3. Атмосферные помехи

Источником атмосферных помех являются многочисленные грозовые разряды, происходящие одновременно в различных районах земного шара. Число таких разрядов может достигать нескольких тысяч. Если не учитывать местных гроз, уровень атмосферных шумов носит квазистационарный характер. Он зависит от географических координат пункта приема и сравнительно медленно изменяется в течение суток и от сезона к сезону. Это позволяет прогнозировать уровень атмосферных помех. Такие прогнозы подытожены в специальном отчете № 322 [59] X пленарной ассамблеи Международного консультативного Комитета по радио (МККР).

Для характеристики атмосферных помех МККР были предложены две величины: эффективный коэффициент помех, представляющий энергетическую характеристику, и распределение вероятности амплитуд в обозначениях Отчета), с помощью которых можно в большинстве случаев удовлетворить потребность практики.

Распределение вероятности амплитуд имеет важное значение в тех случаях, когда требуется знание вероятности превышения помехой определенного уровня (например, в случае радиосвязи с помощью бинарных амплитудных посылок).

Эффективный коэффициент атмосферных помех определяется соотношением:

Здесь мощность помех (в ваттах), получаемая от короткой эквивалентной антенны без потерь (т. е. к. п. д. ) над идеально проводящей поверхностью Земли.

Удобно величину располагаемой мощности отдаваемой антенной в согласованную нагрузку, выразить в виде соотношения

где — некоторая эквивалентная шумовая температура, Характеризующая интенсивность помех. Такое представление не является строгим, поскольку атмосферные помехи значительно узкополоснее, других составляющих шумов антенны. Однако обычно в пределах сравнительно узкой эквивалентной полосы приемника спектр помех можно считать равномерным и, следовательно, коэффициент можно определить как отношение шумовых температур:

В упомянутом. отчете МККР приведены таблицы для в децибелах: Для вычисления среднеквадратического значения напряженности поля атмосферных радиопомех для полосы приемника пользуются соотношением [59]

Здесь дано в децибелах относительно для полосы частота,

Величину напряженности поля помех для любой полосы [Гц], отличной от получают добавлением к величины Для медианного значения величины поля помех (в децибелах относительно составлены карты земного шара, на которые нанесены усредненные линии одинаковых уровней для длины волны Весь год при этом разбит на четыре сезона (зима, весна, лето, осень), а сутки — на 6 отрезков по в каждом. Для пересчета значений на другие частоты каждой карте ставится в соответствие график зависимости усредненных значений от частоты, приведенный на рис. 1.7 (числа, которыми помечены кривые, соответствуют значениями на частоте Мощность помех резко убывает с частотой, и лишь в области частот имеет место некоторый подъем кривых. На частотах, превышающих атмосферные помехи можно не учитывать.

На рис. 1.7 штрих-пунктирной кривой помечен ожидаемый уровень индустриальных помех в «спокойных» районах

Рис. 1.7,

вдали от больших городов и крупных населённых пунктов, линий передач и сосредоточенных источников индустриального шума. Здесь же пунктиром нанесена кривая космического фонового шума.

Другая характеристика - АРД - это величина, показывающая процент времени в течение которого не превышается заданный уровень помех. Установлено, что подчиняется закону распределения, который можно аппроксимировать двумя следующими законами [67]:

Здесь значения не превышаемые в течение 90% и 10% времени каждого -часового интервала; медианное значение шумов;

Величина связана с медианным значением соотношением (1.1.29).

Основным параметром для является частота В [59] для каждого семейства приведено соответствующее ему семейство для всех районов земного шара. Там же содержатся и другие графики, характеризующие различные параметры атмосферных помех.

Более детальные исследования законов распределения амплитуд помех для частот и сверхнизких частот проводятся в [72, 138, 139].