Главная Радиорелейная связь



Зависимость глубины замираний от параметров трасс определяется формулами (9.54) - (9.68) и рнс. 9.13 § 9.7. Пример записи уровней сигнала прн суб-рефракцин приведен на рис. 9.26.

Рефракционные замирания интерференционного типа

Эти гамирания обусловлены увеличением просвета на трассе прн повышенной рефлекции (g<-8-10""* 1/м) и попаданием приемной антенны в интерференционные минимумы, появляющиеся в результате взаимодействия прямой волны и волн, отраженных от земйой поверхности (см. § 9.6).

Интерференционные замирания имеют быстрый характер, их средняя длительность при глубине порядка 35-25 дБ составляет секунды - десятки секунд. Они частотно-селективны. Глубокие замирания наблюдаются неодновременно в высокочастотных стволах радиорелейной системы (см. рис. 9.27).

Зависимость глубины замираний от параметров трасс характеризуется формулами (9.30) - (9.36) § 9.6.


Рис. 9.27. Интерференционные замирания. Морская трасса:

До=39 км, Н=+43 м, /=3,7 ГГц. Частотный разное между соседними стволами А/-58 .МГд

Интерференционные замирания из-за отражений от слоистых неоднородностей тропосферы

Замирания этого типа обусловлены интерференцией прямой волны и волн, отраженных от слоистых неоднородностей тропосферы (рис. 9.28а), и попаданием приемной антенны в интерференционные минимумы. К этому типу можно отнести также интерференционные замирания из-за многолучевого распространения в тропосферных волноводах (рнс. 9.286).

Такие замирания аналогичны замираниям, показанным на рис. 9,27. Они также частотно-селективны, в большинстве случаев носят самый быстрый характер, так как вследствие непрерывного изменения высоты отражающих слоев, их интенсивности Де и наклона меняются фазовые и амплитудные соотношения приходящих волн. При глубине 25-35 дБ средняя длительность замираний составляет секунды -доли секунд.

Отличительной чертой з-амираний в тропосферных волноводах является то, что в большинстве случаев онн наблюдаются прн высоком среднем уровне снг-

кала Р>+6 дБ (К>2), так как напряженность поля в волноводе убывает медленно ((обратно пропорционально V Ro). •

По результатам экспериментов глубокие интерференционные замирания из-за! отражений от слоистых неоднородностей тропосферы на волнах длиннее 12- 15 см на сухопутных интервалах РРЛ наблюдаются сравнительно редко. По ме-


Рис. 9.28. Отражение радиоволн от слоистых неоднородностей тропосферы (а) и многолучевое распространение в тропосферном приземном-волноводе (б)

ре укорочения длины волны количество таких замираний возрастает и во многих случаях онн определяют суммарную продолжительность замираний. На морских трассах влияние слоистых неоднородностей тропосферы отмечается даже на метровых волнах.

Замирания из-за экранирующего влияния слоистых неоднородностей тропосферы

Эти замирания обусловлены ослаблением радиоволн при прохождении через слоистые неоднородности тропосферы, когда большая часть энергии отражается и лишь небольшая часть достигает точки приема (рис. 9.29).


ИеоднороЗ,

Рис. 9.29. Экранирующее действие слоистых неоднородностей тропосферы


Характер замираний специфичен: большие ослабления уровня сигнала даже на десятки децибел (10-30) могут отмечаться в течение длительного времени, доходящего до нескольких часов. Иногда онн сопровождаются быстрыми флук-туациями сигнала относительно среднего уровня (рнс. 9.30). По-видимому, такие флуктуации вызываются не только потерей энергии волны, но и дополнительной интерференцией прямой волны и волн, отраженных от других неоднородностей тропосферы (рнс. 9.29).

Замирания практически коррелированы в пределах одного частотного диапазона и наблюдаются одновременно во всех стволах радиорелейной системы. Их глубина увеличивается с увеличением протяженности интервала, перепада высот между приемной и передающей антеннами (по крайней мере, до Г) и с укорочением длины волны.

На интервалах РРЛ протяженностью 50-60 км такие замирания наблюдаются как правило, в морских районах [12, 16], а на более протяженных трассах - также в горных районах [5, 17]. Этот тип замираний изучен сравнительно слабо.





Время, ч

Рис. 9.30. Замирания из-за экранирующего влияния слоистых неоднородностей тропосферы. Смешанная трасса (море, суша):

Яо=61 км, Я=-Ы1 м. / = 3.7 ГГц. Перепад высот между приемной и передающей антеннами 227 м. Отражение от подстилающей поверхности отсутствует

Замирания из-за влияния диаграмм направленности антенн

Эти замирания обусловлены вариациями углов выхода и прихода радиоволи, вызванными случайными изменениями условий рефракции. Они существенны при достаточно узких диаграммах направленности аитеии, так как по экспери.меи-тальиым данным иа интервалах РРЛ средней длины изменения углов в вертикальной „.плоскости не превышают ±0,5° в течение 99,9% времени наихудшего месяца, максимальные значения ±0,75°. В горизонтальной плоскости вариации углов прихода примерно в 4-5 раз меньше, исключение составляют интервалы РРЛ иа границах раздела сред (суща - море и т. д.) (см. список литературы к [12, 21]). Вариации углов выхода и прихода радиоволи содержат сравнительно медленную компоненту, обусловленную, изменениями g и быстро меняющуюся компоненту, связанную со слоистой структурой тропосферы.

В реальных условиях влияние углов прихода может усугубляться из-за неточности юстировки остронаправленных антенн, а также тепловой и ветровой деформативности антенных опор. На практике влияние диаграмм направленности антенн в наихудшие месяцы становится существенным при коэффициентах усиления порядка 45 дБ [ширина диаграммы по половинной мощности -~0,9°- -0,8°, т. е. ,± (0,45°-0,4°)].

Характер замираний специфичен: на пересеченных открытых интервалах РРЛ при применении перископических антенн с номинальным усилением 45 дБ и высоте антенных опор 60-100 м наблюдались медленно меняющиеся ослабления среднего уровня сигнала до -(10-20) дБ, которые сохранялись в течение длительного времени, иногда до нескольких часов (рис. 9.31) [19]. Такие ослабления не отмечались иа аналогичных пересеченных трассах, оборудованных менее направленными антеннами.

Эти замирания частотно-коррелироваиы, наблюдаются в основном одновременно во всех стволах радиорелейной системы (см. рис. 9.31). Они эквивалентны «потере усиления» антенн в отдельные периоды времени.

Затирания этого типа ограничивают использование остронаправленных антенн с усилением 045 дБ. Пределы применимости этих антенн в зависимости от длины трасс, климатических условий, высот и типа антенных опор требуют изучения.

Замирания из-за ослабления сигнала гидрометеорами

Эти замирания вызваны ослаблением электромагнитной энергии вследствие рассеяния частицами гидрометсоров (дождь, туман, снег, град и т. д.) и не-резопаисиого поглоиюиия ее в самих частнц.пх. Рассеяние и поглоикиис зависят




от состояния гидрометеоров (жидкие или твердые), размеров капельных образований, интенсивности осадков, их температуры, длины волиы сигнала.

Замирания из-за ослабления сигнала в осадках - медленные (рис. 9.32). Они частотно-коррелированы и наблюдаются одновременно во всех стволах радиорелейной системы, работающей в одном частотном диапазоне.


РРС-2

ррс-1

Рас. 9.32. Замирания из-за ослабления в дожде:

вверху - ослабление в дожде, внизу - наблюдаемая интенсивность дождя в пунктах приема (РРС-1) и передачи (РРС-2).

Среднепересечеииая покрытая лесом трасса в центре ETC: Яо-35,5 км, Я=-Ь66 м, /=12,3 ГГц

МножиГель ослабления V, дБ, при распространении радиоволн в зоне осадков определяется по формуле

V= - у/?эф, или V=-7эф/?о. (9.96); (9.97)

где Y - коэффициент ослабления, дБ/км; Яаф - эффективная длина трассы, км, на которой коэффициент ослабления примерно постоянен и равен у; уэф -коэффициент ослабления у, определяемый для эффективной интенсивиости осадков, которую можно считать равномерно распределенной по длине трассы R».

ТАБЛИЦА 9.8

Значения поправочных коэффициентов для расчета ослабления в дожде

Интенсивность дождя, мм/ч

f. ГГц

0°С

10°С

30°С

0,87

0.95

1 ,03

0,85

0,99

0,92

0.82

1 ,01

0.82

2,02

0.70 -

12.5

0,96

1 .02

0,83

0,96

0.93

0.64

0,88

2,03

1 .4

0,94

0,98

0.84

0,95

0.95

0,82

0,87

1 ,99

2.01

1 .4

При температуре 18°С поправочный коэффициент для всех приведенных частот равен 1.

вдол!*и™алГррТ[247" интегральное воздействие осадков

toJrPZTI "f " Д"о**ДР™™°й интенсивности при темпера-

7мм/„ определяется из рис. 9.33 [22 . Интенсивность дождя / оцениваеся в мм/ч, причем условно считается, что слабый дождь-это осадки с интенмв TnTeoia y-P-H"«-(5-20) мм/ч, сильный-(ЗОоУмм/ГГ

Г, дВ/т


Рис. 9.33. Номограмма для определения коэффициента , ослабления в дожде

При расчете ослабления в дожде при других температурах следует умножить значения у нз рис. 9.33 на поправочные коэффициенты, указанные в табл. 9.8.

При больщих интенснвностях дождей появляетсяГ зависимость у от вида поляризации из-за отклонения формы капель дождя от сферической (происходит расплющивание капель). Этот эффект возрастает с увеличением /. Нав-больщее ослабление наблюдается прн горизонтальной поляризации. По экспе-



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 [42] 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69


0.016