2 Определение высоты подвеса на интервале ррл

При определении высот подвеса антенн должно выполняться условие отсутствия экранировки препятствиями интервала минимальной зоны Френеля, т.к. основная часть энергии передатчика распространяется в сторону приемной антенны именно в этой зоне.

Минимальная зона Френеля представляет собой эллипсоид вращения с фокусами в точках передающей и приемной антенн. Радиус минимальной зоны Френеля находится в любой точке пролета по формуле:

(3)

Где – относительная координата критической точки интервала:

(4)

R₁ – расстояние до препятствия;

Λ_ср =8,2 см = 0,082 м.- средняя длина радиоволны.

Радиус Н₀ называется также критическим просветом. При таком просвете множитель ослабления поля свободного пространства равен 1 (0 дБ), т.е. уровень принимаемого сигнала при таком просвете такой же, как и при установке антенн в свободном пространстве на расстоянии R₀.

При критическом просвете H₀ разность хода прямого и отраженного от поверхности земли лучей составляет λ/6.

Пролет РРЛ называется открытым, если просвет для радиоволны равен или больше критического .

Пролет РРЛ называется полуоткрытым (полузакрытым), если просвет для радиоволны меньше критического (H_(g)<H₀).

Пролет РРЛ называется закрытым, если просвет для радиоволны отсутствует .

При правильном выборе подвеса антенн на пролете, просвет, существующий в течение 80% времени, должен быть не менее H₀, т.е. открытым. Нахождение на пролете величины Н₀ было бы достаточным для дальнейшего определения высот антенн, если бы не рефракция радиоволн (т.е. искривление ее траектории распространения). Рефракция радиоволн происходит за счет электрических неоднородностей среды, в которой она распространяется, в данном случае воздушной. Она характеризуется степенью неоднородности диэлектрической проницаемости воздуха ε в вертикальном направлении, т.е. вертикальным градиентом диэлектрической проницаемости воздуха g=dε/dh. Он характеризует степень неоднородности ε в вертикальном направлении. Если значение ε уменьшается с высотой h, величина g отрицательная, если ε с высотой возрастает, величина g положительная. Поскольку ε изменяется с высотой и по длине трассы (не по линейному закону), вводят понятие «эффективного» градиента диэлектрической проницаемости воздуха g_э. Под величиной g_э понимают такой постоянный градиент ε, при котором напряженность поля в точке приема будет такой же, как и в случае реального изменения ε на трассе.

Если предположить, что s меняется с высотой по линейному закону, то рефракцию можно учесть, введя вместо реального радиуса Земли R_з эквивалентный R_э:

(5)

где R_э – эквивалентный радиус Земли, при котором траектории радиоволн можно считать прямолинейными.

Уменьшение g с увеличением высоты (отрицательное значение) приводит к искривлению траектории волны выпуклостью вверх, что эквивалентно значению R_э> R_з.

Это увеличивает дальность действия связи. При увеличении g с увеличением высоты получаем R_э< R_з – уменьшение дальности действия связи. Очевидно, что при g=0 R_э=R_з.

Из формулы следует, что при g =–2/R_з R_э=, т. е. Земля как бы становится плоской, траектория волны искривляется так, что остается все время параллельной поверхности Земли. Такая рефракция называется критической. Если g=–8·10^-8 1/м, R_э=4/3R_з=8500 км, рефракция называется стандартной. Это наиболее распространенный случай рефракции, обусловленный средним состоянием тропосферы. При условии –31,4·10^-8 1/м < g <–8 10^-8 1/м рефракцию называют повышенной.

При расчете курсового проекта принимаем среднее значение вертикального градиента диэлектрической проницаемости =–9·10^-8 1/м, и стандартное отклонение σ = 7·10^-8 1/м (для северо-запада России, в том числе и для Архангельской области).

С учетом рефракции (для средней величины ) просвет для радиоволны будет изменяться на величину:

(6)

Таким образом, если величина g отрицательная, то просвет для радиоволны H(g) увеличивается по сравнению с просветом прямой видимости. Причем, приращение просвета будет максимальным на середине интервала и меньше к краям.

С учетом отклонения σ минимальное приращение просвета находится по формуле:

(7)

Тогда просвет для прямолинейного распространения радиоволны:

(8)

Высоты подвеса антенн будут равны:

(9)

(10)

Если на обоих концах пролёта станции расположены на возвышенных местах и просвет получается большим даже антенных опор, то выбирают так, чтобы при точка приёма находилась в каком-либо интерфереционном максимуме, т.е. :

(11)

Где =1, 2, 3… - номер максимума

При этом выбирают так, чтобы высоты антенных опор получились по возможности меньшими.

Определяем высоты подвеса антенн на первом пролете:

= 13.57 м.

0.29

4.9 м.

1.1 м.

13.57 – 1.1 =12.47 м.

80 + 12.47 = 92.47 м.

55 + 12.47 = 67.47 м.

Определяем высоты подвеса антенн на втором пролете:

=16.86 м.

0.45

9.82 м.

2.18 м.

16.86–2.18=14.72 м.

30+14.72 = 44.72 м.

35+14.72 = 49.72 м.