8.1. Учет атмосферных потерь

Атмосферные потери, в основном, складываются из потерь в атомах кислорода и в молекулах воды. Практически полная непрозрачность атмосферы для радиоволн наблюдается на частоте 118,74 ГГц (резонансное поглощение в атомах кислоро­да), а на частотах больше 60 ГГц погонное затухание превыша­ет 15 дБ/км. Ослабление в водяных парах атмосферы зависит от их концентрации и весьма велико во влажном теплом клима­те и доминирует на частотах ниже 45 ГГц. Погонные потери (дБ/км) в атомах ки­слорода:

где - рабочая частота, ГГц.

Формула справедлива для рабочих частот ниже 57 ГГц, при нормальном атмосферном давлении и при температуре воздуха +15 град. С.

Погонные потери в водяных парах (дБ/км)

где - концентрация водяных паров в атмосфере, г/м (обычно ).

Суммарные погонные потери (дБ/км) при температуре, от­личной от 15 град. С:

,

где - температура воздуха зимой.

Температура выбрана –35(минимальная), так как для степной полосы Южной Сибири и Казахстана характерны суровые зимы, при данной температуре будут максимальные потери в газах атмосферы, что приведет к наибольшим замираниям. Если рассчитанные при наихудшем варианте качественные показатели укладываются в норму, то менее плохие показатели тоже будут соответствовать норме.

Полные потери в газах атмосферы можно найти, умножив погонное ослабление на протяженность интервала линии связи.

Пример расчета: Диапазон 23 ГГц( 21.2-23.6 ГГц).

Подобным образом проводится расчет при других параметрах. Результаты расчетов в таблице:

Диапазон, ГГц
15 (14.5-15.35 ГГц)		0.021	0.097	1.364
23 (21.2-23.6 ГГц)	0.012	0.183	0.748	10.477
27 (25.25 -27.5 ГГц)	0.015	0.099	0.417	5.844

8.2. Влияние гидрометеоров

К гидрометеорам относятся дожди, снег, град, туман и пр. Влияние гидрометеоров заметно уже при частотах больше 8 ГГц, а в неблагоприятных экологических условиях (при наличии в атмосферных осадках металлизированной пыли, смога, ки­слот или щелочей) и на значительно более низких частотах.

Методика учета влияния гидрометеоров на показатели него­товности линии связи основывается на расчете ослабления сигнала в атмосферных осадках, вероятность появления кото­рых в данной местности равна 0,01% (рис.4).

Погонное затухание в дождевых образованиях определяется по формуле:

, где – интенсивность осадков, равная 40 мм/час для нашего климатического района (определяется в приложении по рис. 3).

и - коэффициенты, которые определяются по следующим формулам:

вертикальная поляризация

где , , , .

где , , .

горизонтальная поляризация

где , , , .

где , , .

Пример расчета: Диапазон 23 ГГц (21.2-23.6 ГГц),

Подобным образом проводится расчет при других параметрах и при горизонтальной поляризации. Результаты расчетов в таблице:

Диапазон, ГГц	Поляризация	Коэффициенты a	Коэффициенты b	Погонное затухание
15 (14.5-15.35 ГГц)	вертикальная	1.129	0.033	2.149
23 (21.2-23.6 ГГц)		1.046	0.094	4.443
27 (25.25 -27.5 ГГц)		1.017	0.135	5.734
15 (14.5-15.35 ГГц)	горизонтальная	1.153	0.036	2.349
23 (21.2-23.6 ГГц)		1.076	0.104	4.964
27 (25.25 -27.5 ГГц)		1.041	0.151	6.262

Для дальнейших расчетов берем вариант с наибольшим погонным затуханием в дождевых образованиях (работа в критических условиях), т.е. при горизонтальной поляризации.

Эффективная протяженность дождевого образования, опре­деляется по эмпирической формуле:

,

где - интенсивность дождя, который идет в данной местно­сти в течение 0,01% времени.

Ослабление сигнала (дБ), к которому приводит дождь дан­ной интенсивности:

,

где - протяженность интервала линии связи, км.

Процент времени ( ), в течение которого уровень сигнала на входе приемника на пролете линии связи станет меньше порогового значения для коэффициента ошибок (что соответствует составляющей показателя неготовности линии связи) определяется следующим выражением:

где - запас на замирания для .

Далее сравним с нормой показателя неготовности. При расчете ПНГ участка ЦРРЛ, предназначенной для передачи телефонных сигналов необходимо учитывать, что есть два направления линии связи и, поэтому сравнивать расчеты на пролете нужно с ПНГ/2.:

При =14, км (см. главу 4)

, т.е. должно выполняться требование .

Пример расчета: =14км; ; ; =4.964; = ; ,

40.168дБ

, следовательно требования на проектирование РРЛ не удовлетворяются.

Подобным образом проводится расчет при других параметрах. Результаты расчетов в таблице:

Аппаратура	Диапазон, ГГц	Диаметр антенн,м	Погонное затухание		Ослабление сигнала , дБ
Радиан-15	15 (14.5-15.35 ГГц)	0.6	2.349		19.007
MINI-LINK 15-C	15 (14.5-15.35 ГГц)	0.6	2.349		19.007
MINI-LINK 15-E	15 (14.5-15.35 ГГц)	0.6	2.349		19.007
MINI-LINK 23-C	23 (21.2-23.6 ГГц)	0.6	4.964		40.168
MINI-LINK 26-E	27 (25.25 -27.5 ГГц)	0.6	6.262		50.672
MINI-LINK 26-С	27 (25.25 -27.5 ГГц)	0.6	6.262		50.672

Как мы видим, требование выполняется для 3-х вариантов.