Потери в тракте распространения. Основные потери передачи. Ослабление и деполяризация волн в тропосфере. Тепловые и поляризационные потери, связанные с прохождением радиоволн через ионосферу

нимально допустимом угле возвышения траектории распространения волны. Согласно рис. 21.1

          тах        Н ² +Cl -2a3MHcosy,                                             (21.1)

где Н = Н + а зм — расстояние от центра Земли до спутника; у = 90 ⁰

= arcsin[a зм В случае эллиптической орбиты расчет следует производить для Н = На, где Н — высота апогея.

21.2.2. Ослабление и деполяризация волн в тропосфере

В диапазонах волн, выделенных для космических линий связи, ослабление волн в тропосфере может быть значительным. Напомним, что ослабление в тропосфере складывается из потерь в газах и рассеяния и поглощения в дожде, тумане, облаках. Эти виды потерь рассмотрены в 18.3.1 и 18.32.

Поглощение в газах согласно рис. 18.11 в диапазоне частот 1 10 ГГц при углах возвышения д > 5 ⁰ невелико. Однако при повышении частоты ослабление быстро возрастает, и на частоте 20 ГГЦ множитель ослабления V достигает значения —1 ОдБ.

Ослабление в ДожДе согласно (18.39) и рис. 18.12 незначительно на частотах“ 6 ГГц при любой интенсивности дождя и углах возвышения траекторий д > 5 ⁰ . Но на частотах 10 ГГц даже в условиях умеренного дождя (Ј < 10 мм/ч), ослабление составляет единицы децибел, увеличиваясь в периоды ливней (Ј >40 мм/ч) до десятков децибел.

Значительное ослабление в дожде волн с частотами выше 10 ГГц приводит к необходимости повышать энергетические запасы на линиях, работающих на частотах этого диапазона. Однако не всегда такие запасы могут быть реализованы. Для уменьшения ослабления рекомендуют работать при больших углах возвышения, когда путь проходимый через толщу дождя, относительно невелик.

В интенсивных осадках, особенно в дожде, кроме ослабления наблюдаются явление деполяризации, т. с. изменение поляризации волны в результате ее рассеяния на сфероидальных каплях дождя. Это явление следует учитывать при работе на частотах выше 10 ГГц, когда два канала работают в одном частотном диапазоне, но с ортогональными поляризациями. Деполяризация приводит к взаимным помехам между каналами.

212.3. Тепловые и поляризационные потери, связанные с прохождением радиоволн через ионосферу

Тепловые потери в ионосфере обусловлены ее конечной провоДИМОСТЬЮ (см. 17.3.1). Из (17.20) следует, что удельная проводимость ионосферы в первом в первом приближении обратно пропорциональна квадрату частоты и существенна лишь на частотах/< 100 МГц. Спутниковые системы связи работают на более высоких частотах, и поэтому тепловыми потерями в ионосфере можно пренебречь.

Поляризационные потери обусловлены рассогласованием поляризаций принимаемого поля и приемной антенны в результате эффекта Фарадея (см. 18.3.3 .). Перемещение спутника, а также изменение параметров ионосферы являются причиной непрерывного изменения угла поворота плоскости поляризации принимаемого поля. Если поле с меняющейся поляризацией принимать на антенну с линейной поляризацисй, то появится поляризационные замирания, что эквивалентно потерям.

Максимальное значение угла поворота плоскости поляризации фтах' когда ИСЗ находится во внешней ионосфере и волна под углом возвышения д пересекает всю ее толщу [42],

ф тах= 2,32-10 ¹⁹ f ² 1-0,9соед(21.2)

где измеряется в градусах, af— в герцах. Расчеты показывают, что углы на частоте 100 МГц составляют тысячи градусов, а на частоте З ГГц уменьшаются до единиц градусов, поэтому поляризационные потери учитывают на частотах“ З ГГц. Абсолютная величина потерь, дБ;

                                               (21.3)

или Lф — —201glcosllG l•

В заключение отметим, что в современных антенных устройствах, используемых на космических радиолиниях, имеются техничес-

кие возможности по борьбе с поляризационными замираниями