорости и поглощение энергии.
Потери энергии при взаимодействии волны с атомами являются причиной поглощения радиоволн. Для учета влияния поверхности Земли и неоднородности атмосферы на распространение радиоволн вводят понятия множителя ослабления поля свободного пространства V (сокращенно – множителем ослабления).
Замирания сигналов на интервалах радиорелейеых |
30 |
|
линий |
||
|
Общие сведения о замираниях
Причиной замираний в атмосфере является изменение во времени метеорологических условий на трассе РРЛ, приводящее к изменению вертикального градиента диэлектрической проницаемости воздуха, возникновению слоев в тропосфере
с резким изменением диэлектрической проницаемости воздуха, появление осадков.
Глубина замираний обычно характеризуется мгновенным значением множителя ослабления |V| дБ. Наибольшее количество глубоких замираний наблюдается в морских, приморских и равнинных районах.
На интервалах РРЛ возможны различные типы замираний.