ЭД / Новая папка (2) / DOC / ЛК 7_ТЭД_и_РРВ_ч_2

ЭД и РРВ (ЛК 7)

РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН

НАД НЕРОВНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ ЗЕМЛИ

• распространение радиоволн в холмистой местности в пределах прямой видимости;

• распространение радиоволн при наличии на пути экранирующих препятствий (множитель ослабления);

• распространение радиоволн в пределах прямой видимости над шероховатой поверхностью Земли.

Распространение радиоволн в холмистой местности в пределах прямой видимости

С точки зрения распространения радиоволн степень пересечен­ности местности определяется соотношением между длиной волны и высотой холмов. Поэтому в диапазоне длинных и средних волн слабопересеченная местность обладает свойствами гладкой поверх­ности и, наоборот, в диапазоне УКВ холмы высотой порядка десят­ка или десятков метров придают местности свойства пересеченной.

Распространение ра­диоволн над холмистой местностью происходит по тем же законам, что и над ровной местностью, с тем отличием, что в то время, как над ровной местностью формируется один отраженный луч, в холмистой местности могут возникнуть несколько лучей в тех точках, где угол падения равен углу отражения.

Распространение радиоволн в холмистой местности в пределах прямой видимости

При этом следует учитывать, что отраженный луч формируется не в геометрической точке, а в пределах площади, ограниченной первой зоной Френеля, и в подавляющем чис­ле случаев размеры вершин холмов значи­тельно меньше площади первой зоны Фре­неля, что приводит к возникновению явления «многолучевости» при отражении.

Таким образом, холмы влияют на условия рас­пространения посредством экранирования области, в которой распространяется энергия волны, они вызывают эффект ослабления.

Распространение радиоволн в холмистой местности в пределах

прямой видимости

Задача проектировщика линии связи, проходящей в холмистой местности, заключается в таком выборе местоположе­ния антенн и их высот, при котором существенная область целиком проходит над вершинами холмов. В подобных условиях холмы не будут порождать ослабления поля волны. С этой целью над вершинами ІІ и ІІІ необходимо рассчитать радиус как минимум первой зоны Френеля согласно следующим выражениям:

, м и , м.

Распространение радиоволн в холмистой местности в пределах

прямой видимости

На практике определение необходимых просветов осуществля­ется в несколько более сложных условиях, так как рельеф местности обычно задается в виде отметок (высот) над уровнем моря. Поэтому при определении просветов необходимо учитывать сферич­ность Земли. Сделать это проще всего графическим методом. Для того чтобы профиль местности получился удобным для по­строения, приходится искусственно растягивать масштаб высот.

, м.

Распространение радиоволн при наличии на пути

экранирующих препятствий

В 1933 г. Скиллинг, Берроуз и Феррел показали, что в случае распространения радиоволн УКВ диапазона при наличии на трассе непрозрачного клиновидного препятствия необходимо учитывать, что дифракцию у края непрозрачного экрана испытывают не толь­ко волны, излучаемые передающей антенной, но также волны, от­ражаемые от поверхности Земли на участках передающая антен­на — экран и экран — приемная антенна.

Распространение радиоволн при наличии на пути

экранирующих препятствий (множитель ослабления)

Для данного случая множи­тель ослабления по отношению к свободному пространству вычисляется по формуле

,

где и ― интегралы Френеля

;

.

Здесь ― расстояние между антеннами, , где ― радиус первой зоны Френеля в месте расположения препятствия, величину можно отобразить графически в следующем виде:

Распространение радиоволн при наличии на пути

экранирующих препятствий (множитель ослабления)

Зависимость имеет следующий вид:

Распространение радиоволн в пределах прямой видимости над шероховатой поверхностью Земли

В оптике для оценки степени шероховатости отражаю­щей поверхности широко пользуются критерием Рэлея. Это понятие можно с успехом применить и при изучении вопросов распространения радиоволн. Задача формулируется так. Имеется шероховатая поверхность, на которую под углом сколь­жения падает радиоволна. Необходимо определить, при какой высоте неровностей нарушается зеркальный ха­рактер отражений и отра­женная волна будет диффузно рассеиваться. В данном случае высота неровности определяется по критерию Релея, который записывается в следующем виде:

, м.

Здесь ― высота неровностей. При выполнении условия ― поверхность можно считать гладкой. Отметим, что в диапазоне волн 3 ― 10 см большинство видов поверхности Земли являются шероховатыми.