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)

r_в - путь волны от точки передачи до точки приема, км;

R - коэффициент отражения от земли;

n - число отражений от ионосферы;

Г_и - 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;

R_А - 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,d_min) - 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.