Радиопеленгационное устройство инструктора парашютной туристической группы для полярных условий, страница 14

В

h₁                         r₂

A₁                                                                                                                    

Рис.3.4.4.  Распространение радиоволны от передатчика к приемнику с отражением от поверхности земли, покрытой снегом или льдом.

Для удобства анализа введена система координат (x;y). Антенна передатчика располагается в т. А на высоте h₁, антенна приемника — в т.С на высоте h₂  от поверхности земли . Земля покрыта снегом и льдом, что учитывается в коэффициенте отражения.

В точку приема т.С приходят две волны: прямая волна (1) и волна, отраженная от  поверхности земли(2).  Отражение происходит в т.В, для определения координат которой воспользуемся методом зеркальных изображений [5].

Можно показать, что источник отраженной волны представляется зеркальным отображением антенны передатчика под землей на глубине h₁, амплитуда поля отраженной волны при этом определяется произведением амплитуды поля прямой волны на коэффициент отражения.

Коротко остановимся на типе антенны передатчика. К ней предъявляются следующие требования: миниатюрность и всенаправленность в азимутальной плоскости. Поэтому в качестве антенны передатчика целесообразно использовать  вертикальный штырь, имеющий круговую диаграмму направленности в азимутальной плоскости. На выбранной рабочей частоте 892 МГц  четверть длины волны составляет 8,4 см. Такой  длины должна быть передающая антенна. Коэффициент направленного действия четверть-волнового вибратора равен 1,64 [6].

Амплитуда напряженности электрического поля волны излучаемой антенной передатчика на расстоянии r  от передатчика определяется [5]  выражением:

E_mo= ;                  где  P - мощность излучаемая передатчиком;

D - коэффициент направленного действия(D=1,64);

-  угол между нормалью к поверхности земли  и рассматриваемым                 направлением;

r - расстояние между передающей антенной и точкой наблюдения.

В точке С происходит суммирование прямой и отраженной волн. Поле прямой волны :

É₁= E_moe^-j(2p/l)r1

Поле отраженной волны определяется как :

É₂= RE_moe^{-j((2p/l)r2+Ф)};  где R- коэффициент отражения от земли;

ф  - набег фазы при отражении.

Поскольку r₁» r₂ » r, то можно считать, что пренебречь неравенством амплитуд поля из-за разности хода, но при рассмотрении фазовых соотношений такое пренебрежение недопустимо.                 

Суммарное поле около приемной антенны будет :

É =É₁+É₂ = E_moe^-j(2p/l)r1(1+Re^{-j((2p/l)Dr+Ф)});

где Dr = r₂-r₁   — разность хода прямой и отраженной волн.

Разность хода прямой  и отраженной волны определяется выражением:

Dr =(+);

Угол падения q  можно определить, найдя координаты точки отражения т. В, которые могут быть расчитаны как точка пересечения прямой, проходящей через т. А₁ и т.С , с осью абсцисс. Абсцисса т. В  определяется следующим образом:

х_B = ;                           

tgq = .

Амплитуда поля в точке приема :

É =E_mo.

        Фаза поля в точке приема:

.

По приведенным формулам для h₁=h₂=1,5 м, l=0,33 м , Р=1 Вт расчитывается зависимость поля в точке приема от расстояния между приемником и предатчиком. Результаты расчета в отдельных точках приведены в таблице 3.4.2.

На рис.3.4.5. приведена зависимость напряженности поля около приемной антенны от расстояния между приемником и передатчиком. Значение напряженности поля при других мощностях передатчика можно найти с помощью умножения расчитанного уровня поля на  , гдеР- мощность излучения выраженная в Вт.

На рис.3.4.6. приведена зависимость уровня поля по отношению к его уровню на расстоянии 100 м от передатчика

Таблица 3.4.2

r, м	10	100	200	500	1000	1500	2000
Е, В/м	1,03	0,074	0,02	0,003	0,0008	0,0004	0,0002
Е/E[10м],дБ	0	-11,5	-34	-51	-62	-68	-74