ВЛИЯНИЕ РЕАЛЬНОЙ ФОРМЫ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ АНТЕННЫ НА ДАЛЬНЕЕ ТРОПОСФЕРНОЕ РАСПРОСТРАНЕНИЕ

January 13, 2013 by admin Комментировать »

Мыценко И. М., Халамейда Д. Д., Хоменко С. И. Институт радиофизики и электроники НАН Украины ул. Ак. Проскуры, Харьков, 61085, Украина Тел.:(057) 744-83-40, Факс: (057) 744-11-05, e-mail: hdd78@mail. ru

Аннотация – Оценивается влияние отражения от поверхности раздела в зоне прямой видимости на удельную эффективную площадь рассеяния и общий объем тропосферы, участвующий в создании рассеянного излучения. Для оценки изменений удельной эффективной площади рассеяния использована теория Вилларса-Вейскопфа. Получено приближенное значение множителя ослабления для радиоволн метрового и дециметрового диапазонов. Сопоставлены результаты расчета и эксперимента.

I.                                                          Введение

где Л- длина волны; г^- эквивалентный радиус земли;         –              высота   расположения     антенн;

коэффициенты, учитывающие влияние подстилающих поверхностей на передающем и приемном краях.

Рис. 2. Расчетные дистанционные зависимости множителя ослабления: V(г) :                для Я = 0.5 м.

Влияние отражения от поверхности особенно сказывается на морских трассах метрового и длинноволновой части дециметрового диапазонов, где из- за свойств морской поверхности лепестковая структура реальных диаграмм направленности антенн ярко выражена, а антенные системы расположены на небольшой высоте.

В данной работе оценивается влияние отражений от поверхности раздела в зоне прямой видимости на условия дальнего тропосферного распространения за счет рассеяния на турбулентностях тропосферы.

II.                                             Основная часть

На рис. I представлены геометрические параметры трассы дальнего тропосферного распространения.

Рис. 1. Геометрические параметры трассы дальнего тропосферного распространения.

щадь рассеяния; – угол рассеяния; Vi – общий

объем рассеяния. В докпаде приводится ряд упрощений, и с применением теории Вилларса- Вейскопфа выводится выражение для расчета приближенного значения множителя ослабления:

Fig. 1. Geometric parameters of distant troposphere radio path

Известно, что отношение рассеянной мощности Р приемника к мощности в свободном пространстве Ро определяется выражением:

где г – расстояние между приемником и передатчиком; Г1 – расстояния от элемента рассеяния до приемника; Г2 – расстояние от элемента рассеяния до

передатчика; сг{0р} – удельная эффективная пло

На рис. 2 представлены дистанционные зависимости множителя ослабления V(г), определенные с помощью выражения (2). Зависимости/^ (г), V2(r), V^(r) рассчитаны для дециметрового диапазона Л = 0.5 м и высот расположения антенн h = 10, 20, 30 м соответственно. Зависимости

Ki(^), ^s(^)’ К(^)                                 метрового диапазона

Л = 2м и высот расположения антенн h = 10, 20, 30 м соответственно. Принимаем, что в направлении максимумов первых лепестков реальной формы диаграммы направленности антенн на приемном и передающем концах = р2 ~ 6 дБ.

На рис. 3 представлены экспериментальные дистанционные зависимости множителя ослабления V(r) полученные при отсутствии инверсионных слоев и нормальной рефракции в Индийском океане. Высота расположения антенных систем метрового диапазона (Л = 2м) /г = 22м, а дециметрового – {Л = 0.5 м) h = 16 м.

V(r)

Λ

1

I

^.

‘•1

110^                                                                                              2-10^                               3-10^                               4-10^                                5-10^

г

Рис. 3. Экспериментальные дистанционные зависимости множителя ослабления V(г) :   для

Л = 0.5 м; ··—·· – для Л = 2 м.

Fig. 3. Estimated distance dependences of propagation factor V (r) :             for Л = 0.5 m; ··—·· -for Л = 2 m

III.                                                   Заключение

Как видно из рисунков, влияние отражений от поверхности океана при рассеянии на неоднородностях тропосферы приводит к тому, что более высокочастотный диапазон (Л = 0.5 м) будет менее ослаблен и имеет преимущества перед метровым диапазоном (Л = 2м). При близких значениях высот расположения антенных систем ослабления дециметрового диапазона {Л = 0.5 м) меньше, чем метрового (Л = 2м) приблизительно на 10дБ. Такая величина получается как при теоретическом расчете, так и при эксперименте. Однако с увеличением высоты расположения антенных систем эта разница уменьшается.

Увеличение высоты расположения антенных систем от 10 до 20 м приводит к существенному изменению уровня поля за горизонтом, а дальнейшее увеличение высоты расположения антенных систем приводит к несущественному росту поля.

Таким образом, можно сделать вывод важный для судовых радиотехнических систем: оптимальная высота расположения антенных систем лежит в пределах 20-30 м, что является практически осуществимым в судовых условиях.

Сопоставление расчетных дистанционных зависимостей (рис.2) и экспериментальных (рис. 3) говорит о возможности использования выражения (2) для расчета параметров морских трасс распространения радиоволн метрового и длинноволновой части дециметрового диапазонов при хорошо перемешанной тропосфере.

[1 ] Распространение ультракоротких радиоволн / Пер. с англ, под ред. Б. А. Шиллерова. – М: Сов. радио, 1954. -710с.

[2] Вилларс и Вейскопф. Рассеяние радиоволн в турбулентной атмосфере // Вопросы дальней связи па УКВ / Пер. с англ. – М. Сов. радио, 1957. – С.9-34.

[3] Просин А. В. К расчету мощности рассеяния при дальнем тропосферном распространении ультракоротких воли // Электросвязь. – 1958. – № 8. – С. 13-21.

INFLUENCE OF DIRECTIONAL PATTERN REAL SHAPE ON LONG-DISTANCE TROPOSPHERIC PROPAGATION

Mytsenko I. М., Khalamejda D. D., Khomenko S. I.

Institute of Radiophysics and Electronics of National Academy of Science of Ukraine 12 Akademica Proskury Str., Kharkov, 61085, Ukraine Ph.:(057) 744-83-40, Fax: (057) 744-11-05 e-mail: hdd78@mail.ru

Abstract – The reflection influence from an interface in the line-of-sight coverage on the specific effective scattering area and total troposphere volume involving in the creation of scattered radiation has been estimated. To estimate the change of the specific effective scattering area we have used the Villars-Weiskopf theory. The approximate value of the propagation factor for the meter and decimeter radio-wave bands has been obtained. The results ofthe calculation and experiment have been compared.

I.                                         Introduction

The reflection influence especially affects on marine paths of meter and long part of decimeter radio-wave bands where petalshaped antenna diagram due to sea surface properties is pronounced and antenna systems is located at small height. In this work the reflection off an interface in the line-of-sight coverage influence on long-distance tropospheric propagation conditions due to scattering by a tropospheric turbulence is estimated.

II.                                        Main Part

Long-distance tropospheric propagation geometrical parameters are shown in figure 1. As it is known, ratio of scattered power P to power in free space is determined by expression (1). In this paper development of expression for approximate attenuation factor value (2) with using Villars-Weiskopf theory is adduced. Figure 2 present calculated distance dependences of attenuation factor V (r) at wavelength λ = 05, 2 m and antennas height locations h = 10, 20, 30 m. Experimental distance dependences of attenuation factor V (r) data obtained under missing inversion layers and under standard refraction at Indian ocean at Λ = 0.5m, h = 6m and A = 2m, h = 22m are shown in figure 3.

III.                                       Conclusion

As can be seen from figures, the reflections off an ocean surface influence under troposphere inhomogeneity scattering results in attenuation decreasing of frequency range {λ = 0.5m) higher part and therefore it has advantages over the metric waves (X = 2m).

The increase antenna height from 10 to 20 m leads to significant signal power increasing. And the further increasing has insignificant effect.

Thus, it is possible to draw a conclusion important for ship radio engineering systems: the optimum antenna height is in the range of 20-30 m, which are practicable for shipping systems.

Comparison of calculated distance dependences (fig. 2) with experimental ones (fig. 3) let you see that expression (2) can be used for marine radio paths calculation for meter and long-wave part of decimeter radio-wave bands when troposphere is mixed well.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2006г. 

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты