4.Плясніть вплив величини втрат на рівень сигналу в точці прийому при розповсюджені радіохвиль в реальних умовах
Фактически ЭМВ распространяются не в свободном пространстве, а в реальных условиях. Вследствие этого наблюдаемое в практике значение поля бывает обычно иное, чем рассчитываемое из условия РРВ в свободном пространстве. Это реальное значение бывает меньше, а иногда и больше.
Основные причины этого следующие:
- наличие земли обуславливает появление отраженной от неё волны. Энергия этой волны попадает в место приема (на вход приемника) и суммируется с энергией прямого луча. Возникает явление интерференции. Наиболее неприятным является случай, когда отраженный сигнал приходит на вход приемника в противофазе с основным. Сигналы вычитаются, а результирующий сигнал значительно ослабляется. Возникают интерференционные замирания;
- при низко подведенных антеннах Земля может изменять эквивалентные параметры антенн;
- наличие неоднородностей атмосферы над землёй вызывает рефракцию радиоволн, создает дифракцию, порождает отраженные волны и обуславливает поглощение энергии радиоволн;
- на уровене сигнала сказывается рельеф местности и метеоусловия.
Влияние этих факторов на напряженность
поля вместе приёма учитывают путем
введения множителя ослабления
по отношению к полю свободного
пространства, который равен
(1.21)
где
-
напряженность поля в точке приема при
РРВ в свободном пространстве.
- напряженность поля в точке приема при РРВ в реальных условиях.
Мощность сигнала на входе приемника при РРВ в реальных условиях равна
(1.22)
Отсюда полные потери на участке РРВ составят
(1.23)
Полные потери сигнала при РРВ в реальных условиях равны
(1.24)
Выражение
(1.24) показывает, что полные потери зависят
от расстояния между точками передачи
и приема, длины волны
,
направленных свойств антенны
,
к.п.д. фидеров
,
рельефа местности
и метеорологических условия
.
5. Антени Базових Станцій. Їх параметри. Охарактеризуйте параметр – діаграма спрямованості.
Вибраторные антенны:
- симметричный вибратор;
- несимметричный вибратор (штыревая антенна);
- петлевой вибратор;
- многовибраторные антенны (антенные решетки, антенна типа бегущей волны).
Апертурные антенны:
- рупорные;
- параболические;
- рупорно-параболические;
- двухзеркальные;
- перископические и др.
2.3 Параметры антенн
Основными параметрами антенн являются: амплитудная характеристика направленности; диаграмма направленности; коэффициент направленного действия; коэффициент усиления; эффективная площадь антенны; коэффициент защитного действия и др.
Амплитудная характеристика направленности.
Направленные
свойства антенны принято определять
амплитудной характеристикой направленности,
т.е. зависимостью напряженности
излучаемого антенной поля
в точке наблюдения
от углов
и
(рис.2.2) при
.
Рисунок 2.2
Удобнее пользоваться нормированной характеристикой направленности
.
(2.1)
Нормированная характеристика направленности по мощности
.
(2.2)
Диаграмма направленности – графическое изображение амплитудной характеристики направленности.
Обычно
диаграммы направленности
строят для двух главных плоскостей:
горизонтальной (плоскость
)
и вертикальной (плоскость
).
Эти плоскости, как правило, выбираются
так, чтобы в одной из них был расположен
вектор
,
а в другой
.
могут быть построены как в полярной
(рис.2.3), так и в прямоугольной системе
координат (рис.2.4). Направление максимального
излучения называется главным направлением,
а соответствующий ему лепесток –
главным. Остальные лепестки являются
боковыми.
Рисунок 2.3
Рисунок 2.4
Главный
лепесток характеризуется обычно шириной
по половинной мощности
,
определяемой из
га уровне 0,707 (или на уровне- 3
,
если последняя построена в логарифмическом
масштабе).
Коэффициент
направленного действия
характеризует способность антенны
концентрировать излученное электромагнитное
поле, в каком либо направлении, представляет
собой отношения плотности потока
мощности, излучаемого антенной в данном
направлении
(см.
рис.2.3), к усредненной по всем направлениям
плотности потока мощности
.
(2.3)
Чем больше , тем уже главный лепесток и меньше относительный уровень боковых лепестков. Для апертурных антенн
(2.4)
где
-
геометрическая площадь раскрыва
(апертуры) антенны;
-
коэффициент использования излучающей
поверхности (апертуры).
;
- длина волны.
У большинства антенн радиорелейных и спутниковых систем передачи ширина по половинной мощности в вертикальной и горизонтальной плоскостях одинаковы
.
(2.5)
Коэффициент
усиления
учитывают к.п.д.
антенны и равен
.
(2.6)
В
диапазоне дециметровых и сантиметровых
волн
,
то можно считать
.
Отсюда, коэффициент усиления антенны
можно считать по формуле (2.4).
Коэффициент
защитного действия
вводится
для характеристики степени ослабления
антенной сигналов, принятых с побочных
направлений, и рассчитывается по формуле
, (2.7)
где
-
мощность, излучаемая в главном направлении;
-
мощность, излучаемая в обратном
направлении.
Эффективная
площадь (поверхность) апертурных
антенн
определяется соотношением.
.
(2.8)
У
апертурных антенн, работающих как на
передачу, так и на прием используется
не вся площадь апертуры. Это учитывается
коэффициентом использования поверхности
(площади)
.
(2.9)
(2.10)
Из приведенных выше соотношений (2.4), (2.6), (2.8) следует, что чем больше геометрические размеры антенны на той же частоте коэффициент усиления возрастает. Коэффициент усиления антенны так же возрастает при увеличении рабочей частоты (уменьшении ).