Методики энергетического расчета канала дальней тропосферной радиосвязи

(2.53)

            (2.54)

В(дБ)=10×lgВ.                                    (2.55)

2.6      Максимально допустимое значение полных потерь.

Параметр определяется по формуле:

L_п.пред(дБ)=Р_пер(дБ)-Р_ш.пр(дБ)-В(дБ).            (2.56)

2.7      Мощность сигнала на входе приемника.

Определяется по формуле:

Р_вх(дБ)=Р_пер(дБ)-L₀(дБ)– L_доп(дБ).                  (2.57)

2.8      Энергетический запас выбранной трассы.

Для наихудшего зимнего месяца энергетический запас выбранной трассы можно считать по следующей формуле:

δ(дБ)=L_п.пред(дБ)-L(дБ).                  (2.58)

При пересчете к суточной или годовой надежности следует воспользоваться формулами, аналогичными (2.37) и (2.38).

δ (сут) = δ (мес)-Δδ (мес).                  (2.59)

δ (год) = δ (сут)+Δδ (год)= δ (мес)-Δδ (мес)+Δδ (год).      (2.60)

2.9      Приближенная оценка максимальной дальности связи.

Вычисляются постоянные потери, величина которых не зависит от дальности связи:

L_пост=L_доп-L_мед.(дБ).                        (2.61)

Вычисляется коэффициент пропорциональности между реальными потерями в свободном пространстве и потерями в линии, зависящими от дальности связи:

K=L₀/(L-L_пост),                  (2.62)

если энергетический запас трассы δ(дБ)<3дБ, величину К уменьшить в 2 раза для повышения точности вычислений.

(2.63)

где λ – длина волны в см.

Расчет проводится методом последовательного приближения. В разработанной программе рассчитанное значение R_пред на следующем цикле автоматически вводится в программу как заданная дальность связи и расчет повторяется до тех пор пока энергетический запас трассы не будет в пределах 1< δ(дБ)<0,5. Полученное при этом условии R_пред и считается предельной дальностью связи.

3.      

Расчет по методике, изложенной в рекомендациях МСЭ-R P.617.

По данной методике определяются потери для худших условий при заданной дальности связи и распространении за счет рассеяния на неоднородностях тропосферы [2].

По эмпирическим формулам определяются среднегодовые медианные потери, не превышаемые в течение более чем q% времени, больших 50%.

3.1      Из рис. 17 находим климатическую зону, в которой работает линия связи. Вся территория России входит в 5-ю зону.

Рис. 17. Классификация климатических зон

3.2      Для выбранной климатической зоны из таблицы 5 находим метеорологический параметр и параметры структуры атмосферы, М и γ, а также номер уравнения, которое нужно использовать при расчетах.

Для пятой зоны М=29,73 дБ, γ=0,27 км-1, уравнение (3.8).

Таблица 5 – Значения метеорологических параметров и параметров структуры атмосферы

3.3      Вычисляем угол рассеяния по формуле:

θ(мрад)=θ_e+θ_пер+θ_пр,                  (3.1)

где θ_пер(мрад) и θ_пр(мрад) − углы горизонта со стороны передатчика и приемника, соответственно, а

θ_e(мрад) = R×103/(k×R_з) мрад=0,012×R,            (3.2)

где: R – длина трассы (км);

R_з – радиус Земли, равный 6370 км;

k – коэффициент эквивалентного радиуса Земли. Для средних условий рефракции (следует использовать значение k = 4/3, если нет более точных данных).

Примечание: Поскольку в исходных данных θ_пер и θ_пр заданы в градусах, потребуется их пересчет в мрад.

(3.3)

3.4      Определяем потери передачи L_N, в зависимости от высоты общего объема по формуле:

L_N(дБ) = 20×lg(5 + γ H) + 4,34×γ×h,      (3.4)

где

H(км) = 10–3×θ×R/4;                  (3.5)

h(км) = 10–6×θ2×k× R_з /8;            (3.6)

γ − параметр структуры атмосферы, определенный в пункте 3.2.

3.5      Определяем параметр d_s – эквивалентное расстояние (используется в некоторых формулах для вычисления Y(90)

d_s(км) = θ×k×R_з/1000=8,4933×θ,            (3.7)

где k=4/3 – коэффициент эквивалентного радиуса Земли.

3.6      Вычисляем коэффициент преобразования Y(90) (дБ) для времени q=90% по формуле:

Y(90) = -2,2-[8,1-2,3×10-4×min(1000×f, 4000)]×exp(-0,137×h)            (3.8)

Y(90) = -9,5-3×exp(-0,137×h)                                          (3.9)

Y(90) = -8,2                   d_s < 100                              (3.10а)

Y(90) = 1,006×10-8×d_s3 -2,569×10-5×d_s2+0,02242×d_s -10,2 100≤ d_s<1000(3.10б)

Y(90) = -3,4                  в иных случаях                              (3.10в)

Y(90) = -10,845            d_s<100                                          (3.11а)

Y(90) = -4,5×10-7×d_s3+4,45×10-4×d_s2-0,122×d_s-2,645      100≤ d_s<550      (3.11б)

Y(90) = -8,4                  в иных случаях                              (3.11в)

Y(90) = -11,5                  d_s<100                                    (3.12а)

Y(90) = -8,519×10-8×d_s3+7,444×10-5×d_s2+4,18×10-4×d_s-12,1      100≤ d_s<465(3.12б)

Y(90) = -4,0                  в иных случаях                              (3.12в)

3.7      По таблице 6 определяем коэффициент C(q) для искомого процента времени не превышения q.

Таблица 6 Зависимость C(q) от q

Эти табличные данные могут быть представлены кривой, изображенной на рис. 18.

Рис. 18. Аппроксимация данных таблицы 6

Кривая, изображенная на рис. 18 может быть аппроксимирована следующей формулой: