. Особенности распространения радиоволн различных диапазонов

Одним из важнейших факторов при оценке ЭМС РЭС является учет влияния сред распространения полезных и мешающих радиосигналов. При распространении в виде электромагнитных волн как ПС, так и МС, происходит их затухание, рассеяние и искажения, что необходимо учитывать при оценке ЭМО и анализе ЭМС РЭС.

7.1 Общие закономерности распространения радиоволн

При работе систем радиосвязи, телерадиовещания и радиосистем многих других типов в земных условиях уровень сигнала, принятого после его прохождения по трассе распространения от передающей антенны, зависит от характеристик местности на трассе, а также от изменчивости тропосферы и ионосферы в зависимости от сезона года, времени суток и ряда других условий. Вследствие этого радиосигнал на входе приемника имеет паразитные амплитудно-фазовые флуктуации, которые принято называть замираниями. Вероятностные расчеты уровней полезных и мешающих радиосигналов различных частот для различных трасс обычно производятся в соответствии с Рекомендациями Международного Союза Электросвязи (МСЭ или ITU), в разработке которых в течение многих десятилетий принимали участие специалисты многих стран. Большой вклад внесли и ученые нашей страны. В частности, начальник отдела распространения радиоволн НИИР д.т.н. А.И. Калинин в течение многих лет являлся вице-председателем Исследовательской комиссии МСЭ по вопросам распространения радиоволн и вместе с возглавляемым им коллективом внес огромный вклад в развитие теории распространения радиоволн различных диапазонов и практических аспектов ее применения.

При анализе процессов распространения радиосигналов на соответствующих трассах для характеристики их замираний широко используется понятие множителя ослабления радиосигнала V(t), определяемое следующим образом:

V(t) = E(t) / Eо, (7.1)

где E(t) -- реальное текущее значение напряженности электрического поля в точке приема, а Eо -- значение напряженности электрического поля в точке приема при распространении радиосигнала между антеннами передатчика и приемника в условиях свободного пространства, т.е. в случае замены реальной трассы распространения радиоволн вакуумом (космосом). При этом реальная напряженность электрического поля в точке приема E(t) = Eо * V(t), из-за чего множитель ослабления и получил свое название. Соответственно, реальная мощность радиосигнала на входе приемника P (t )= Pо* , (7.2) где Pо - мощность радиосигнала на входе приемника при распространении радиоволн в условиях свободного пространства.

Различают медленные и быстрые замирания радиосигналов. Одной из важнейших характеристик случайного процесса V(t) является его медианное значение Vм – значение , превышаемое в течение 50% времени. Оно может быть определено для временных отрезков tмед различной длины (год, месяц, час, минута). Флуктуации мгновенных значений множителя ослабления относительно медианного значения )/Vм называются быстрыми замираниями. В течение интервала времени Tмед >> tмед происходят флуктуации самого медианного значения Vм(t) относительно своего долгосрочного значения, обычно обозначаемого как V мм . Отношение Vм(t)/ V мм называется медленными замираниями.

Из сказанного выше вытекает следующая связь флуктуаций результирующего множителя ослабления c быстрыми и медленными замираниями :

/ Vмм =( )/Vм(t))* (Vм(t)/ Vмм) = Vб (t)* VМ (t), (7.3)

где Vб(t) = ( )/Vм(t)) – множитель ослабления для быстрых замираний, а VМ (t)= (Vм(t)/ Vмм) -- множитель ослабления для медленных замираний.

Причины возникновения быстрых и медленных замираний обусловлены различными механизмами распространения радиоволн и потому рассматриваются отдельно. Отметим, что величина множителя ослабления V(t) (глубина замираний) на реальных трассах может варьироваться от примерно -40 дБ (V = 0, 01) до нескольких положительных дБ, т.е. V(t) при определенных условиях может быть и больше 1 (несмотря на слово “ослабления”! ). Например, при поступлении на вход рецептора помехи “прямого луча” (радиосигнала, распространяющегося в условиях прямой видимости) и луча, отраженного от хорошо проводящей земной “подстилающей поверхности трассы”, c равными фазами величина множителя ослабления V будет близка к 2 (или +6 дБ).

Для каждого диапазона частот характерны свои типовые механизмы распространения радиоволн.