2.1. Медианные потери

На условия распространения радиоволн существенное влияние оказывает характер местности трассы и состояние атмосферы и особенно взаимное расположение и интенсивность неоднородностей тропосферы, которые постоянно меняются, а уровень сигнала на входе приемника не остается постоянным. На рис. 1 изображен профиль интервала РРЛ, т.е. вертикальный разрез местности между двумя радиорелейными станциями с учетом леса, строений и особенностей рельефа.

Рис. 1.Профиль интервала в полярной системе координат

Прямая АБ, соединяющая центры приемной и передающей антенн, показывает траекторию радиоволн при распространении в свободном пространстве, т.е. без учета искривления (рефракции) в атмосфере. При выбранных высотах подвеса антенн h1 и h2 между линией АБ и наивысшей точкой препятствия получается просвет H.

Медианный уровень сигнала (т.е. уровень, величина которого превышается в 50 % времени) определяется медианными значениями множителя ослабления. Они зависят от расстояния, рельефа местности, длины волны и изменяются в течение суток, сезона и года. Наибольший интерес для практических расчетов представляют месячные медианные значения. Поскольку уровень сигнала на протяжении года изменяется, используют медианные значения за наиболее неблагоприятный с точки зрения распространения радиоволн месяц (это обычно зимние месяцы).

Ниже для расчета приводится приближенное соотношение для суши в центральных районах Европы для зимних месяцев. Здесь не учитываются медленные (за 5–10 минут) и быстрые замирания сигнала (от сотых долей секунды до нескольких секунд), поскольку их неучет вносит небольшую ошибку, а при их учете расчет значительно усложняется.

Потери на распространение радиоволн в свободном пространстве между передатчиком и приемником выражаются соотношением:

[дБ],

где L – расстояние между приемником и передатчиком [км],

f – частота полезного или мешающего сигнала [МГц].

2.2. Дифракционные потери

Рис. 2.Геометрические параметры препятствия

Это потери на препятствиях на трассе распространения между источником и приемником. Для расчета дифракционных потерь можно использовать метод, приведенный далее.

При расчете ослабления при дифракции на одном препятствии используется приближенная формула для расчета потерь на препятствии с круглой вершиной. Дифракционные потери A [дБ] (относительно свободного пространства) определяются через геометрические параметры, показанные на рис. 2, и длину волны.

На реальных трассах, проходящих над среднепересеченной и горной местностями, на которых ослабление не слишком велико, углы дифракции обычно меньше , а радиус кривизны каждого препятствия много меньше земного радиуса. Эти условия позволяют записать формулу для определения ослабления на трассе распространения в виде:

,

где ;;

–длина трассы, км;

, – расстояния от конечных точек трассы до пересечения касательных к препятствию, км;

f – частота радиоволн, ГГц;

–угол дифракции, рад;

R – радиус кривизны вершины препятствия, км;

–коэффициент неровности вершин реальных препятствий, учитывающий влияние на затухание отношения длины волны и радиуса кривизны препятствия.

Рис. 3.Геометрические параметры трассы с несколькими препятствиями

Задача по расчету дифракции на нескольких препятствиях может быть решена следующим образом.

По профилю местности определяются препятствия и геометрические параметры трассы, показанные на рис. 3.

Ослабление, вносимое i-м препятствием, при положительном угле дифракции рассчитывается по формуле

,

где ,,.

Полное дифракционное ослабление на трассе с несколькими препятствиями A складывается из ослаблений в дБ на каждом препятствии и вычета выражений, оценивающих взаимное влияние препятствий.

,

где означает, что из двух величин, указанных в скобках, берется меньшая по модулю;означает, чтоиберутся при.

Для учета препятствий с на профиле строятся кривые, определяемые по формуле

,

где – расстояния от начального участка с прямой видимостью до данного препятствия с,– расстояния от препятствия сдо конца данного участка.

На рис. 4 показаны кривые и три препятствия с, два из которых вносят ослабление. Для каждого такого препятствия ослабление рассчитывается по формуле:

,

где ,.

Полученное ослабление автоматически прибавляется к .

Если на участке есть несколько препятствий с , то учитывается их взаимное влияние, определяемое фактором:

.

Рис. 4. Геометрические параметры препятствий с отрицательным углом дифракции