Вопрос. Влияние рельефа местности на распространение радиоволн различных диапазонов. - 20 минут.

Для радиорелейной связи используется диапазон частот от 60 МГц до 40 ГГц. Чем выше канальная емкость линии, тем более высокие частоты должны использоваться.

Это приводит к тому, что необходимым условием осуществления радиорелейной связи является наличие прямой видимости между передающей и приемной антеннами (как исключение в метровом и нижней части дециметрового диапазонов при небольших расстояниях между передатчиком и приемником в некоторых случаях связь может быть обеспечена и при отсутствии прямой видимости).

С учетом необходимости выполнения данного условиях предельная дальность связи между двумя станциями ограничивается величиной:

,

(1)

где - радиус Земли, равный 6375 км, -высоты поднятия антенн. Справедливость этой формулы вытекает из рассмотрения треугольников ОАО' и ОВО' на рис1.

Рис.1.К выводу формулы предельной дальности связи

После преобразований формула может быть представлена в следующем удобном для расчетов виде:

(2)

За пределами прямой видимости напряженность поля в точке приема уменьшается экспоненциально. Этот факт отражается следующей формулой, выражающей зависимость затухания на трассе от расстояния между передающей и приемной антеннами при нахождении последней в области так называемой полутени и тени:

,

(3)

где - затухание на предельной дальности прямой видимости, L – масштабный коэффициент, определяемый по формуле:

,

(4)

где -длина волны, - эквивалентный радиус закрывающего препятствия (для идеальной сферической поверхности Земли ).

В реальных условиях требуется, чтобы обеспечивалась не просто прямая видимость между передающей и приемной антеннами, а была свободной некоторая область пространства. Она представляет собой эллипсоид вращения, в фокусах которого находятся передающая и приемная антенны. В вертикальном сечении его имеем эллипс (рис.2).

Рис.2.Область, существенная для распространения

Размеры области могут быть определены по формуле:

(5)

Размеры области в вертикальном направлении увеличиваются при увеличении длины волны.

Линия, соединяющая электрические центры передающей и приемной антенн, называется линией прямой видимости, а расстояние от линии прямой видимости до поверхности Земли – просветом. Ясно, что просвет на протяжении интервала меняется. Минимальный размер области, существенной для распространения, называется критическим просветом.

Типы интервалов:

а)открытый интервал – минимальный просвет больше критического (рис.2);

Рис.3.Открытый интервал

б)полуоткрытый интервал - минимальный просвет меньше критического, но положителен (просвет положителен, если линия рельефа ниже линии прямой видимости и отрицателен в противном случае);

Рис.4.Полуоткрытый интервал

в)закрытый интервал – просвет отрицателен (отсутствие прямой видимости).

Рис.5.Закрытый интервал

В диапазонах частот, используемых для радиорелейной связи, заметное влияние на работу линий оказывает рельеф местности и тропосфера. Эти вопросы будут рассматриваться в следующей лекции.