Распространение ультракоротких волн с учётом влияния тропосферы и поверхности земли

Влияние рельефа местности и тропосферной рефракции на распространение радиоволн.
Множитель ослабления с учётом влияния тропосферы и поверхности земли.
Особенности дальнего тропосферного распространения радиоволн.
№ 1
Учебные вопросы

№4
Дальность прямой видимости, когда прямая соединяющая антенны
А-В касается поверхности земли в одной точке С.
Рассмотрим случай, когда рефракция отсутствует
Расстояние прямой видимости
без учета рефракции:
Расстояние (дальность) прямой видимости
в условиях равнины
r – в км., h – в м.
Критерий неровности
поверхность ровная

Для учета рефракции вводят
эквивалентный радиус Земли
№5
Учет рефракции
С учетом рефракции дальность прямой видимости будет изменяться
Градиент
коэффициента n:
Условие эквивалентности:
Радиус луча:

При нормальной (стандартной) рефракции аэ = 8500 км, тогда
а) область прямой видимости или интерференции (r < 0,8 r0);
б) область дифракции или тени (r > 1,2 r0);
в) область полутени – промежуточная между областью прямой видимости и дифракции (0,8 r0 ≤ r ≤ 1,2 r0 ).
При распространении УКВ над ровной
сферической поверхностью различают:
Критерием условия радиосвязи является r0
№6
Классификация трасс на ровной поверхности
Расстояние прямой видимости с учетом рефракции

= 8500 км
Профиль трассы с учетом рефракции
№8
Учет влияния рельефа и тропосферы
Н0 - просвет
Поверхность сферы

Кратчайшее расстояние между линией АВ и профилем трассы называются просветом H0.
В зависимости от величины просвета трассы подразделяются на следующие:
1. Открытая, если просвет оказывается больше радиуса существенной области
2. Полуоткрытая, когда
3. Закрытая, когда
Критерием условия радиосвязи является
№9
Классификация трасс с учетом
влияния рельефа и тропосферы

№10
Профиль трассы с одной точкой отражения

Область прямой видимости
В точку приема приходит прямой и отраженный луч
Трасса гладкая сферическая
№12
2. Расчёт множителя ослабления с учётом влияния тропосферы и поверхности земли
- коэффициент отражения,

№2
№13
Напряженности поля и множителя ослабления в области интерференции
Действующее значение напряженности поля:
При малых углах луча:
При:

.
.
В относительных единицах:
В децибелах:
2
№14
Зависимость множителя ослабления от протяженности равнинной трассы
1
Чаще множитель ослабления определяют по
аппроксимирующим формулам или по графикам.

№15
Множитель ослабления на равнинной сферической трассе

№16
Зависимость множителя ослабления от относительного просвета на трассе

Множитель ослабления на открытых трассах существенно зависит от величин коэффициента отражения (Rэ = |Rэ|Dp) и просвета.
На полузакрытых и особенно закрытых трассах величина множителя Wтр зависит от формы (сферичности) препятствия и меньше от просвета.
Сферичность препятствия характеризуют обобщенным параметром µ.
Большие значения параметра µ относятся к клиновидным препятствиям (острые вершины гор), а малые значения µ→0 относятся к плоской земной поверхности.
С учетом замирания радиоволн:
№17
Выводы по данному вопросу

Рефракция и ее виды
c учетом рефракции
Отрицательная
Положительная

Особенности распространения УКВ вдоль земли
- с учетом рефракции
- без учета рефракции

ВЫВОДЫ:
1. Рефракция – явление распространения РВ в тропосфере по криволинейным траекториям.
2. При отсутствии рефракции УКВ распространяются прямолинейно. При положительной – отклоняются в сторону земли. При отрицательной – от земли.
3. При критической и сверхкритической рефракции УКВ распространяются вдоль земли на большие расстояния как в волноводе.

Дальнее тропосферное распространение УКВ
Сегодня есть три теории ДТР УКВ
Какая первая?
ЭМВ частично преломляется из-за gN < 0,
как при рефракции
Сегодня есть три теории ДТР УКВ

Дальнее тропосферное распространение УКВ
А другая?
ЭМВ рассеиваются на турбулентных неоднородностях
Сегодня есть три теории ДТР УКВ

Дальнее тропосферное распространение УКВ
Про две понятно,
а третья?
ЭМВ рассеиваются на слоистых неоднородностях
Сегодня есть три теории ДТР УКВ

Дальнее тропосферное распространение УКВ
И какая же правильная???
Только все вместе !

Дальнее тропосферное распространение УКВ

Методика расчета тропосферных линий связи

h1
h2
Поправка на рельеф ΔFp

Поправка на метеорологические условия
ΔFм = (N – 310)⋅ (0.93 – 1.63⋅10 – 3 r) дБ
Остальные поправки
ΔG - на потерю усиления антенн;
ΔFмз, ΔFбз – поправки на быстрые и медленные замирания сигнала

Особенности распространения УКВ вдоль земли
ДТР УКВ

Преимущества радиолиний дальней тропосферной связи
1. возможность обеспечения надежной многоканальной прямой связи без ретрансляции на расстояния до 300 - 500 км;
2. возможность установления надежной многоканальной связи на большие расстояния через водные преграды, горные препятствия, а также в труднодоступной и малонаселенной местности;
3. возможность обеспечения радиорелейной связи высокого качества на большие расстояния (до 2500 км) с уменьшением общего числа станций в 3 – 4 раза;
4. значительно меньшая уязвимость военных радиолиний за счет уменьшения числа линий на трассе.

ВЫВОДЫ:
ДТР УКВ обусловлено рассеянием и частичным отражением радиоволн на турбулентных неоднородностях тропосферы;
2. Для обеспечения надежной тропосферной связи необходимы передатчики большой мощности, антенны с повышенным коэффициентом усиления и высокочувствительные многоканальные приемники, позволяющие вести разнесенный прием сигналов.