отражающий параметры реальной радиолинии. Наиболее эффективно применение модели Хата для расчета УКВ радиолиний в городских условиях в диапазоне частот от 150 до 1500 МГц.
Величина потерь распространения в реальной радиолинии определяется по формуле
L50 |
= 69,55 + 26,16lg( f ) −13,82lg(hte ) − α(hre ) + |
(6.4) |
|
|
+ (44,9 − |
6,55lg(hte ))lg(d), |
|
|
|
||
где L50 - поправочный коэффициент к напряженности поля в |
|||
свободном |
пространстве, дБ; hte - эффективная высота |
||
антенны передатчика, м; |
hre - эффективная высота антенны |
||
приемника, |
м; α(hre ) - |
поправочный коэффициент на |
|
эффективную высоту антенны и размер области покрытия, дБ; d - расстояние между приемником и передатчиком, км. Коэффициент α(hre ) определяется отдельно для больших и
малых городов, пригородной зоны, почти открытого пространства. Расчеты по формуле (6.4) имеют наибольшую точность при ожидаемой дальности радиосвязи от 1 до 20 км на частотах от 150 до 2000 МГц при высоте передающей антенны от 30 до 200 м и высоте приемной антенны от 1 до 10 м. Расчет дальности, в основе которого лежат рекомендации EUROCOST, принят для использования в стандарте транкинговой связи TETRA.
6.2.3. Расчет теневых зон радиосвязи
Три основных механизма составляют основу классической теории распространения радиоволн: отражение, рассеяние, дифракция. Все эти три эффекта в усредненном, вероятностном представлении учитываются в эмпирических коэффициентах расчетных формул (6.1) - (6.4). Для
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
уточненного расчета зон радиотени от больших протяженных объектов используются известные в теории дифракции формулы зон Френеля. Явление дифракции объясняется на основании принципа Гюйгенса, согласно которому любая точка фронта распространения волны может рассматриваться как источник вторичных радиоволн, которые, в свою очередь, распространяются во всех возможных направлениях. Дифракция позволяет УКВ радиосигналам распространяться за горизонт и определяет структуру поля за препятствием. Благодаря дифракционным эффектам возможно, с некоторой вероятностью, осуществлять связь на УКВ за горизонтом, вне прямой видимости передатчика и приемника. Однако реального, практического значения это не имеет. Современные методики построения сетей связи направлены прежде всего на обеспечение уверенной радиосвязи в любой точке зоны покрытия. Это предполагает получение избыточно высокого уровня передаваемой мощности всюду в зоне покрытия, поэтому возможность неустойчивой загоризонтной радиосвязи в УКВ диапазоне просто игнорируется.
Однако наличие поля за препятствиями не может игнорироваться при построении сетей связи в городских условиях. Реально напряженность поля за препятствиями, типичными для городской застройки (длинные и высокие здания, туннели, дворы внутри микрорайонов), вполне достаточна для нормального приема радиосигнала, и это должно учитываться при определении количества и местоположения базовых радиостанций. В самом простом случае усредненная величина напряженности поля за препятствием определяется в модели Найфа:
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
Gd = 20log |
Ed |
[дБ] , |
(6.5) |
|
E0 |
||||
|
|
|
||
где Ed - напряженность поля |
за препятствием; E0 - |
|||
напряженность поля в свободном пространстве. |
||||
Коэффициент ослабления поля |
Gd в |
зависимости от |
||
параметра ν определяется так называемой "кривой Найфа" (рис.6.2).
Параметр ν определяется длиной волны λ и геометрией препятствия, как это показано на рис.6.3. Численное значение параметра ν определяется по следующей формуле:
ν = α |
2d1d2 |
(6.6) |
λ(d1 + d2 ), |
где d1, d2 - расстояние от передатчика и приемника до препятствия;
Gd, дБ
0
–5
–10
–15
–20
ν, рад
–2 –1 0 1 2
Рис.6.2. Дифракционная зависимость ослабления поля в модели Найфа
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
α - угол между направлением от передатчика к вершине препятствия и направлением от приемника к вершине препятствия, рад.
Область отрицательных значений параметра ν соответствует ситуации, когда высота подъема приемника или передатчика выше препятствия. При этом напряженность поля за препятствием (см. рис.6.2) относительно большая и не очень заметно отличается от величины поля до препятствия. При ν ≈ 0 высоты подъема приемника, передатчика и высота препятствия сравнимы и величина поля за препятствием существенно уменьшается. По мере дальнейшего повышения ν величина поля все больше уменьшается, приближаясь к граничному значению, определяемому геометрической тенью.
Препятствие |
α |
|
Приемник
Передатчик
d1 d2
Рис.6.3. К расчету дифракционного поля за препятствием
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com