Передатчик находится в Новосибирске, следовательно приемная антенна будет располагаться в Иркутске. Ниже приведен интерфейс программы (рис.1).
Рис.1 – Интерфейс.
Данные, полученные из программы:
Трасса - 1413,88 km (r=1413880 m)
Азимут - 93,05 grad
Ссылка на программу http://rx4hx.qrz.ru/files/calc.zip
Находим необходимые углы для расчётов. Ниже расположен рисунок (рис. 2) схематичного распространения волны, с учётом всех необходимых углов распространения.
Рис.2 – Связь между углами: центральным ; возвышения ;
падения на отражающий слой .
Угол поворота относительно центра Земли (угол ) вычисляем по формуле (1):
(1)
– это угол, на который повернется прямая (радиус земли) от точки передачи до точки приема. Половина этого угла - будем минимальный геометрический угол , под которым должна падать волна, если принять, что прямая, соединяющая приемник и передатчик лежит горизонтально.
Следовательно, минимальный угол падения на отражающий слой
Определим (зададимся) угол возвышения из рисунка 3.
Рис.3 – Оптимальные углы излучения (возвышения).
Для того, чтобы как можно точнее задаться углом возвышения, воспользуемся формулой (2):
, (2)
где
– схематиченский угол падения волны. Следовательно точное значение угла
что соответствует медианному значению углов на расстоянии r при одном скачке от слоя F2 (рис.3).
4. Определение оптимальной рабочей частоты.
Оптимальная рабочая частота представляет собой наиболее подходящую частоту для ведения радиовещания в заданных условиях. Оптимальная рабочая частота находится из условия:
(3)
где
(4)
Подставим найденные значения в формулу (4), а потом в (3):
Находим оптимальную длину волны:
Расчёт множителя ослабления пространственной волны.
Необходимо рассчитать множитель ослабления пространственной волны. Расчет производим по книге М. П. Долуханова "Распространение радиоволн" [стр. 301-303].
При определении МПЧ рекомендуется учитывать все слои ионосферы (E, F1 и F2) и выбирать наибольшую из полученных. А поэтому сначала рассчитаем критическую частоту слоя Е, то есть максимальную частоту, которую может отразить слой Е.
(5)
Как видно, , значит отражение происходит от слоя F2. Как следствие медианное значение множителя ослабления для каждого луча определяется формулой (6):
, (6)
где
R – модуль коэффициента отражения от Земли (R очень близко к единице);
n – число отражений от ионосферы, определяемое формулой (7);
– коэффициент поглощения в j-й вершине, определяемый формулой (8).
(7)
Путем округления частного до ближайшего частного числа получаем n=1.
(8)
Коэффициенты поглощения зависят от трёх величин: угла падения на нижнюю границу ионизированной области , критической частоты и рабочей частоты (или длины волны). На рисунках 4, 5 и 6 приведены графики для определения коэффициентов поглощения и .
Для начала определим угол падения волны на нижнюю границу ионизированной области
(9)
Рис.4 – Коэффициенты поглощения для слоя D.
В нашем случае при , .
Рис.5 – Коэффициенты поглощения для слоя E, .
В нашем случае при , будет исчисляться по формуле (10):
(10)
где
– фактическое значение критической частоты, определяемая по формуле (11);
- то значение критической частоты, для которого составлен график;
- поглощение, определяемое по графику.
Критическая частота и электронная концентрация слоя связаны уравнением (11):
(11)
А значит
Коэффициентом поглощения при отражении от слоя F1 можно пренебречь, он много меньше
Рис.6 – Коэффициенты поглощения при отражении
от слоя F2 при ,
По формуле (10) имеем:
Подставляем найденные значения в формулу (8) и находим суммарный коэффициент поглощения для нашей волны:
2.104
По формуле (6) определим значение множителя ослабления пространственной волны:
(разах)
5. Определение требуемого КУ антенны и подводимой мощности.
Запишем формулу (12) для определения требуемого КНД антенны:
(12)
Из формулы (12) выразим КУ и мощность передающей антенны:
Прежде, чем задаваться мощностью передатчика, необходимо учесть влияние быстрых и медленных замираний при распространении. По графикам рис.7 и рис.8 определим F1 и F2:
Рис.7 – Кривые распределения вероятностей превышения
минимального уровня, характеризующие медленные колебания.
Рис.8 – Кривые распределения вероятностей для определения быстрых
замираний при приме на n-разнесённых антенн.
При чём значения получены при 99.9% времени работы. С учётом полученных данных, вычислим реальный множитель ослабления по формуле 13, который учтёт запас на компенсацию медленных и быстрых флуктуаций уровня поля:
(13)
Зададимся мощностью, подводимой к антенне . Следовательно, найдём коэффициент направленного действия антенны:
Из формулы (13) найдём требуемый коэффициент усиления антенны:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.