3.1 Расчёт дальности зоны обслуживания радиостанции

Дальность радиосвязи, как правило, приводится в характеристиках радиостанций. Однако, это значение условно, а реальная дальность радиосвязи определяется применительно к каждому конкретному случаю, так как дальность радиосвязи зависит не только от электрических параметров радиостанции, но и от условий, в которых организуется радиосвязь (характер местности, высота установки антенны и так далее). При наличии прямой видимости между приёмной и передающей антеннами напряжённость поля Е_m рассчитывается по формуле Б.В. Введенского:

Е_m = [(4π · ) / (λ · d²)] · (h₁ · h₂), (3.1)

где, Е_m – напряжённость поля, мкВ/м; Р_Σ – мощность излучения передающей антенны, Вт; σ – коэффициент направленного действия передающей антенны; λ – длина волны, м; d – протяжённость трассы, км; h₁ и h₂ – высоты поднятия соответственно передающей и приёмной антенн, м.

Для уверенной связи напряжённость поля полезного сигнала в точке приёма должна превышать напряжённость поля помех в N раз, определяемое техническими характеристиками применяемых радиосредств. Например, для радиостанций ГПС такое превышение составляет 20 дБ:

N = 20 lg (E_m / E_п ), (3.2)

где, Е_m – напряжённость электрического поля полезного сигнала в точке приёма, мкВ/м; E_п – напряжённость электрического поля помех в точке приёма, мкВ/м.

При расчёте дальности связи с подвижными объектами напряжённость, поля полезных сигналов представляется графиками распространения электромагнитной энергии (рис. 3.1). Эти графики получены на основании статистического материала, собранного непосредственным измерением напряжённости поля на частоте 150 МГц. Графики представлены в виде средних значений напряжённости поля Е, дБ, в зависимости от расстояния d, км для различных высот подъёма антенны стационарной радиостанции.

Параметр Δh является условной мерой неровности рельефа местности и определяется разностью уровней местности , превышаемых на 10 и 90 % длину трассы l (рис.3.2). Если Δh > 50 м, то в полосе частот 35…46 МГц напряжённость поля , вычисленную по кривым рис.3.1, необходимо уменьшить на 4 дБ; в полосе частот 33…35 МГц рельеф местности не учитывается, в полосе частот 150…174 МГц рельеф местности учитывается с помощью дополнительного коэффициента ослабления, значение которого вычитается из значения напряжённости поля, полученного из кривых рис. 3.1. Дополнительные коэффициенты ослабления приведены в табл.3.1.

Минимальные значения защищаемой напряженности поля полезного сигнала, при которой обеспечивается высокое качество радиосвязи приведены в табл.3.2.

Таким образом, дальность радиосвязи определяется по графику рис.3.1 исходя из значений защищаемой напряжённости поля с учётом влияния рельефа местности и возможной высоты установки.

Пример: Рассчитать дальность радиосвязи между двумя радиостанциями, работающими на частоте 147 МГц на пересечённой местности (в условиях города Δh = 50 м) , при высотах стационарных антенн h₁ = 20 м, h₂ = 10 м и мощности передатчиков, равной 8 Вт.

На этой частоте защищаемая напряжённость поля равна 20 дБ (табл.3.2). Ориентировочная дальность радиосвязи определяется по рис.3.1 следующим образом:

- рассчитывается значение (h₁ · h₂ ) / 2, (h₁ · h₂ ) / 2 = (20 · 10) / 2 = 100 м²;

- на оси ординат откладывается значение Е = 20 дБ;

- на уровне 20 дБ проводится горизонталь до пересечения с кривой h = 100 м²;

- опускается перпендикуляр из точки пересечения до оси абсцисс.

Дальность радиосвязи составляет 33 км.

Дополнительный коэффициент ослабления для Δh = 50 м составляет 0 дБ (табл. 1). По исходным данным поправочный коэффициент для мощности передатчика 8 Вт составляет -1 дБ.

С учётом суммарного поправочного коэффициента, который прибавляется к защищаемой напряжённости поля, по рис.3.1 определяется уточнённая дальность радиосвязи.

Суммарный поправочный коэффициент Е = 20 + (-1) = 19 дБ.

Следовательно, дальность радиосвязи между двумя радиостанциями составляет 35 км.

Таблица 3.1

Дополнительный коэффициент ослабления

Неровность рельефа местности Δh, м	30	50	150	250	400
Дальность радиосвязи d < 100 км	-2	0	7	12	16
Дальность радиосвязи d > 200 км	-1	0	3,5	6	8

Таблица 3.2

Минимальные значения защищаемой напряжённости поля полезного сигнала

Полоса частот, МГц	Напряженность поля, дБ	Напряженность поля, мкВ/м
30…50	8	2,5
100…200	20	10
300…350	25	18

Рис. 3.1 Зависимости средних значений напряжённости поля от

расстояния излучающей антенны для различных высот

подъёма её над землёй

Рис. 3.2 Неровности рельефа местности

Задание: Для своего варианта рассчитать дальность зоны обслуживания радиостанции. Исходные данные приведены в табл. 3.3.

Таблица 3.3

Исходные данные для расчёта дальности зоны обслуживания радиостанции

№ п/п	Частота радиостанции, МГц	Неровность рельефа местности Δh, м	Высота установки антенны h1, м	Высота установки антенны h2, м	Мощность передатчика, Вт	Поправочный коэффициент, дБ
1	35	30	5	3	8	- 1
2	40	50	10	3	8	- 1
3	50	150	15	7	8	- 1
4	100	150	15	10	8	- 1
5	120	250	20	15	8	- 1
6	130	150	15	5	8	- 1
7	150	30	7	2	8	- 1
8	200	50	10	4	8	- 1
9	300	150	15	5	8	- 1
10	350	250	20	10	8	- 1
11	30	30	5	3	5	- 4
12	40	50	10	3	5	- 4
13	50	150	15	7	5	- 4
14	100	150	15	10	5	- 4
15	120	250	20	15	5	- 4
16	130	150	15	5	5	- 4
17	150	30	7	2	5	- 4
18	200	50	10	4	5	- 4
19	300	150	15	5	5	- 4
20	350	250	20	10	5	- 4
21	100	150	15	10	8	- 1
22	350	250	20	10	8	- 1
23	30	30	5	3	5	- 4
24	40	50	10	3	5	- 4

Продолжение таблицы 3.3

№ п/п	Частота радиостанции, МГц	Неровность рельефа местности Δh, м	Высота установки антенны h1, м	Высота установки антенны h2, м	Мощность передатчика, Вт	Поправочный коэффициент, дБ
25	35	30	5	3	8	- 1
26	40	50	10	3	8	- 1
14	100	150	15	10	5	- 4
15	120	250	20	15	5	- 4
16	130	150	15	5	5	- 4
17	150	30	7	2	5	- 4