Расчет угловых координат и дальности ИСЗ относительно ЗС, 2, Определение минимального значения потерь электромагнитной энергии в свободном пространстве для каждого участка и соответствующий выбор оборудования, страница 2

По рис. 5, 6, необходимо найти значение интенсивности осадков климатических условий данной местности Im, мм/чаc

Рис. 5. Статистические распределения среднеминутных значений     

 интенсивности дождей (на Европейской территории)

Рис. 6. Статистические распределения среднеминутных значений интенсивности дождей (на территории Сибири и Дальнего Востока)

По рис. 7  необходимо найти длительность сигнала l3 в зависимости от угла места антенны земной станции  и среднеминутных значений интенсивности дождей Imдля исследуемого района:

 

Рис. 7 Зависимость эквивалентной длительности сигнала l3

в дожде различной интенсивности от угла места антенны ,0

По рис. 8 для  заданного диапазона частот f и  Im, находим L`д, дБ;

Рис. 8 Частотная зависимость коэффициента поглощения L`д,

в дожде различной интенсивности

Ослабление сигнала в дожде необходимо рассчитать по формуле:

                            

По  рис. 9   для   заданных   значений  эллиптичности   поляризации   приемной и передающей антенн  е1 = е2 находим Lп , дБ;

Рис. 9 Зависимость потерь из-за несогласованности поляризации передающей и приемной антенн

По рис. 10  для заданного диапазона частот f и  угла места  необходимо найти углы рефракции   и , т.е. искривление траектории сигнала при прохождении через атмосферу (тропосферу и ионосферу).          

Тропосферная рефракция показана непрерывными линиями, ионосферная – штриховыми.

Рис. 2.10 Зависимость углов рефракции , от частоты  fи угла места

Потери из-за неточного наведения антенны земной станции на ИСЗ  определяются нестабильностью положения ИСЗ на небесной сфере (согласно исходным данным = +(-) 0,3о) и отклонением угла прихода радиосигнала под влиянием рефракции и определяются суммарной величиной :

+ +                                              

При заданном отклонении и вычисленной выше ширине диаграммы направленности   находим потери наведения:

Lн =   1 + (2)2 , (дБ).                               

Перемножая найденные составляющие (или суммируя их величины, выраженные в децибелах), получим величину L2доп

L2доп= Lа+ Lд + Lн + Lп  ,(дБ).

Определение полной величины потерь энергии сигнала на линии связи ЗС-ИСЗ

Полная величина потерь энергии сигнала на линии связи:                 ,      где               

Дополнительные потери сигнала Lдопопределяются несколькими составляющими:

 L2доп= Lа+ Lд + Lн + Lп = 0,07+1,036+1,295+0,3=2,701 дБ

Используя рис. 4 для заданного диапазона частот  и  находим La, бБ.

где  и  - коэффициенты поглощения в кислороде и водяных парах, дБ/км (рис 3);

  и   - эквивалентная длина пути сигнала в этих средах, км. Данная величина зависит от толщины атмосферы, угла места антенны земной станции  и высоты станции над уровнем моря  hЗ =0,16км;

Толщина (точнее, эквивалентная толщина) атмосферы для различных составляющих различна и ориентировочно принимается:

;   .

 Количественная оценка ослабления сигнала в дожде:

Lд = L`дlз                                                           

 Она зависит от коэффициента поглощения в дожде L`д и эквивалентной длины пути сигнала в дожде lз ;

lз=(hдhЗ)/sin

где hд км – эквивалентная толщина дождевой зоны.

Используя  рис. 5, находим  значение интенсивности осадков климатических условий данной местности  для  Тд =0,1%

Используя  рис. 8  для заданного диапазона частот  и , находимL`д ;

Используя  рис. 9   для заданных значений эллиптичности поляризации приемной и передающей антенн  = 0,8 находим потери из-за несогласованности поляризации передающей и приемной антенн   

Находим потери наведения

 , где   

δ = δдрейф + δтр + δи = 0,3˚ + 0,8˚ + 0,3˚ = 1,4˚  - суммарная рефракция.

Согласно исходным данным δдрейф   = +(-) 0,3˚    

Используя  рис.10 для заданного диапазона частот  и     находим углы рефракции: трапосферная рефракция δтр = 0,8˚ и ионосферная δи = 0,3˚            

Определение полной величины потерь энергии сигнала на линии связи ИСЗ-ЗС

Полная величина потерь энергии сигнала на линии связи:                 ,      где               

Дополнительные потери сигнала Lдопопределяются несколькими составляющими:

 L2доп= Lа+ Lд + Lн + Lп = 0,092+0,11+0,3+2,53 = 5,725  дБ                                     

Используя  рис. 4   для заданного диапазона частот  и  находим La, бБ.,                 

где  и  - коэффициенты поглощения в кислороде и водяных парах, дБ/км (рис 3);

  и   - эквивалентная длина пути сигнала в этих средах, км. Данная величина зависит от толщины атмосферы, угла места антенны земной станции  и высоты станции над уровнем моря  hЗ =0,17км;

Соответственно:  

 ;                             .                          

Толщина (точнее, эквивалентная толщина) атмосферы для различных составляющих различна и ориентировочно принимается:

;   .

 Количественная оценка ослабления сигнала в дожде:

Lд = L`дlз                                                           

 Она зависит от коэффициента поглощения в дожде L`д и эквивалентной длины пути сигнала в дожде lз ;

lз=(hдhЗ)/sin,           

где hд км – эквивалентная толщина дождевой зоны.

Используя  рис. 6, находим  значение интенсивности осадков климатических условий данной местности  для  Тд =0,1%

Используя  рис. 8  для заданного диапазона частот  и , находимL`д ;

Используя  рис. 9   для заданных значений эллиптичности поляризации приемной и передающей антенн  = 0,8 находим потери из-за несогласованности поляризации передающей и приемной антенн   

Находим потери наведения

 , где   

δ = δдрейф + δтр + δи = 0,3˚ + 0,2˚ + 0,8˚ = 1,3˚  - суммарная рефракция.

Согласно исходным данным δдрейф   = +(-) 0,3˚    

Используя  рис.10 для заданного диапазона частот  и     находим углы рефракции: трапосферная рефракция δтр = 0,2˚ и ионосферная δи = 0,8˚.