Формулой (9.68) следует пользоваться на касательных н закрытых трассах, т. е. при H{g}Q и одновременном выполнении следующих условий:

1) высота каждого препятствия Дй,- (см. рис. 9.20) над впадиной между препятствиями должна быть больше величины Но для- каждого препятствия-

2) расстояние между препятствиями таково, что f{Ro, Ri, 7?2)0,65. Если 7{Ro, Ri, У?2)<0,65, то препятствия можно принять за одно эквивалентное.

5060 go 700

Рис. 9.21. К определению результирующего ослабления на

"-jiaccc с де\ми пренятствия.ми

Описанная приближенная методика расчета была экспериментально проверена в диапазоне суммарного ослабления -бн-(25-35) дБ.

При наличии иа трассе большего количества препятствий дать простые расчетные формулы затруднительно. Решения для этих случаев см. в работе [5. 12].

Горные трассы. Основпая черта горного рельефа - сильная изрезанность, приводящая к большим перепадам высот на сравнительно небольших расстояниях. Поэтому радиус кривизны отдельных препятствий (вершин гор, гребней, хребтов) в большинстве случаев значительно меньше радиуса Земли, часто не более нескольких сотен метров [5]. Хребты с резкими склонами могут быть аппроксимированы клиновидными препятствиями, если выполняются условия:

yKS-lQ--RiR/RoH{g); VK-IO-" RiR/RoH (g). (9.71); (9.72)

Обозначения величин указаны на рис. 9.22. Значения H(g) вычисляются по формуле (9.28), но в большинстве практических случаев для горного рельефа величиной 6H(g) можно пренебречь, так как Я>бЯ(§).

Для клиновидных препятствий значения V дБ могут быть, определены нз рис. 9.13 по кривой р->оо, В области глубокой тени ,{и<-1) V = 0,225/ -ы, (9.73)

или в децибелах К = - 13 - 20 Ig ( - и), (9.74)

где U = V2 Я {g)/yR,XK(l -к) = 0.82 р (g). (9.75)

На некоторых трассах могут быть два или более горных хребтов, каждый из которых можно аппроксимировать клиновидным препятствием. При наличии двух препятствий расчет модуля V производится следующим образом:

1. На касательной трассе - по формуле (9.68) при условии, что V и V2= ==-6 дБ.

2. На закрытой трассе при ui,2<-1 по методу [5]:

V==ViV2, или в децибелах V = Vi+V, (9.76); (9.77)

где Vi и V-i определяются по формулам (9.73), (9.74) при условии, что

u1 = Hi (g) Vi{Ri + R2)/ Ri R-2 «2 = (g) V2 Ro/ (1 + R2) Rs-

(9.78); (9.79)

Обозначения величин указаны на рис. 9.23. Прн этом прямая АВ проводится из точки А, которая является точкой пересечения прямой АА и линии, соединяющей вершины препятствий; Hi{g) и H2(g) определяются по (9.28) при 8H{g)=0 соответственно для трасс длиной (Ri+R-i) я Ro.

2-е препятствие Л

Puc. 9.22. К определению формы препятствия

Рис. 9.23. К расчету дифракционного ослабления иа двух клиновидных препятствиях

3. Если местность между хребтами достаточно ровная (см. § 9.6), то возможно появление отраженных от земной поверхности волн (пунктирные линии на рис. 9.23). С учетом отражений .

К= l/jl/aAfiMAfa, (9.80)

где Ml, М2, Мз - модули интерференционных множителей на участках i, R2, R3. Значения этих величин можно определить по методике, изложенной в § 9.6, с той разницей, что в формулу для разности хода между прямой н отраженной волнами следует подставлять длины соответствующих участков, считая точками передачи и приема либо вершины препятствий, либо корреспондирующие точки. •При Ф«1 и благоприятных геометрических соотношениях, когда фазы всех волн в точке приема одинаковы, за счет отражения возможно существенное увеличение уровня сигнала. Так, при М1 = М2=Мз = 2 (интерференционные максимумы) результирующее значение V возрастет в 8 раз (18 дБ). Это явление создает эффект «усиления», обусловленный клииовилнь1м препятствием,

В тех случаях, когда условия (9,71), (9,72) не выполняются, гребни гор нельзя считать клиновидными препятствиями. Для расчета можно воспользо-

ваться методом аппроксимации препятствия несколькими поглощающими параллельными полуплоскостями [5]. В большинстве случаев достаточно трех таких полуплоскостей (рнс. 9.24). Расчет сводится к определению V на закрытой трассе АВ с тремя клиновидными препятствиями (в общем случае с п клиновидными препятствиями).

Полуплоскости. 1-я 2-я 3-я С

Рис. 9.24. К расчету дифракционного ослабления иа горных препйтствнях сложной формы

При этом нлн в децибелах,

«=1

(9.81J (9.82J

где Vl, Vs, Уз определяются по формулам (9.73), (9.74) прн условии, что:

(9.83) (9.84) (9.85)

«1 = 1 (g) /2 (/?! + R)/k /?1 R; th = »z (g) V2RJX(RxR) (Rs+Rt)y

«8 = 3 {g)V2 (/?3 + .)A/?3/?4-

Обозначения величин указаны на рис. 9.24. Hi, Яг, Нз определяются из профил» трассы, а H{{g), Hzig) и Яз(§) вычисляются по (9.28) прн 6Я() = 0; Vl и Уз учитывают ослабление, которое было бы вызвано боковыми полуплоскостями (1-й и 3-й), если бы точка приема находилась на вершине средней полуплоскости в точке С; У2 - множитель ослабления доминирующей по высоте полуплоскости при условии, что точки приема и передачи А, В подняты в точки А и В, которые являются точками пересечения вертикалей АА и ВВ и линий, соединяющих вершину среднего препятствия (в общем случае - доминирующего по высоте препятствия) с вершинами 1-й и 3-й полуплоскостей. <

Методика определения У, изложенная в § 9.7, справедлива, если расстояние от антенны до наиболее высокой точки профиля трассы

Rmtn> (5-i-l0)b/k , (9.86)

где Ь - максимальный размер антенны.

9.8. РАСЧЕТ УРОВНЕЙ СИГНАЛА НА ИНТЕРВАЛАХ РРЛ

Уровни сигнала иа интервалах РРЛ рассчитываются по формуле (9.8) с учетом значений У, определяемых в § 9.6, 9.7. При проектировании РРЛ в обязательном порядке рассчитываются: 1) средние мощности сигнала на входах приемников всех интервалов линии Рпр (точнее, мощности при среднем значении градиента g); 2) мощности сигнала на входах приемников, не превышаемые-в течение 20% времени любого месяца, Рпр (20%).

Средний уровень сигнала на интервалах РРЛ, измеряемый в дневные часы> (с 10 до 14 час), является важным параметром, обязательным для реалнзацнв как прн настройке РРЛ, так и в эксплуатационных условиях. Он позволяет оценить точность юстировки антенн, состояние антенно-волноводного тракта и соответствие его ослабления нормативным параметрам, правильность исходного профиля трассы. Кроме тогр, знание и поддержание в заданных пределах среднего и порогового (Рпр.пор) уровней сигнала позволяют в эксплуатационных условиях сохранить заложенный в аппаратуре энергетический запас на замираний сигнала, характеризуемый отношением

i 10е(пр/%ъор)= -пор-

(9.87)

1* Средний уровень сигнала определяет также среднюю мощность шума в каналах РРЛ, которая по существу должна являться сдаточным параметром РРЛ при настройке линии и контрольным - в условиях эксплуатации; Рр . (20%) рассчитывается для определения нормируемой величины мощности шума в каналах линии, превышаемой в течение 20% времени наихудшего (любого) месяца и характеризующей выполнение рекомендаций МККР (см. гл. 7). Дл» определения соответствия этой норме, на реальных РРЛ требуются длительные измерения в разное время суток.

Средняя мощность сигнала на входе приемника данного интервала линии

Кт? = Ро ирУ\ (9.88)

где Ро пр - определяется по (9.1); Р -значение множителя ослабления при средней рефракции, г. е. при g - g, которое определяют по (9.35) или из графика на рнс. 9.13 по значениям параметра ц для данного интервала [см. (9.55), (9.56) а рпс. 9.15] н относительному просвету

p(J) = H/Ho + AH()/H,; (9.89)

Но и AH(g) рассчитывают по формулам (9.23), (9.29) нлн по номограммам и» рис.- 9.9, 9.11. Величину Рпр удобно выражать в децибелах относительно ватта:

P"np = Pnep+Gnep + Gnp-f llnep + llnp + Wo+V, (9.90)

где Рдер дано в децибелах относительно ватта, остальные величины в правой-части -в децибелах, а Wo определяется по формуле (9.4) или номограмме на

рис. 9.1. 4

Среднее напряжение сигнала на входе приемника прн согласовании его-

; входного сопротивления С волновым сопротивлением фидера W

(9-91) течение 20%

(9.92)

.пр = г пр

Мощность сигнала на входе приемника, не превышаемая в времени,

inp(20%)=PonpK420%). Или в децибелах относцгельно ватта

inp (20%) = Рпер + Опер + пр + т,пер +r\„p + Wo + V (20о/„),

где К(20%) - значение множителя ослабления, не падающее ниже в течение 20% времени месяца.

(9.93)

На слабопересеченных интервалах РРЛ и пересеченных интервалах с относительно небольшими просветами в большинстве случаев значения 1/(20%) определяются статистикой замираний, обусловленной изменениями градиента g. В этом случае значение V (20) можно оценить с помощью рис. 9.13 по известному параметру (х для данного интервала и значению p[g(20%)].

Для упрощения расчетов вместо значения g (20%) можно использовать градиент, превышаемый в течение 16% времени, т. е.

g.(20o/o) »g+a;

Р [g (20%)] « р (g + о) = Я/Я„ + Д Я (

Г + а)/Яо,

(9.94) (9.95)

где о - стандартное отклонение статистического распределения значений g, оп-

•ределяемое по табл. 9.2, 9.3.

На пересеченных трассах с большими просветами значения К.(20%) опрс.те-

ляются в основном статистикой замираний, обусловленных влиянием волн, отраженных от подстилающей поверхности и неоднородностей тропосферы. В этом случае значения V (20%) определяются по усредненным экспериментальным данным, приведенным в табл. 9.7.

Т А Б Л И Ц -4 9,7 Значения V(20%) в децибелах

Цифры, приведенные в скобках, соответствуют значениям V(20%), полученным в центре ETC (меньшее по абсолютной величине ослабление) и в южных районах, начиная от степной полосы ETC (большее ослабление).

ШпВт> (100пВт) (ЮООпВт) (0,01мкйт){0,!пкВт)1ЬтВт) (ЮмкВт] Рис. 9.25. Зависимость Р„р, дБПт, от Р„р, Вт

В сомнительных случаях целесообразно оценить V (2Qi%) двумя способами: по градиенту g (20%) и нз табл. 9.7. При расчете Рпр (20%) учитывается нан-йольшее (по абсолютной величине) ослабление V (20%).

Если нужно рассчитать уровни сигнала на интервалах РРЛ при любом дру-го.м значении градиента диэлектрической проницаемости воздуха, необходимо пользоваться формулой (9.8), подставляя соответствующие значения множителя ослабления (см. пример 1 в § 9.17). Для удобства расчетов на .рис. 9.25 построена зависимость Рцр в дБВт от Рпр в Вт,

9.9. ЗА]ИИРАНИЯ СИГНАЛА НА ИНТЕРВАЛАХ РРЛ

Общие сведения о замираниях

Замирания сигнала возникают в отдельные моменты времени, когда значения множителя ослаб.теиия становятся весьма малыми.

Причиной за,мнраиий является из.меиенне во времени метеорологических условий на трассе РРЛ, приводящее к изменению вертикального градиента диэлектрической проницаемости воздуха (см. § 9.4), возникновению слоев в тропосфере с резким изменением диэлектрической проницаемости воздуха, появлению осадков.

Глубина замираний обычно характеризуется мгновенным значением ] V\ дБ. Наиболее глубокие замирания на интервалах РРЛ, обусловленные первыми двумя факторами, чаще всего отмечаются в вечерние, ночные и утренние часы летних месяцев, а в некоторых районах - в эти же часы весной или осенью. Наибольшее количество глубоких замираний наблюдается в морских, приморских и равнинных районах.

На интервалах РРЛ возможны различные типы замираний.

Рефракционные замирания из-за экранирующего влияния нрепятствий

Эти замирания обусловлены умгиьщеиисм просвета иа трассе при субрефракции (g>Q) и попаданием приемной антенны в область глубокой тени при p(g)«:l (см. рнс. 9.13). Такие замирания сравнительно медленные, имеют слабую частотную зависн.мость и происходят практически одновременно во всех Стволах радиорелейной системы, работающей в одном частотном диапазоне.

11 м /г Г \ \Ш\и\Тл\\\\\\ГГ\Ш\Т\\\\\ \\\\ i\\ :\\\\\ \.\\\ \\\\\\\\\\\\\\\\\,

Рис. 9.21,. Субрсфракцио11111,1е замирания. Сухопутная средиепересеченная, трасса па Украине: Ло-55 км, --ft) м,

/=3,7 ГГц. Частотньи"! разнос между стволами Д/=58 МГц