Методики энергетического расчета канала дальней тропосферной радиосвязи

(2.26)

где х – надежность связи в %.

Коэффициенты аппроксимации a, b, c для целых значений σ, в зависимости от вида приема, приведены в таблице 2.

Таблица 2. Коэффициенты для формул аппроксимации

Получить обобщенные формулы аппроксимации в зависимости от σ не представляется возможным, так как не просматривается зависимость коэффициентов аппроксимации от σ. Поэтому для вычисления L_з(дБ) при дробных значениях σ придется делать линейную интерполяцию между значениями L_з(дБ), вычисленными для соседних целых значений σ. Для этой цели можно применять формулу:

L_з(дБ)=L_з(дБ,σ_цел)+(L_з(дБ,σ_цел+1)-L_з(дБ,σ_цел))×σ_др,      (2.27)

где σ_цел – целая часть значения σ;

σ_др – дробная часть значения σ;

L_з(дБ,σ_цел) – значение L_з(дБ), вычисленное для целой части значения σ;

L_з(дБ,σ_цел+1) – значение L_з(дБ), вычисленное для σ на 1 больше его целой части.

2.2.3      Потери L_p, обусловленные влиянием неровностей рельефа местности.

Эти потери рекомендуется определять по графику рис. 12.

Определяем значение Δ для трассы,

(2.28)

где θ_сум= θ_пер + θ_пр, – углы горизонта со стороны передатчика и приемника;

Δ и θ – в градусах;

h_а – высота подъема передающей и приемной антенн в метрах.

Рис. 12. Зависимость потерь, обусловленных влиянием неровностей рельефа, от суммарного угла закрытия

Кривые рис. 12 можно аппроксимировать формулой:

L_p(дБ)=a×ebΔ+c×edΔ,                  (2.29)

где a, b, c, d – коэффициенты, зависящие от дальности связи R, приведены в таблице 3.

Таблица 3. Коэффициенты аппроксимации

Если дальность связи совпадает с табличными значениями, то значение L_p(дБ) вычисляется непосредственно по формуле (2.33) с использованием коэффициентов из таблицы 3. Если дальность связи не совпадает с табличным значением, то для промежуточных значений необходимо вычислить табличные значения L_p(дБ) для нижнего R_н и верхнего R_в табличных значений дальности связи относительно заданной дальности связи R, и провести линейную интерполяцию полученных значений. Значение L_p(дБ) для дальности связи R будет определяться по формуле:

(2.30)

2.2.4      Потери L_h, обусловленные влиянием земной поверхности при малых величинах отношения h/λ, рекомендуется находить по графику рис. 13.

Рис. 13. Зависимость потерь от отношения высоты антенны к длине волны для различных расстояний

Кривые, показанные на рис. 13 могут быть аппроксимированы формулой

(2.31)

где х=h/λ;

a1, b1, c1, a2, b2, c2 – коэффициенты, зависящие от дальности связи R, приведены в таблице 4.

Таблица 4. Коэффициенты аппроксимации

Если дальность связи совпадает с табличными значениями, то значение L_h(дБ) вычисляется непосредственно по формуле (2.34) с использованием коэффициентов из таблицы 4. Если дальность связи не совпадает с табличным значением, то для промежуточных значений необходимо вычислить табличные значения L_h(дБ) для нижнего R_н и верхнего R_в табличных значений дальности связи относительно заданной дальности связи R, и провести линейную интерполяцию полученных значений. Значение L_h(дБ) для дальности связи R будет определяться по формуле:

(2.32)

2.2.5      Потери усиления антенн L_а(дБ).

Существует два различных понимания природы потери усиления антенн при больших коэффициентах усиления антенн. В [1] формула для расчета этих потерь выведена исходя из уменьшения объема переотражения в тропосфере при уменьшении диаграммы направленности антенн. В [2] формула получена исходя из того, что при больших размерах антенны распределение фаз в раскрыве антенны при приходе волн с различных направление будет отличаться от прихода плоской волны [7]. Результат вычислений L_a по формуле из источника [1] значительно отличается от экспериментальных данных по этому параметру, приведенных в источниках [1] и [7], а результат вычислений по формуле из источника [2] совпадает с этими экспериментальными данными. Поэтому потери усиления антенны будем определять по формуле из источника [2].

Определим потери усиления антенны:

L_а(дБ) = 0,07×exp [0,055× (G_пер + G_пр)],            (2.33)

где G_пер и G_пр − коэффициенты усиления антенны (дБ).

2.2.6      Климатические потери L_к.

Это потери, связанные с отличием климатических особенностей района размещения станций от климатических условий центральной части ETC, можно оценить на основе установленной связи между потерями и значением коэффициента преломления у земной поверхности N_з.

По данным многолетних измерений метеорологических элементов, проводившихся на территории СССР, были рассчитаны значения N_з и вычислены величины L_к. На рис. 14 и 15 показаны изолинии изменения величины потерь L_к на территории СССР. Значения L_к даны на картах для трасс длиной 100, 200 и 300 км.

Рис. 14. Изменения потерь, обусловленных климатическими особенностями различных районов (январь, расстояния 100, 200 и 300 км)

Рис. 15. Изменения потерь, обусловленных климатическими особенностями различных районов (июль, расстояния 100, 200 и 300 км)

2.3      Общие потери на трассе.

Общие потери определяются по формуле:

L(дБ)=L₀(дБ)+L_доп(дБ).                  (2.34)

При необходимости перехода от среднемесячной оценки к среднесуточной или среднегодовой, необходимо подкорректировать общие потери на трассе, определив величину Δδ из рис. 16.

Рис. 16. Зависимость дополнительного запаса высокочастотного уровня сигнала от расстояния при переходе от суточной надежности к месячной или годовой надежности

L(сут) = L(мес)+Δδ (мес).                  (2.35)

L(год) = L(сут)-Δδ (год)=L(мес)+Δδ (мес)-Δδ (год).      (2.36)

Кривую для годовой надежности (рис.16) можно аппроксимировать формулой:

(2.37)

А для месячной