Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Распространение радиоволн СВЧ и КВЧ диапазонов в тропосфере. Оценка потерь энергии сигнала при распространении в реальных средах. Методические указани
.pdf
11
В этих разделах мы можем задать:
− температуру в ° С (Temperature),
− давление в гПа (Pressure),
− влажность в % (Humidity),
− высоту над уровнем моря в м (Height ASL);
− выбрать значение общего столбчатого объема воды, содержащегося в обла-
ках от 0,2 до 4,0 кг/м2, предварительно воспользовавшись статистическим
распределением общего столбчатого объема жидкой воды, содержащегося
в облаках (Рек. МСЭ-Р 840.5);
− выбрать базовую широту и сезон (Ref Lat and season);
− выбрать видимое расстояние во время тумана в м (Visibility in meters) или
устранение тумана «no Fog»;
− выбрать скорость осадков в мм/ч (Rate of precipitation) или устранение осад-
ков «No Rain»;
− выбрать поляризацию радиоволны (горизонтальная, вертикальная ) (Antennae
Polarisation);
− также мы можем выбрать плотность водяного пара либо плотность паров
льда в г/см3 (Water vapour Density /Ice Vapour Density).
При введении данных, указанных выше, программа выдаёт следующие
результаты:
−
плотность водяного пара/паров льда (исходя из рек. МСЭ-Р 453.9);
−
давление над уровнем моря (Pressure at HASL) в гПа, (исходя из рек. МСЭ-R
Р.835-4);
−
плотность водяного пара над уровнем моря в (WV Density at HASL) г/м3,
(исходя из рек. МСЭ-Р 453.9)[6];
−
коэффициент погонного ослабления капельками воды (Specific atten Н2О
coefficient) в (дБ/км)/(г/м³) (исходя из рек. МСЭ-Р 840.5);
−
ослабление из-за облачности (Cloud attenuation) в дБ (исходя из рек. МСЭ-Р
840.5);
−
плотность жидкой воды в тумане (Fog Liquid Water Density) вг/м3 (исходя
из рек. МСЭ-Р 840.5);
−
ослабление из-за тумана (Fog attenuation) в дБ (исходя из рек. МСЭ-Р 840.5);
−
ослабление из-за дождя (Rain attenuation) в дБ/км (исходя из рек. МСЭ-R
Р.838-4).
12
Раздел рабочего окна «Частота»
Рисунок 14 – Фрагмент рабочего окна «Frequency»
В этом разделе мы можем выбрать частоту, нужную нам для расчётов, из
предложенного диапазона от 10 ГГц до 241 ГГц. Хотя на дисплее отображаются
частоты 10, 24 и 47 ГГц, фактические частоты, используемые в программе, составляют 10,368, 24,048 и 47,088 ГГц.
Раздел рабочего окна «Наземная станция»
Рисунок 15 – Фрагмент рабочего окна «Home station terrestrial or Moon at-
tenuation»
В этом разделе мы можем ввести значение длины пути в км (Path
Length) с помощью стрелок, обозначающих множители (слева направо) 100,
10, 1, (0,1).
После введенных значений на экран будут выведены данные о потерях в
свободном пространстве (free space path loss) в дБ (исходя из рек. МСЭ-Р 525.2);
затухание в сухом воздухе (Dry Air Attenuation) в дБ/км (исходя из рек. МСЭ-Р
676.9); ослабление за счет паров воды (Water Vapour attenuation) в дБ/км (исходя из рек. МСЭ-Р 676.9); сумме затухания в сухом воздухе и ослабления за счет
паров воды (Dry Air + Water Vapour) в дБ/км; общее затухание атмосферы (To-
tal atmosphere attenuation) в дБ.
13
Лабораторная работа №1
Изучение факторов, влияющих на распространение радиоволн. Спокойная
атмосфера
Цель лабораторной работы: изучить факторы, влияющие на распростра-
нение радиоволн: диапазон частот радиоволн, длина радиолинии, атмосферные
газы, туман.
Подготовка к лабораторной работе
1. Изучить конспект лекций по теме «Распространение радиоволн СВЧ и
КВЧ диапазонов».
2. Ознакомиться с принципами работы и заполнениями рабочих окон
калькулятора по расчёту потерь энергии сигнала при распространении.
Методические указания по выполнению лабораторной работы
Перед выполнением работы перевести ПО в режим расчёта наземных радиолиний, нажав указанную кнопку (рисунок 1), при этом рабочее окно бу-
дет выглядеть следующим образом (рисунок 2).
Рисунок 1
Рисунок 2
14
1. Изучение зависимости потерь энергии сигнала при распространении
в свободном пространстве от частоты и расстояния
Установить следующие начальные исходные данные:
1. Точность отображаемых расчетов (Change Display Accuracy) – два знака
после запятой.
2. Частота Frequency – 10 ГГц.
3. Расстояние Path length In km с помощью стрелок, обозначающих множи-
тели – 1,0 км.
4. Начальные климатические условия в соответствии с рисунком 3.
Рисунок 3 – Исходные данные по начальным климатическим параметрам
Обратите внимание, что давление, влажность, концентрация паров воды
устанавливается автоматически, вам нужно изменить только температуру.
Пользуйтесь стрелками (рисунок 3).
5. Начальные условия по гидрометеорам в атмосфере в соответствии с ри-
сунком 2: No Fog, No Rain (рисунок 4).
Рисунок 4 – Исходные данные по начальным параметрам гидрометеоров в ат-
мосфере
15
Задание:
1. Меняя расстояние радиотрассы от 1 км до 70 км, снять зависимость по-
терь энергии сигнала в свободном пространстве от расстояния
.
Рисунок 5 – Окно результата измерения потерь энергии в свободном простран-
стве
2. Внести результаты расчётов в таблицу 1.
3. Повторить измерения, меняя расстояние от 1 до 70 км для частот 24, 47,
78 и 100 ГГц.
Таблица 1
Расстояние,
км
1 5 10
20
30
40
50
60
70
Частота,
ГГц
10
24
47
78
100
4. Построить графики зависимости
при разных значениях
частоты радиосигнала в одних координатных осях.
5. Сделать выводы о характере зависимости и факторах, которые определя-
ют эту зависимость.
2. Изучение зависимости потерь энергии сигнала в сухой атмосфере от
частоты
Исходные данные соответствуют начальным данным из пункта 1.
16
Расстояние Path length In km с помощью стрелок, обозначающих множители,
установить в соответствии с номером бригады (таблица 2).
Таблица 2
Номер бри-
гады
1 2 3 4 5 6 7 8 9
10
11
12
Расстояние
Path length,
км
7 8 9
10
13
16
18
19
20
22
25
28
Задание:
1. Меняя частоту от 10 до 100 ГГц, снять зависимости:
− коэффициента затухания сигнала в сухой атмосфере от частоты
, дБ\км
− коэффициента затухания сигнала в парах воды от частоты
, дБ/км
− суммарного значений коэффициента затухания сигнала от частоты,
, дБ/км
− суммарного затухания в атмосфере на заданном расстоянии
, дБ
Рисунок 6 – Окно результата измерения потерь энергии в атмосфере
2. Внести результаты расчётов в таблицу 3
Таблица 3
Частота, ГГц
10
24
47
78
100
Коэффициент затухания сигнала в сухой
атмосфере, дБ/км
Коэффициент затухания сигнала в парах
воды, дБ/км
Суммарное значение, дБ/км
Суммарное затухание в атмосфере на за-
данном расстоянии
, дБ
17
3. Построить график зависимости суммарного затухания в атмосфере на за-
данном расстоянии
, дБ.
4. Сделать выводы о характере зависимости и факторах, которые определя-
ют эту зависимость.
3. Изучение зависимости потерь энергии сигнала в тумане от частоты
Исходные данные соответствуют начальным данным из пункта 1.
Расстояние Path length In km с помощью стрелок, обозначающих множители,
установить в соответствии с номером бригады (таблица 2)
Задание:
1. Введите величину видимости в тумане 300 метров в соответствии с ри-
сунком 7.
Рисунок 7 – Ввод параметра «Visibility in meter» – видимость в тумане
2. Меняя частоту от 10 до 100 ГГц, снять зависимости:
− плотности частиц тумана в метре кубическом Fog Liquid Water Density,
гр/м
3
,
− коэффициента затухания в тумане, дБ/км от частоты на заданном рассто-
янии
.
3. Повторите измерения для значений видимости в тумане 200, 100, 50, 10
метров и значения No Fog.
4. Внести результаты расчётов в таблицу 4.
18
Таблица 4
Частота, ГГц
10
24
47
78
100
No Fog
Плотность частиц тумана
Fog Liquid Water Density,
гр/м
3
Коэффициент затухания в
тумане
, дБ/км
Затухание сигнала в тумане
, дБ
Видимость
в тумане
300 мет-
ров
Плотность частиц тумана
Fog Liquid Water Density,
гр/м
3
Коэффициент затухания в
тумане
, дБ/км
Затухание сигнала в тумане
, дБ
Видимость
в тумане
200 мет-
ров
Плотность частиц тумана
Fog Liquid Water Density,
гр/м
3
Коэффициент затухания в
тумане
, дБ/км
Затухание сигнала в тумане
, дБ
Видимость
в тумане
100 мет-
ров
Плотность частиц тумана
Fog Liquid Water Density,
гр/м
3
Коэффициент затухания в
тумане
, дБ/км
Затухание сигнала в тумане
, дБ
Видимость
в тумане
50 метров
Плотность частиц тумана
Fog Liquid Water Density,
гр/м
3
Коэффициент затухания в
тумане
, дБ/км
Затухание сигнала в тумане
, дБ
Видимость
в тумане
10 метров
Плотность частиц тумана
Fog Liquid Water Density,
гр/м
3
Коэффициент затухания в
19
тумане
, дБ/км
Затухание сигнала в тумане
, дБ
5. По результатам измерения рассчитать (выражение 1) затухание сигнала в
тумане
, дБ на заданном расстоянии (см. таблицу 2), внести рассчи-
танные значения в таблицу 4.
(1)
6. Построить графики зависимости
для разных
значений видимости в тумане в одних координатных осях.
7. Сделать выводы о характере зависимости и факторов, которые определя-
ют эту зависимость.
4. После оформления отчёта, помимо выводов по каждому пункту, сде-
лайте общий вывод по работе: Какие атмосферные явления влияют на
распространение радиосигнала в СВЧ и КВЧ диапазонах? Как это сказы-
вается на построении реальных систем радиосвязи?
20
Лабораторная работа №2
Изучение факторов, влияющих на распространение радиоволн. Изучение
зависимости потерь энергии сигнала в осадках
Цель лабораторной работы: изучить влияние гидрометеоров на распро-
странение радиоволн, оценить потери энергии сигнала при воздействии осадков
различной интенсивности.
Подготовка к лабораторной работе
1. Изучить конспект лекций по теме «Распространение радиоволн».
2. Ознакомиться с принципами работы и заполнениями рабочих окон кальку-
лятора по расчёту потерь энергии сигнала при распространении.
Методические указания по выполнению лабораторной работы
Перед выполнением работы перевести ПО в режим расчёта наземных радиолиний, нажав указанную кнопку (рисунок 1), при этом рабочее окно бу-
дет выглядеть следующим образом (рисунок 2).
Рисунок 1
Рисунок 2
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]