Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Тамбовский государственный технический университет

Кафедра ­­­­ Радиотехника

Утверждаю

Зав. кафедрой

А. П. Пудовкин

подпись, инициалы, фамилия

“______”______________2015г.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по Электродинамика и распространение радиоволн_______

наименование учебной дисциплины

на тему: Расчет линии радиосвязи декаметрового диапазона___________

Автор работы Сулеев А.А. Группа БРТ-31

подпись, дата, инициалы, фамилия

Специальность 210400 – Радиотехника

номер, наименование

Обозначение курсовой работы ТГТУ.210400.012ПЗ

Руководитель работы Ю.Н.Панасюк подпись, дата инициалы, фамилия

Работа защищена Оценка

Члены комиссии:_______________________________________________

подпись, дата инициалы, фамилия _________________________________________________________________

подпись, дата инициалы, фамилия _________________________________________________________________

подпись, дата инициалы, фамилия

Нормконтролер Ю.Н.Панасюк

подпись, дата инициалы, фамилия

Тамбов 2015 г.

АННОТАЦИЯ

Курсовую работу на тему «Расчет линии радиосвязи декаметрового диапазона» выполнил студент группы БРТ-31 Сулеев А.А. под руководством

Панасюка Ю.Н. в 2015 году.

В данной курсовой работе были рассмотрены особенности распространения радиоволн декаметрового диапазона, был определен вид радиотрассы, а так же рассчитаны параметры линии радиосвязи декаметрового диапазона между населенными пунктами Тамбов – поселок Строитель.

Пояснительная записка содержит — 9 рисунков.

Количество таблиц —2.

Объем пояснительной записки – 24 страницы.

С 4 одержание

ВВЕДЕНИЕ….…………………………………………………………….….…....…5

1 Особенности распространения радиоволн декаметрового диапазона………….6

2 Определение вида радиотрассы……………………………….………..………...10

3 Алгоритм расчета напряженности поля в точке приема…………………….…12

1. Алгоритм расчета напряженности поля в точке приема при высоко расположенных антеннах…………………………………………………………………12

2. Алгоритм расчета напряженности поля в точке приема при низко расположенных антеннах……………………………………………………………...….17

4 Выбор и расчет параметров радиостанции………………………………………21

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……..……………………………………………………............…23

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ………………………..………....24

В 5 ведение

В системах передачи информации с помощью радиотехнических и радиоэлектронных приборов различают три звена: передающее устройство, среда, в которой распространяются радиоволны, и приемное устройство.

Понятно, что если радиоэлектронная система включает в свой состав тракт распространения, то безупречная и надежная работа системы в целом в значительной мере определяется также условиями распространения радиоволн на участке, разделяющем передающую и приемную антенны.

В процессе распространения волны подвергаются ослаблению и искажению. Кроме того, на приемную антенну воздействуют разного рода помехи как естественного, так и искусственного происхождения. Для обеспечения надежной передачи информации необходимо, чтобы поле сигнала, во-ᴨервых, в определенное число раз превышало уровень помех (в зависимости от условий работы канала связи и требований к надежности). Во-вторых, сигналы не должны подвергаться чрезмерным искажениям, неизбежно возникающим в процессе распространения. Искажения должны находиться в пределах допустимых норм.

Передача информации может нарушиться либо при значительном снижении уровня сигнала (который при этом уже не будет выделяться на фоне помех), либо при сильном искажении формы сигнала (его растягивании, дроблении и т. д.).

Свободно распространяющиеся радиоволны находят в современной технике обширные и многообразные применения, а именно: в системах связи, в радиолокационных устройствах, телеметрии, системах управления, в радионавигации и во многих других случаях. Их основное преимущество заключается в том, что когда связь устанавливается между фиксированными (наземными) пунктами, то нет необходимости сооружать между ними, соединительную или направляющую систему. Радиоволны являются единственным и естественным средством осуществления связи с передвигающимися объектами (автомобилями, кораблями, самолетами, космическими кораблями).

1. О 6 собенности распространения радиоволн декаметрового диапазона

При распространении декаметровых волн энергия поверхностной волны сильно поглощается земной поверхностью, особенно над пересеченной местностью. Явление дифракции на коротких волнах не играет заметной роли, поскольку эти волны поглощаются обычно раньше, чем станет ощутимой кривизна земли. Величина напряженности поля поверхностной волны в пункте приема зависит от направленности передающей антенны. На более коротких волнах этого диапазона сказывается также высота подъема передающей и приемной антенн над землей. Дальность распространенияповерхностной волны обычно не превышает десятков километров, особенно для верхней половины диапазона (50... 10 м).

Радиосвязь на коротких волнах (KB) осуществляется ионосферными лучами. В нормальных условиях короткие волны отражаются в основном слоем F, а в нижележащих областях Е и D происходит поглощение энергии КВ. Такое прохождение KB изображено на рисунке 1. Там же показана возможность увеличения дальности коротковолновой связи путем двух «скачков», т.е. двукратного отражения от ионосферы.

Рисунок 1­­ – ­­­­­­­­­­Распрос­транение декаметровх волн:

а – при одном скачке; б – при двух скачках­­

Б

7

ольшая дальность связи достигается благодаря тому, что при правильном выборе длины волны поглощение энергии в ионосфере на KB незначительно (гораздо меньше, чем на СВ), поэтому в пунктах возвращения отраженных волн к Земле напряженность их поля может оказаться достаточной для приема даже при сравнительно небольшой мощности передатчика.

Характер преломления зависит от угла, под которым радиоволна падает на отражающий слой.

На рисунке 2 изображены лучи распространения короткой волны. Угол θ, образованный лучом волн и касательной к поверхности Земли в пункте излучения, называется углом возвышения. При крутом падении θ = 90° волны проходят сквозь ионосферу в космос. При некотором угле θ_кр (критический угол зависит от степени ионизации слоя и частоты) происходит полное внутреннее отражение и луч распространяется в ионосфере параллельно земной поверхности. При углах, меньших критического, лучи возвращаются к Земле, и тем дальше от пункта излучения, чем меньше угол θ. При излучении по касательной к Земле достигается наибольшая дальность скачка, составляющая приблизительно 4000 км. Необходимая дальность связи определяет тот угол θ, под которым антенна должна излучать максимум энергии.

Рисунок 2 – Л­учи распространения короткой волны

К

8

недостаткам диапазона декаметровых волн относится наличие замираний иобразование зоны молчания. Рисунок 3 поясняет образование зоны молчания.

Рисунок 3 – О­бразование зоны молчания

Поверхностный луч не удается принять в этой зоне, потому что он оказывается сильно ослабленным. Пространственный луч не может быть направлен в зону молчания, так как для этого его надо послать под большим углом к земле, но тогда луч пронижет атмосферу и уйдет в космическое пространство. Ширина зоны молчания зависит от времени суток и длины волны: чем короче длина волны, тем шире зона молчания.

Другое явление, играющее существенную роль при организации радиосвязи на декаметровых волнах, - замирание. В отличие от замираний на гектометровых волнах, которые происходят главным образом вследствие интерференции поверхностных и пространственных лучей, замирания на коротких волнах обусловлены в основном интерференцией двух или нескольких пространственных лучей, пришедших в пункт приема различными путями. Объясняется это тем, что передающая антенна излучает волны не в единственном направлении, а в пределах более или менее широкого угла. Соответственно можно считать, что на ионосферу падает не один луч, а как бы пучок лучей. Лучи с различными углами возвышения отражаются при различной глубине проникновения в ионизированный слой идостигают поверхности земли в различных точках.

В

9

следствие многолучевого распространения и колебаний электронной концентрации отражающего слоя радиоволны, излученные передающей антенной, достигают точки приема, двигаясь по разным траекториям. В результате на приемную антенну воздействует несколько колебаний с разными амплитудами и фазами, меняющимися во времени. Из-за соизмеримости разности пути лучей с длинойволны замирания получаются более глубокими и быстрыми.

Многолучевое распространение является также причиной возникновения эха, когда из-за разности хода в точку приема приходят лучи с запозданием на 0,2...1,0 мс. Такой вид искажений получил название ближнего эха. Иногдарадиосигналы за счет многократных отражений обегают вокруг Земли, вызывая кругосветное эхо.

Несмотря на перечисленные недостатки и на интенсивное развитие связи в других диапазонах волн, в частности с использованием искусственных спутников Земли, значение связи в декаметровом диапазоне велико. Декаметровые волны позволяют при сравнительно небольшой мощности передатчиков осуществлять связь на большие расстояния. Поэтому связь на декаметровых волнах остается пока основным видом межконтинентальной связи, являясь важнейшим звеном глобальной связи. По этим же причинам данный диапазон частот широко используется для радиовещания на труднодоступныерайоны страны и вещания на другие страны. [1, с. 359]