18. Зоны Френеля. Область пространства, существенная для распространения радиоволн.

При распространении радиоволн в свободном пространстве различные области пространства неодинаково влияют на формирование поля на некотором расстоянии от излучателя. Согласно принципу Гюйгенса, каждая точка фронта распространяющейся волны является источником новой вторичной сферической волны. Полное поле определяется путем суммирования элементарных полей, созданных вторичными источниками, находящимися на некоторой поверхности, окружающей первичный источник.

Для РРЛ прямой видимости, основные выводы могут быть следующими:

1. Любое частичное экранирование пространства неровностями рельефа местности ослабляет излучение, исходящее из некоторых зон Френеля, что влияет на мощность сигнала на входе приемника.

2. Напряженность поля в точке приема от первой зоны Френеля в 2 раза превышает напряженность поля, определяемую всеми остальными зонами.

Таким образом, основная доля энергии передается внутри первой зоны. Желательным, при выборе трассы РРЛ прямой видимости, является отсутствие предметов, экранирующих первую зону Френеля.

3. Зависимость напряженности поля в точке приема от просвета Н имеет характер колебаний, амплитуда которых убывает с увеличением просвета. При большом просвете (когда открыто 8-12 зон Френеля) эти колебания практически затухают, и напряженность поля в точке приема соответствует напряженности поля свободного пространства Е Внутри первой зоны Френеля, может быть выделена первая зона Френеля, граница которой определяется разностью хода лучей (прямого и обратного), равная Л/6. При этом напряженность поля в точке приема также равна Есв Первая зона Френеля должна быть свободна от препятствий. Любое экранирование этой зоны приводит к ухудшению качества связи. Напряженность поля в точке приема, созданная всеми вторичными излучателями, расположенными внутри первой зоны Френеля, численно равна напряженности поля свободного пространства.

Радиус первой зоны Френеля

19. Пример зон Френеля для интервала ррл. Пассивный усилитель.

Пример зон Френеля для интервала РРЛ

20. Прямая видимость. Рефракция радиоволн. Виды рефракции.

Рефракция радиоволн - искривление направления распространения волн в неоднородной среде.

Изменения показателя преломления с высотой существенно влияют на распространение радиоволн, особенно УКВ диапазона. Сами по себе значения коэффициента преломления незначительно отличаются от единицы, но с учетом больших расстояний распространения радиоволн, небольшие его изменения приводят к искривлению траектории распространения радиоволны.

Тропосфера разбивается на тропосферные слои, в пределах каждого показатель преломления n считается неизменяемым. С учетом того, что с ростом высоты коэффициент преломления уменьшается и при дискретной аппроксимации

луч по закону преломления (в первом приближении отражёнными волнами можно пренебречь, так как скачёк Δn от слоя к слою очень незначителен) будет отклоняться в сторону земной поверхности.

Радиус кривизны траектории зависит от скорости изменения коэффициента преломления с высотой

21. Составляющие затухания на интервалах ррл. Затухание в атмосфере.

Медианное затухание на интервале: Wмед=W0+Wp+Wa

Затухания за счет рельефа: Wp - определяется типом интервала и его геометрическими параметрами (просвет, форма и размеры препятствий, подстилающая поверхность и т.д) влияющими на условия экранирования препятствиями и отражения сигнала от поверхности земли

Затухания в атмосфере - обусловлено поглощением радиоволн в газах спокойной атмосферы и в осадках

При проектировании трассы радиосвязи для связи земной станции и спутника необходимо учитывать затухание радиосигнала, складывающееся из нескольких составляющих: затухание в атмосферных газах, дожде и облаках, амплитудные замирания радиосигнала.

Метод суммирования спектральных линий позволяет рассчитать величину ослабления, испытываемого радиоволной при распространении через газы атмосферы на основе таких параметров, как абсолютная температура T (К), давление сухого воздуха p (гПа), парциальное давление водяного пара водяной пар p (гПа) и индекс рефракции n. Основным принципом методики является разделение атмосферы на слои, вычисление влияния каждого отдельного слоя на сигнал и последующее суммирование найденных воздействий с целью получения итогового значения.

Метод расчета затухания в дожде, основывается на применении эффективной длины трассы и двух поправочных коэффициентов. Из-за неоднородной структуры дождя вводятся коэффициент ослабления по горизонтали и коэффициент подстройки по вертикали, с помощью которых далее непосредственно вычисляется эффективная длина трассы и перемножается с погонным затуханием с целью получения итогового значения

Затухание при распространении радиоволн в атмосфере также связано с облаками, представляющими собой скопление капель воды, размер которых не превышает 0,01 см. Для сигналов с частотой не более 200 ГГц погонное ослабление в облачности может быть выражено с использованием релеевской аппроксимации

Для осуществления оценки затухания необходимо иметь местные статистические данные об общем столбчатом объеме воды в жидкой фазе, содержащейся в облаках

Амплитудные мерцания, являющиеся изменением амплитуды радиоволны вследствие неоднородности индекса рефракции вдоль пути ее распространения, вызывают замирания сигнала. Эффект многолучевости, выраженный в приходе на приемную антенну не только самого сигнала, но и его переотраженных и преломленных копий, также может играть роль в замирании, а следственно, и ослаблении радиоволны. Тем не менее при углах места, больших или равных 5°, вклад многолучевости по сравнению с мерцанием незначительный.