Распространение радиоволн в реальных условиях

Влияние поверхности земли и тропосферы учитывается так называемым множителем ослабления поля свободного пространства V (сокращенно— множителем ослабления).

В общем случае формула для расчета мощности сигнала на входе приемника имеет вид:

Pпрм = P₀ прм V², (8)

где P₀ прм определяется формулами (1), (2). На практике величину V удобно выражать в децибелах:

V дБ = 20 lg V =10 lg (Pпрм / P₀ прм) (9)

Ослабление при передаче энергии в реальных условиях (между выходом передатчика и входом приемника)

(Pпрм / Pпрд) = Gпрд + ηпрд + ηпрм + Gпрм + W₀ + V, (10)

где W₀ определяется по формуле (4), а все величины даны в децибелах. «Потери передачи» (в децибелах)

L₀ = L_b0 – V – Gпрд – Gпрм – ηпрд – ηпрм, (11)

Множитель ослабления V зависит от протяженности трассы, длины волны, высот антенн, рельефа местности, метеорологических параметров тропосферы. Значение V можно определить как теоретически, так и экспериментально путем измерения мощности сигнала на входе приемника Pпрм. Из-за сложности и многообразия реальных природных условий практически невозможно создать строгие методы расчета V. С удовлетворительной для практики точностью пользуются приближенными методами, учитывающими влияние рефракции и рельефа местности.

Профиль трассы

Рельеф местности при расчете и проектировании РРЛ учитывается с помощью профилей интервалов линии.

Профиль трассы отображает вертикальный разрез местности между соседними радиорелейными станциями со всеми высотными отметками, включая строения, лес и т.д. (рис. 1). На профиле трассы необходимо указывать водные поверхности: реки, болота, водохранилища. Построение продольных

профилей осуществляется с помощью топографических карт после предварительного выбора трассы. Первоначально используют карты масштаба 1: 100 000 и 1 : 50 000. В дальнейшем отдельные участки трассы, включая, критические точки, места установки станций вблизи населенных пунктов и пр., уточняются по картам более крупного масштаба (1: 25 000, 1 : 10000 и т.д.) или непосредственно на местности. В настоящее время для построения профилей интервалов РРЛ используется также метод аэрофотосъемки. На практике для удовлетворительных расчетов трасс точность построения профилей на критических участках должна быть не хуже + - 3 м.

Рисунок 1- Профиль трассы

Предельные ошибки не превышают удвоенной величины средней

ошибки. Метод аэрофотосъемки в большинстве случаев дает погрешности не

более + - 3 м.

Для удобства при построении профилей используется параболический масштаб. Профили строят в прямоугольных координатах, откладывая расстояния не по дуге окружности, как в действительности, а по оси абсцисс, а высоты — не по радиусам, а по оси ординат. В этом случае линия, изображающая на профиле уровень моря или другой условный нулевой уровень, от которого отсчитываются все высоты, имеет вид параболы:

y = (R₀² / (2а)) k_i (1 – k_i), (12)

где k_i = R_i / R₀; (13)

k_i — относительная координата заданной точки;

R_i — расстояние до текущей точки, а = 6370 км — геометрический радиус Земли.

Обычно профили трасс РРЛ строят для геометрического радиуса Земли. Построение профиля производят в следующей последовательности (см. рисунок 1).

1 Наносят линию, изображающую уровень моря (или условный нулевой уровень), при этом точки определяют по формуле (12).

2 Пользуясь топографическими картами, наносят высотные отметки точек профиля относительно условного уровня и соединяют их линией.

3 На профиле наносят местные предметы.

4 Зная высоту подъема передающей и приемной антенн h1 и h2, проводят линию АВ, соединяющую точки расположения передающей антенны А и приемной антенны В.

Просветом Н называют расстояние между линией АВ и профилем трассы. Просвет определяют графически в наиболее высокой точке профиля (см. рисунок 1) или в точке отражения на достаточно ровных трассах (см. рисунок 2). Встречаются интервалы РРЛ, где необходимо определять два просвета — в наиболее высокой точке и в точке отражения (см. рисунок 3).

Точка отражения – это точка, в которой равны углы скольжения между касательной к профилю в данной точке и прямыми, проведенными из этой точки в пункты передачи и приема (см. рисунок 2).

Рисунок 2 - Профиль трассы с одной точкой отражения

Рисунок 3- Профиль трассы с двумя критическими участками

Просвет считается: – положительным, когда линия – АВ проходит выше наиболее высокой точки; отрицательным – когда эта линия пересекает профиль трассы. Если наиболее высокая часть профиля трассы покрыта лесом, то просвет Н определяется относительно верхушек деревьев, ибо лес

для рассматриваемых диапазонов волн является непрозрачным препятствием.