2. Связь земными радиоволнами.

Задача: рассчитать вероятность связи с достоверностью (артикуляцией) не хуже заданной и средние длительности пригодного и непригодного состояния радиоканала (вероятности своевременной передачи телефонного сообщения) для радиолиний, работающих земными радиоволнами на закрепленных радиочастотах (трасса с однородными электрическими параметрами).

Исходные данные для расчета:

1. Длинна радиотрассы: R = 60 км (район г. Махачкала).

2. Время связи: день, весна.

3. Параметры почвы: - удельная проводимость:  = 10^{-3 .}1/Омм

- электрическая проницаемость:  = 3

4. Мощность передатчика: Р_А = 5кВт.

5. Вид радиосигналов, полоса пропускания приемника: ОМ (А3J), f=3,1кГц.

6. Выделенные частоты связи: 12,5 МГц

7. Тип антенн: передающей - АШ-4; приемной - -60/15.

8. Требования к достоверности передаваемой информации (телефонная словесная артикуляция): А = 0,8…0,9 (z_доп = 25 дБ).

9. Объем сообщения: V = 60 слов.

10. Скорость передачи информации по исправному каналу: с_э = 30 слов/мин.

11. Допустимое время передачи сообщения: Т_{пер. доп.} = 3 мин.

Для оценки эффективности радиосвязи дополнительно к исходным данным зададим следующие требования:

- требуемое значение вероятности P (D ≤ D_ДОП)_ТРЕБ = 0,9.

- требуемое значение вероятности P (Т ≤ Т_ДОП)_ТРЕБ = 0,8.

По исходным данным необходимо рассчитать:

- тип радиолинии, характеристики приемной и передающей антенн;

- средний уровень сигнала на входе приемника;

- средний уровень помех на входе приемника;

- превышение среднего уровня сигнала над средним уровнем помех на входе приемника;

- допустимое превышение уровня сигнала над уровнем помех на входе приемника;

- стандартное отклонение превышения уровня сигнала над уровнем помех на входе приемника;

- параметр табулированного распределения вероятностей;

- значение табулированной функции нормированного гауссовского распределения вероятностей;

- среднюю длительность пригодного и непригодного состояния радиоканала;

- вероятность своевременной передачи сообщения.

2.1. Определение типа радиолинии, характеристик приемной и передающей антенн.

Районы расположения обоих корреспондентов открытые, малонаселенные, местность среднепересеченная с влажной почвой. Оба корреспондента неподвижны. Трасса – однородная.

Используя рабочую частоту f = 12,5 МГц, определим коэффициент усиления приемной (G_ПР) и передающей (G_ПЕР) антенн по графикам рис.13 (приложение 11):

G_{ПЕР, АШ-4} = 2,1

G_{ПЕР,АШ-4 [дБ]}=10lg G_{ПЕР,АШ-4} = 3,2 дБ

G_{ПР, λ 60/15} = 2,4

G_{ПР,λ 60/15[дБ]}=10lg G_{ПР,λ 60/15} = 3,8 дБ.

2.2. Определение уровня сигнала на входе приемника.

Расчет уровня сигнала на входе приемника производится по формуле:

,

Определим эффективную мощность излучения по формуле:

Р_ПРД = 10 lg (0,25· Р_А·G_ПЕР)

Р_ЭФ = 10 lg (0,25·5·10¹⁵·2,1) = 154,1 дБ

Так как, передающей антенной является АШ-4, то будем считать .

Считаем, что приемная антенна λ 60/15 подключается к коммутатору приемных антенн коаксиальным кабелем РК75-4-12 длиной 45 метров, через симметрирующий трансформатор, тогда коэффициент полезного действия фидера приемной антенны λ 60/15 определим по формуле:

,

η_ФПР = 10 ^{-0,1·0,11·45} = 0,31 (- 5 дБ)

Для работы передающая антенна АШ-4 и приемной антенны λ 60/15 используются вертикально поляризованные волны, поэтому коэффициент согласования приемной антенны и поля сигнала по поляризации ξ_п = 0 дБ.

Так как, приемная антенна λ 60/15 подключается к приемному устройству с участием фидера, через симметрирующий трансформатор, то будем считать, что коэффициент согласования приемной антенны с фидером (приемником) по сопротивлению ξ_с = 0 дБ.

Принимая во внимание, что по исходным данным почва имеет параметры  = 10^{-3 .}1/Омм,  = 3, определим затухание сигнала, учитывающее влияние поверхности земли по формуле:

, где

b_В,r – численное расстояние, определяемое по формуле:

,

= = 0,24 м. = 24 см.

= 2360

= 36,7 дБ

Определим затухание сигнала в свободном пространстве по формуле:

,

= 89,9 дБ

Получим суммарное затухание:

W_РРВ = W_Т + W = 36,7 + 89,9 = 126,6 дБ

Вычислим уровень сигнала на входе приемника:

у = 154,1 + 0 + 3,2 + 3,8 – 5 + 0 + 0 – 126,6 = 29,5 дБ