2. Энергетический расчет радиоканала
Целью расчета является определение напряженности электрического поля Е.
Определим значение Е, так как по исходным данным у нас декаметровый диапазон, то Е рассчитываем по формуле Казанцева [1]:
(1)
rв - путь волны от точки передачи до точки приема, км;
R - коэффициент отражения от земли;
n - число отражений от ионосферы;
Ги - полный интегральный коэффициент поглощения от ионосферы;
- эквивалентная
мощность.
,
(кВт) (2)
- коэффициент
усиления (КУ) антенны;
- коэффициент
полезного действия (КПД) антенны,
;
- коэффициент
направленного действия (КНД) антенны.
Переведем КНД в разы:
(3)
(кВт)
Определим полный интегральный коэффициент поглощения от
ионосферы [1]:
(4)
- суммарный
коэффициент неотклоняющегося поглощения;
- продольная
составляющая гидромагнитной частоты;
- фиксированная
рабочая частота, лежащая в пределах от
наименьшей применимой частоты (НПЧ) до
максимально применимой частоты (МПЧ);
- отклоняющее
поглощение на фиксированной рабочей
частоте
;
Чтобы найти путь волны от точки передачи то точки приема, необходимо вычислить расстояние от точки передачи до 1 - го отражения волны.
Рассмотрим треугольник ABD (рис. 1). Так как этот треугольник прямоугольный воспользуемся теоремой Пифагора:
(км)
(5)
(км)
(6)
(
)
Определяем напряжение на выходе приемной антенны [1]:
(7)
где
-
действующая длина приемной антенны
(8)
- волновое число
(
);
- длина плеча
антенны;
(м)
(В)
Определяем отношение спектральной плотности полезного сигнала к спектральной плотности шума на выходе группового тракта приема [1]:
(9)
где
Дж/град - постоянная Больцмана;
Т - рабочая температура приемника в градусах Кельвина;
RА - сопротивление приемной антенны;
Гц - эффективная
полоса пропускания приемника.
Вероятность ошибки [1]:
(10)
Вероятность доведения [1]:
(11)
Это значение вероятности доведения не удовлетворяет заданным требованиям.
Заменим штыревую
антенну магнитной рамочной со следующими
характеристиками: число рамок n
= 7; эффективная магнитная проницаемость
материала сердечника
= 100; площадь рамки S
= 0,05 м2.
(12)
(В)
Мы поменяли тип антенны и все равно вероятность доведения всего сообщения не удовлетворяет требованиям по достоверности. Тогда применим помехоустойчивое (n,k,dmin) - кодирование, которое требует расширения полосы пропускания радиосвязи в (п/k)раз.
При
этом в (n/k)
раз уменьшается действующее отношение
(
)код
по отношению к (
)некод.
Помехоустойчивыми кодами называются коды, обеспечивающие более высокую достоверность приема по сравнению с простыми (безызбыточными) кодами.
Вероятность
доведения сообщения является мерой
достоверности приема сообщения:
,
где
-
количество передаваемых символов;
-
число информационных символов.
Вероятность
правильного декодирования:
,
где
- количество исправляемых ошибок;
-
минимальное кодовое
расстояние;
-
число сочетаний.
Будем использовать
код (40, 20,9). Однако надо учитывать то, что
при ограничениях на энергию сигнала,
т.е.
,
уменьшается длительность элементарного
сигнала (спектр сигнала расширяется) и
отношение сигнал
/ шум
будет равно [1]:
(12)
Это значение вероятности доведения удовлетворяет заданным требованиям.