
книги из ГПНТБ / Левитский, Г. Е. Распространение радиоволн
.pdfЕсли элемент й ZT. опускается |
ниже линии ААt |
,то |
быстро убывает flf(A,M"j,а если он |
опускается ниже ММ/ |
то - I f f M j M f .Это |
означает,что элементы,находящиеся ниже |
|||||
Іиний АА, и, |
ММ) |
практически в точке Мрассеянного поля |
||||
не создают/ |
|
|
|
|
|
|
Если элемент объема A lf. с неоднородностями удаляется |
||||||
от точки О |
вверх,по |
направлению линий |
АА/ |
илиММ\ |
||
или направлению нормальному к плоскости,проходящей через |
||||||
АА, а ММ/jTO угол рассеяния 9 |
растет,а вместе о, этим |
|||||
убывает и плотность потока мощное |
|
рассеянной вол |
||||
ны в точке М. Следовательно^.элементы |
А i f |
.достаточно |
||||
удаленные от точки О ? |
заметного поля в точке Мсоздавать |
|||||
не будут.~ |
« |
|
|
|
|
|
Изложенное позволяет сделать вывод о том,что основную
часть рассеянного поля в точке наблюдения U будут создавать неоднородности показателя преломления,находящиеся в области, лежащей над линиями горизонтов АА/} ММ/ вблизи точки О
Эта область получила наименование области,существенной для
рассеяния.На рис. 52.она заштрихована.
Теперь можно решить вопрос об оптимальной ориентации
приемзой и передающих антенн для того,что обеспечить макси мальный уровень сигнала на выходе приемной антенны,находящей
ся в точке 1і, '
Передающая антенна должна быть ориентирована так,чтобы
облучать с наибольшей интенсивностью существенную для рас сеяния область.Этот вывод вытекает и из соотношения (153). Действительно,чтобы ■Ур(М) было наибольшим,необходимо,что
бы значения ХН |
передающей антенны / М |
в точках |
М" существенной области достигали наибольших |
значений. |
210
/
Приеиная антенна должна быть ориентирована так,чтобы с наибольшей интенсивностью принимать волны,идущие от неодно
родностей, находящихся в существенной области.
Очевидно'всё это будет достигнуто,если нижние границы главных лепестков,определенные по половинной мощности, прием ной и передающей антенны будут совпадать с прямыми к А, и ММ/
соответственно.
Важно подчеркнуть,что отклонения ориентации главных
лепестков антенны от оптимальной,как правило,приводит к столь значительному снижению уровня сигналов на выходе приемной ан» тенны.что обработка их становится невозможной.
4.Наличие существенной для рассеяния области обуславли
вает возникновение так называемого явления потери усилия ан
тенны, которое состоит в том,что начиная с некоторого значения
КНД приемной или передающей антенны,дальнейшее его увеличение не приводит к пропорциональному росту мощности сигнала (рост' более медленный) на выходе приемной антенны,либо такой рост вообще не наблюдается.
Заметим,что обычно,при передаче сигналов прямыми волна ми, мощность сигнала на выходе приемной антенны пропорцибналь-
на величинам коэффициентов направленного действия (коэффи циентов усиления) передающей и приемной антенны.
Покажем,что явление потери усиления антенны действитель но должно наблюдаться.Сделаем это на примере передающей антен
ны. |
|
Пустьначальная ширина оСи |
главного лепестка |
диаграммы направленности передающей антенны больше углового
размера OCQ |
существенной |
для рассеяния области |
, |
ч наблюдаемой из точки стояния |
антенны А (рис.53),а |
значение |
|
14* |
|
|
2 1 ! |
К Н Д ,соответствую щ ей ширине |
о ( н t -равно |
, .Л еп есто к |
ориентирован,как рекомендовано Еыше.Будем уменьшатъ ширину
лепестка |
от |
?до |
<^с |
.При этом КНД антенны будет |
расти, от |
значения |
0н |
до некоторого значения 0с .Все |
|
неоднородности тропосферы е |
существенной области будут облу |
чаться и плотность потока' падающей на них волны будет расти пропорционально росту КНД - S ) .вместе с этим пропорциональ
но |
я> будет расти плотность потока мощности рассеянной |
еолны |
и мощности сигнала на выходе приемной антенны. |
При о £ < о ( с удет облучаться уже только часть
неоднородностей существенной области, с уменьшением оС. в
сравнении с оСс и ростом $ 0 в сравнении с
эта часть будет уменьшаться,а следовательно будет уменьшать ся и число неоднородностей существенна рассеивающих радиоволны в направлении на точку наблюдения М.
В результате на плотность потока мощности рассеянной
волны в точке U будет действовать два друг дру
га компенсирующих фактора: расти плотность потока мощности волны«облучающей каддую неоднородность,что вызовет рост и одновременно уменьшаться число облучаемых неоднородностей в существенной области,что будет вызывать снижение роста
.В результате рост 2> |
не будет сопровождать- |
|
ся пропорциональным ростом У /> М |
,что |
и требовалось пока- |
зать. |
|
|
■4. Экспериментальные данные о дальнем тропосферном |
||
распространении УКВ" |
1. |
Установлено,что в сантиметровом,дециметровом и коротко
волновой части метрового диапазонов волн возшожен прием сигна лов на расстояниях до 600-700 км от передающих антенн,когда приемные антенны находятся глубоко в области тени.Однако такой прием осуществим лишь в тех случаях,когда используются мощные передатчики,чувствительные приемники и остронаправлен ные антенны,ориентированные,как рекомендовалось выше.
. Средние уровни сигналов наблюдаемых при дальнем тропо сферном распространении быстро убывают с расстоянием,однако скорость их убывания значительно ниже скорости убывания
213
уровня сигналов дифракционных волн. ( см. рис. 49 ).
В метровом диапазоне волн уровень рассеянных сигналов
убывает с ростом длины волны,а в сантиметровом увеличивает-
\
ся, что хорошо объясняется теорией.
Уровень рассеяного сигнала непрерывно флюктуирует, квазипериод флюктуаций колеблется от единиц до долей секун ды, он зависит от длины волны,убывая с её укорочением. На рис. 54 в качестве примера приведена кривая,изображающая
зависимость уровня сигнала от |
времени |
( /( = 150 см, |
R = 200 км,интервал записи 5 м ) . |
|
|
Имеет место-зависимость среднего уровня рассеянного |
||
сигнала от времени года.Летом он на 4 -s |
б дб выше;чем |
|
зимой. |
|
|
I
Наблюдается явление потери усиления антенны.
214
На рио. 55 приведен график,составленный по многочисленным
Рис,55.
экспериментальным данным,отображавшим зависимость коэффициен
та усиления антенны при приеме рассеянных волн 3 )р а с |
от |
||||
коэффициента усиления антенны |
2 ) |
из которого |
следу |
||
ет,что |
при |
BO-T-ZZdS рост |
не сопровожда |
||
ется пропорциональным ростом уровня сигнала f&poc.J> |
|
||||
#■ . |
Инженерный метод расчета |
множителя ослабления |
|||
|
волн, |
рассеянных на неоднородностях тропосферы |
|||
|
На основе |
общения экспериментальных данных об уровнях |
2 1 5
сигналов,рассеянных на неоднородностях тропосферы,наблюдав шихся на сухопутных трассах,проходящих по территории Совет ского Союза,был предложен приближенный инженерный метод, позволявши! определить .величину множителя ослабления волн, рассеянных на этих неоднородностях,на трассах протяженностью от 100 до 800 км в диапазоне волн от 3 до 150 см для случая низкорасположенных антенн ( 5 -і ІО м над поверхностью земли).
Согласно этому методу множитель ослабления В , выра женный в дб, определяется сумной [б ] :
В = В с +а Вм +Aßp~'A ^B+A B ,
где |
|
|
|
|
|
|
Е0 - |
напряженность поля волны в свободном пространстве, |
|||||
£ |
- |
напряженность поля рассеянной волны, |
|
|||
Вс - |
величина ослабления,зависящая от протяженности |
|
||||
трассы 0 |
и длины волны jf |
при некоторых "стандартных" |
||||
условиях и значении |
Âl= 310ед |
|
||||
аВм- поправка на метеоусловия, |
|
|||||
Авр - поправка на рельеф местности, |
|
|||||
А Ф - поправка на |
потери усиления антенны, |
|
||||
AÖ |
- |
дополнительное ослабление за счет замираний. |
|
|||
Величина |
Вс |
определяется но графику рио. 56. |
|
|||
а Вм можно рассчитать |
по формулам: |
|
||||
|
|
А Вм-(0,93-1,56■ 1 0 ~ fy(# 5 - 510)26 |
|
|||
для |
|
|
3 5 0 хм |
|
|
|
I |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
А дм |
~ [0 ,5 0 - о о - |
ю Ъ ))Ж 5 -З І0 /2 6 |
\ |
|
|
|
|
для S > = 5 5 Ѳ + |
. |
! ,Здесь |
Л* |
- среднее |
значение |
за месяц коэффициента |
|||||
преломления воздуха в |
Лед |
|
для трассы^подлежащей расчешу. |
||||||
Если таких данных нет,то |
следует полагать |
Зм ^ О |
|||||||
Поправка |
А Зр |
|
на рельеф местности дается граіфіяищ |
||||||
на рис. |
57',на нем ß |
t |
|
и |
ß t - |
углы |
закрытия ДО»я »raepe- |
||
давдей |
и приемной антенны. |
|
|
|
|
||||
|
Если |
ß t +ß^ |
< |
О |
f |
то |
А Зр |
приобретает |
2 1 7
положительное значение
Таблица для определения |
Л |
|
|||
<Oi.Cz 35 |
60 |
10 |
80 |
90 |
|
&.G |
35 |
0 |
-4 |
-7 |
-Ю |
Значения д Ф в зависимости |
от произведения |
||||
даны в таблице. Здесь |
(£4 и ^ |
- |
коэффициенты направ |
||
ленного действия |
передающей и .приемной антенны. |
4 ß характеризует флюктуации величины множителя ослабления, на рис. 58 даны значения а В для трасс различной протяженности (от 150 до 700 ком ) в зависимости от процента времени, в течение которого они ( д З ) меньше значений, указанных на оси ординат.
219