Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Левитский, Г. Е. Распространение радиоволн

.pdf
Скачиваний:
35
Добавлен:
20.10.2023
Размер:
8.23 Mб
Скачать

Если 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

до некоторого значения .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,

 

-

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

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

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ