00_практика_1_оэмсстрв_решение
.pdfМинистерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации
Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
Московский технический университет связи и информатики
___________________________________________________________________
Факультет
«Радио и телевидение»
Кафедра
«Кафедра
Лабораторная работа №X по дисциплине «название» «тема»
Выполнил |
|
|
|
|
Студент группы БРВ2201 |
_________________________ |
Велит А.И. |
||
Проверил |
|
|
|
|
Должность |
_________________________ |
ФИО |
|
|
Москва 2025
Задача №1 «Влияние ДН на уровень принимаемой помехи |
|
|
||||||||||||||||||||||||||
Дано |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
N 8 |
|
d 0.5 λ |
|
|
θ0 |
7.5 deg |
|
θs 6 deg |
|
θe |
25 deg |
k 2 |
π |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
λ |
Решение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
L N-1 d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– длина решётки |
|
|
||||||||||||||
ψ |
|
θ |
|
|
k L |
|
|
|
θ |
|
|
|
|
|
|
– обобщённая угловая переменная |
||||||||||||
|
|
2 |
sin |
|
|
-sin θ0 |
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F θ |
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
ψ θ | |
|
– ДН решётки |
|
|
||||||||||||||
|sin ψ θ ÷ N sin |
N |
| |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
θs |
=44.019 |
|
|
– отношение сигнал/шум |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
θe |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Θ 0 deg,0.1 deg 180 deg |
– диапазон построения графика |
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F Θ |
|
|
|
|
|
|
|
0.4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
0.3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
110 |
120 |
130 |
140 |
150 |
160 |
170 |
180 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Θ deg |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
График ДН по мощности
FdB θ 10 log F θ ,10 – конверсия в децибелы
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
FdB Θ |
0.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
-45.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
140 |
160 |
180 |
|
|
|
|
Θ deg |
|
|
|
|
|
График ДН по мощности в ДБ
Задача №2 Дифракция на сферической земной поверхности
Дано
f 1.1 |
GHz h1 20 m |
h2 25.5 m |
ae 8.5 Mm |
β 1 |
d 0.1 |
Mm |
|
|
|
Решение
Rsv |
|
|
2 |
-ae |
2 |
+ |
|
|
2 |
-ae |
2 |
=39.26 km |
– Расстояние |
|
|
||||||||||||
ae+h1 |
|
|
ae+h2 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
прямой видимости |
D Rsv+d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– максимальная длина трассы |
||
|
|
|
|
2 |
|
-1 |
|
|
|
Y1 9.575 |
10 |
-3 |
f 3 |
ae |
3 |
|
h1 |
=0.9999 |
|
|
β |
|
|
|
m |
||||
|
|
|
MHz |
km |
|
|
|||
|
|
|
|
2 |
|
-1 |
|
|
|
Y2 9.575 |
10 |
-3 |
f 3 |
ae |
3 |
|
h2 |
=1.2749 |
|
|
β |
|
|
|
m |
||||
|
|
|
MHz |
km |
|
|
|||
–нормированная высота первой антенны
–нормированная высота второй антенны
B1 β Y1 |
B2 β Y2 |
– коэффициенты |
|
|
1 |
|
-2 |
|
|
X d 2.188 |
|
f 3 |
ae |
3 |
|
d |
β |
|
|
|
km |
||
|
MHz |
km |
|
|||
– нормированная длина трассы между антеннами при нормированных высотах
F d |
‖x←X d |
|
|
|
|
|
|
| |
|
||
|
‖ |
|
x≥1.6 |
|
|
|
|
|
| |
| |
|
|
‖if |
|
|
|
|
|
| |
|
|||
|
‖ |
‖ |
11+10 log x,10 -17.6 x |
|
| |
| |
|
||||
|
‖ |
‖ |
|
| |
| |
– потери какие-то |
|||||
|
‖else |
|
|
|
|
|
| |
| |
|
||
|
‖ |
‖ |
-20 log |
|
x,10 |
|
-5.6488 x |
1.425 |
| |
| |
|
|
| |
|
|||||||||
|
‖‖ |
‖ |
|
|
|
|| |
|
||||
G B |
‖if B≤2 |
|
|
|| |
|||
|
‖ |
‖ |
|
|
3 |
|
|| |
|
‖ |
20 |
|| |
||||
|
‖ |
log B+0.1 B |
|
,10 |
|||
|
‖ |
|
|
|
|
|| |
|
|
‖else |
|
|
|
|| |
||
|
‖ |
‖ |
|
1 |
|
|
|| |
|
‖ |
‖ |
17.6 B-1.1 2 -5 log B-1.1,10 -8 |
|| |
|||
|
‖ |
‖ |
|
|
|
|
|| |
– Затухания для КУ антенн
Ld |
|
d |
|
-F |
|
d |
|
-G B1 |
-G B2 |
– общие потери передачи за счёт |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дифракции |
|
| |
|
d |
|
|
|
|
|
|
f |
|
|
| |
Lfs |
d |20 |
log |
,10 + |
20 log |
|
,10 |
|
| |
|||||
|
| |
|
km |
|
|
|
|
|
MHz |
|
|
| |
|
|
| |
|
4 π |
|
Gm |
|
-G B1 |
|
|
| |
|||
|
|+20 |
log |
|
|
|
,10 |
-G B2 | |
||||||
|
|
|
|
c |
|
s |
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
||
– потери в свободном пространстве
r Rsv,Rsv+100 m D – диапазон построения графика
135 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
125 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
115 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
105 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
95 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
85 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ld r |
75 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
65 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Lfs r |
55 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
35 |
45 |
55 |
65 |
75 |
85 |
95 |
105 |
115 |
125 |
135 |
145 |
r km
Графики основных потерь от расстояния с учётом дифракции и в свободном пространстве
Задача №3 Дифракция на клиновидном препятствии |
|
|
|
|||||||||||||
Дано |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f 1.1 GHz |
|
h1 8 m |
|
h2 12 m |
|
r1 100 m |
d2 500 m |
|||||||||
Решение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d1 |
h1 |
2 +r1 |
2 =100.319 m |
– прямое расстояние от передающей |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
антенны до препятствия |
|
|
|||||
λ c |
=272.539 mm |
|
|
|
– длина волны |
|
|
|
|
|||||||
f |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
v h,d h |
|
2 |
1 |
+ |
1 |
– обобщённый безразмерный параметр |
||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
λ |
d1 |
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Так как параметр v никогда не будет отрицательным, по условию задачи |
||||||||||||||||
всегда будет действовать функция аппроксимации функции Бесселя |
||||||||||||||||
неизвестного порядка: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
J h,d 6.9+20 log |
|
v h,d -0.1 2 |
+1+v h,d |
|
|
|
||||||||||
|
-0.1,10 |
|
||||||||||||||
D 1 m,2 m d2 |
– диапазон построения графиков |
|
|
|
||||||||||||
45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
42.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
37.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
J |
|
|
32.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h1 |
,D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
27.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
J |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h2 |
,D |
|
22.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
400 |
450 |
500 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
D m |
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача №4 «Расчёт ЭМС»
Дано
f 3.6 GHz h1 50 m h2 1.5 m dmin 13 m G1 23 P2 -2
G2 0
Решение |
|
|
|
|
R0 6371.009 km |
– радиус Земли |
|||
Rsv |
h1 |
2 +2 R0 h1 =29.613 km – зона прямой видимости |
||
+ |
h2 |
2 +2 R0 h2 |
(радиогоризонт) без учёта рефракций |
|
Соотношение диаметра антенны к длине волны:
solve,D_λ
D_λ 20 log D_λ,10 G1-7.7 ――― →5.8210321777087141184
λ_D |
1 |
=0.172 |
– обратная величина |
|
D_λ |
|
|
Gsl 2+15 log D_λ,10 =13.475
ϕm 20 λ_D 
G1-Gsl =10.604
–КУ первого бокового лепестка
–граница главного лепестка
G ϕ |
‖if 0<ϕ<ϕm |
|| |
|||
|
‖ |
‖G |
|
|
|| |
|
‖ |
1 |
-2.5 10-3 D_λ ϕ 2 |
|| |
|
|
‖ |
‖ |
|
|| |
|
|
‖else if ϕm≤ϕ<100 λ_D |
|| |
|||
|
‖ |
‖Gsl |
|| |
||
|
‖ |
|| |
|||
|
‖ |
‖ |
|
|
|| |
|
‖else if 100 λ_D≤ϕ<48 |
|| |
|||
|
‖ |
‖52-10 log D_λ,10 -25 log ϕ,10 || |
|||
|
‖ |
‖ |
|
|
|| |
|
‖else if 48≤ϕ≤180 |
|| |
|||
|
‖ ‖10-10 log D_λ,10 |
|| |
|||
|
‖ |
‖ |
|
|
|| |
– выражение для диаграммы направленности какойто антенны
Lfs |
d 20 |
d |
|
|
f |
|
|
log |
,10 +20 log |
|
,10 |
|
|||
|
|
m |
|
GHz |
|
|
|
+20 |
4 π |
|
Gm |
|
|
log |
c |
s |
,10 |
||
|
|
|
|
||
Pпом ϕ,d P2+G2+G ϕ -Lfs d
–потери в свободном пространстве
–мощность помехи
Мощность помехи будет максимальна при минимальном расстоянии между антеннами, а минимальна – при расстоянии прямой видимости. Вертикальный угол между антеннами при минимальном расстоянии между ними можно рассчитать из следующего треугольника:
|
|
|
|
|
|
π |
|
|
π |
|
180 |
– радиальный |
Φ ϕvert,ϕhor acos cos |
ϕvert |
|
cos ϕhor |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
180 |
|
|
180 |
|
π угол фи |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
h1-h2 |
|
180 |
= |
74.995 – угол в вертикальной плоскости |
|||||||
ϕvert_max atan |
dmin |
|
π |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ϕvert_min 0.1 |
|
|
|
|
|
|
– угол в вертикальной плоскости |
|||||
ϕhor_max 90 |
|
|
|
|
|
|
– угол азимута |
|
|
|||
ϕhor_min 0 |
|
|
|
|
|
|
|
– угол азимута |
|
|
||
Тогда мощности помехи будут равны: |
|
|
|
|
|
|||||||
Pпом.макс Pпом Φ |
ϕvert_max,ϕhor_max ,dmin =-65.503 |
|
– максимальная |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мощность помехи
Pпом.мин Pпом Φ ϕvert_min,ϕhor_min ,Rsv =-112.004 – минимальная
мощность помехи
Для проведения статистического анализа необходимо задаваться случайным расстоянием внутри радиуса кольца, а далее рассчитывать величину мощности помехи сначала для одной принимающей станции, а затем для четырёх принимающих станций.
PW PdB 10 |
PdB ÷10 |
– перевод из дБВт в Ватты |
|
|
|
P |
P |
|
|
‖l←length P |
|
|
|
| |
|||
|
ΣdB |
dB |
|
‖ |
|
|
dB |
|
|
| |
|
|
|
|
|
‖PΣ←0 |
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
‖ |
|
|
|
|
|
| |
| |
|
|
|
|
‖for i 0 l-1 |
|
|
| |
||||
|
|
|
|
|
‖PΣ←PΣ+PW PdB |
|
| |
|
|||
|
|
|
|
‖ |
i |
| |
| |
||||
|
|
|
|
‖ |
‖ |
|
|
| |
| |
||
|
|
|
|
‖ |
|
|
|||||
|
|
|
|
‖ |
return |
10 log P |
|
,10 |
| |
||
|
|
|
|
‖ |
Σ |
| |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
– функция суммирования мощностей помех для нескольких станций
n 10000
N1 1
–количество случайных точек внутри кольца
–количество станций внутри кольца
N2 4
ANALISYS d |
min |
,d |
max |
,n,N |
|
‖p |
step |
←1÷n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
||||||
|
|
|
|
‖ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
÷m,dmax |
÷m |
|
|
|
|
|
|
| |
||||||
|
|
|
|
|
|
‖D←runif n,dmin |
|
|
|
|
|
|
| |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
‖ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
ΦH←runif n,0,180 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
‖ |
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
‖dH←h1-h2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
||||||||
|
|
|
|
|
|
‖ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
| |
|
|
|
|
|
|
‖for i 0,1 n-1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
| |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
‖ |
‖ |
|
|
|
|
|
|
|
dH |
|
|
|
|
|
|
|
| |
| |
||||
|
|
|
|
|
|
‖ |
‖ |
ΦV←atan |
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
‖ |
‖ |
|
|
|
|
|
|
D m |
|
|
|
|
|
|
|
| |
| |
|||||
|
|
|
|
|
|
‖ |
‖ |
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
| |
|||
|
|
|
|
|
|
‖ |
ΦM←Φ ΦV,ΦH |
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
‖ |
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
| |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
‖ |
‖ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
| |
|
|
|
|
|
|
|
‖ |
‖for j 0 N-1 |
|
|
|
|
|
|
|
| |
| |
| |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
‖ |
‖ |
‖ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D m |
2 |
+dH |
2 |
| |
| |
| |
||||
|
|
|
|
|
|
‖ |
‖ |
‖Pmatrix |
←Pпом ΦM, |
|
|
| |
| |
| |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
‖ |
‖ |
‖ |
|
|
|
j |
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
| |
|
| |
||
|
|
|
|
|
|
‖ |
‖ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|| |
| |
||||
|
|
|
|
|
|
‖P |
erri |
←P |
ΣdB |
P |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
||||||||
|
|
|
|
|
|
‖ |
‖ |
|
|
|
|
matrix |
|
|
|
|
|
|
|
| |
| |
|||||||
|
|
|
|
|
|
‖ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|||
|
|
|
|
|
|
‖ |
|
|
|
|
i+ |
1 |
|
pstep |
|
|
|
|
|
|
|
| |
||||||
|
|
|
|
|
|
‖ |
‖pi← |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
| |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
‖ |
‖ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|| |
||
|
|
|
|
|
|
‖return augment p,sort P |
|
|
|
|
|
|
|
| |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
‖ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
err |
|
|
|
|
|
|
| |
|
PP1 ANALISYS dmin,Rsv,n,N1
PP4 ANALISYS dmin,Rsv,n,N2
–данные симуляции размещения при одной станции
–данные симуляции размещения при четырёх станциях
-112.004 |
-65.503 |
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4 PP1 0
0.3
0.2 PP4 0
0.1
0
-133 |
-125 |
-117 |
-109 |
-101 |
-93 |
-85 |
-77 |
-69 |
-61 |
-53 |
PP1 1
PP4 1
График вероятностей для одной и четырёх станций при генерации расстояния методом равномерного распределения