28. Замирания в газах.

Коэффициент ослабления в туманах и облаках

где М количество жидкой воды в единице объема (водность), г/м. Значения и М приводятся в специальных таблицах. Коэффициент ослабления при ледяных частицах значительно меньше, чем при жидких.

Из газов, входящих в состав тропосферы, поглощение вызывают кислород и водяной пар. Поглощение обусловлено взаимодействием падающего поля волны и молекул газов, обладающих электрическим и магнитным моментами.

Поглощение в газах имеет селективный характер и достигает максимума при совпадении частоты воздействующего поля с собственными частотами колебаний молекул.

Глубина замираний из-за поглощения в газах рассчитывается по формуле.

V =

Эксперименты и расчеты показывают, что поглощением в кислороде и водяном паре можно пренебречь на частотах, меньших примерно 15 ГГц (V≤1дБ)

29. Дальняя тропосферная радиосвязь (ДТР). Принцип построения

Тропосферной радиосвязью называют прямую радиосвязь на УКВ, осуществляемую в условиях отсутствия прямой видимости между источником и приемником сигнала, путем использования дальнего тропосферного распространения ультракоротких волн (ДТР УКВ).

Сущность явления ДТР УКВ заключается в проникновении далеко за пределы горизонта радиоволн, рассеянных и отраженных неоднородностями (по диэлектрической проницаемости ε тропосферы, обусловленных неоднородностями метеорологических параметров воздуха: температуры, влажности, давления. При некоторых условиях (например, при движении нагретого воздуха с суши над поверхностью моря) температура воздуха с высотой не уменьшается, а увеличивается (инверсия температуры). Такие неоднородности турбулентного (вихревого) и слоистого характера существуют в тропосфере регулярно во всей ее толще – от поверхности Земли до верхней границы (hт = 10–15 км).

Следовательно, тропосферная радиосвязь может осуществляться независимо от времени года и суток. Однако толщина слоев инверсии в тропосфере обычно не превышает 50-100 м, поэтому волноводным способом могут распространяться только дециметровые, сантиметровые и более короткие волны.

Явление ДТР УКВ характеризуется острой направленностью потока переизлученной энергии. Поэтому для обеспечения максимального уровня сигнала на выходе приемной антенны необходимо скрестить в тропосфере диаграммы направленности антенн приемной и передающей станций на минимальной высоте h0 и при том в вертикальной плоскости, проходящей через точки размещения антенн. Эта высота приближенно может определяться по формуле:

где R – протяженность трассы (расстояние между передающей и приемной станциями), аэ– эквивалентный радиус Земли. Отсюда следует, что прямую тропосферную радиосвязь трудно обеспечить на расстояния, превышающие

Для R = 8500 км, h0 = 10–15 км получаем предельную дальность тропосферной связи без ретрансляции

Чаще всего величина 150<R<500 км. В 1950-х годах экспериментально установлено, что минимальное расстояние («дифракционный горизонт»), на котором начинает проявляться эффект ДТР (т.е. величина напряженности поля, вычисленная по дифракционным формулам, становится меньше, чем измеренная), составляет примерно 100 км, хотя при некоторых условиях для высот антенн 5–10 м и при нормальной рефракции наблюдались дальности ДТР 60–90 км.

Выбор диапазона частот ДТР

Необходимо учитывать суммарные шумы, включая тепловые и интермодуляционные шумы, вызванные условиями распространения радиоволн. На линиях связи протяженностью примерно 400-700 км оптимально применение относительно низких частот (ниже примерно 1 ГГц) и больших антенн для обеспечения соответствующих характеристик линии связи, включая малые интермодуляционные шумы. При этом пропускная способность ТРРЛ обычно невелика. Работа в полосах радиочастот выше 1 ГГц может привести к плохим показателям качества, за исключением случаев очень благоприятного распространения радиоволн. На линиях протяженностью примерно 200-400 км пропускная способность может быть несколько выше. Здесь определяющим фактором могут стать интермодуляционные шумы, вызванные многолучевым распространением. Для уменьшения интермодуляционных шумов использование радиочастот в диапазоне 2 ГГц может оказаться более предпочтительным, чем использование более низких частот.Для более коротких линий (примерно 100-200 км) возможна работа на частотах до 5 ГГц. Работа на этих частотах характеризуется низкими интермодуляционными шумами, вызванными многолучевым распространением, даже при небольших антеннах. Для высоких скоростей передачи оптимальными являются частоты между, примерно, 2 ГГц и 3 ГГц. Для тропосферных радиолиний обычно используется диапазон частот 0.3–5 ГГц.