24.2. РАБОЧИЕ УСЛОВИЯ

24.2.1. Выбор пути распространения

Общие характеристики системы зависят от того, насколько тщательно выбран путь распространения радиоволн и место расположения аппаратуры. В состав полного пути распространения радиоволн может входить несколько секций линейных усилителей, но их число необходимо сводить к минимуму, определяемому полным требуемым усилением. Например, если одну секцию с ослаблением

дб заменить N одинаковыми подсекциями, то общее ослабление определится выражением

так как напряженность поля обратно пропорциональна квадрату расстояния. На практике линейные усилители устанавливаются на расстояниях от 17 до 85 км друг от друга.

Имеется много технических факторов [160], влияющих на связь между отдельными точками. Из этих факторов особую роль играют те, которые связаны с условиями распространения [105, 122, 210, 232]. Отражения от земли и морской поверхности оказывают вредное влияние на работу линий связи в пределах видимости из-за появления фединга [192], так как при наличии неровностей на земной поверхности и изменений атмосферных условий не всегда можно избегнуть условий, при которых разность фаз прямой и отраженной волн равняется 180°. Наличие атмосферы также является причиной появления [79] прерывистого фединга переменной глубины; в этом случае явление перераспределения передаваемой энергии, обусловленное небольшими изменениями коэффициента рефракции, приводит к значительным изменениям интенсивности принимаемого сигнала.

Для получения уверенности в том, что в пределах оптической видимости на пути распространения радйоволны нет никаких препятствий, необходимо провести топографическую съемку местности. После предварительной прокладки трассы связи по крупномасштабной карте должна следовать визуальная проверка. Для этой цели весьма полезно [166] использовать вертолеты. В определенных случаях рекомендуется производить детальное испытание предлагаемой трассы связи [39]; для этого разработаны методы измерения нужных характеристик [102, 103, 200] и изготовлена соответствующая подвижная измерительная аппаратура [174]. Для обеспечения надежной связи путь распространения радиоволн между передающей и приемной антеннами должен проходить над всеми препятствиями при наихудших атмосферных условиях, обеспечивая просвет по высоте не менее 0,6 ширины первой зоны Френеля. Многолучевой прием можно ослабить посредством такого выбора мест установки антенн, чтобы сигналы, отраженные от зон Френеля второго и высших порядков, не достигали приемной антенны, встречая на пути естественные препятствия.

Выражения для определения радиуса первой зоны Френеля в метрах можно получить из формулы (23.14) путем ее преобразования:

где кратчайшие расстояния в километрах соответственно между точкой отражения и передатчиком и приемником, а частота в мегагерцах.

Радиусы второй, третьей и т. д. зон Френеля можно определить, умножив величины, полученные при вычислении по формуле (24.2), на и т. д. В табл. 24.2 приведены примерные значения просвета для частоты Значения просвета для других частот и расстояний можно определить из номограмм, приведенных в работе [82]. Линию связи можно выбрать путем визуального анализа профиля местности, вычерченного на графике, с последующим введением поправочного коэффициента на кривизну земли, равного 4/3. Если приходится прокладывать трассу связи по ровной поверхности, приемную или передающую станцию необходимо размещать вблизи уровня земной поверхности для того, чтобы геометрическим путем уменьшить разницу в ходе прямого и отраженного лучей.

Таблица 24.2 Высоты просвета для первой зоны Френеля на частоте

В случае, если наличие препятствий мешает прямому распространению радиоволн, линию связи можно создать путем использования отражающего плоского зеркала [15], ориентированного надлежащим образом и установленного в некоторой точке на такой высоте, откуда просматривается передающий и приемный концы линии связи. Коэффициент полезного действия такой системы с пассивным зеркалом можно определить [9] как отношение энергии, принимаемой после отражения от зеркала, к энергии, принимаемой при прямом распространении; пути, проходимые волной в первом и во втором случаях, считаются одинаковыми. Величину коэффициента полезного действия системы с плоским рефлектором можно определить с помощью выражения

где проекция площади зеркала на плоскость раскрыва какой-либо из антенн, соответствующие расстояния между зеркалом и антеннами.

При реальных размерах антенн для обеспечения достаточно высокого коэффициента полезного действия требуется, чтобы расстояния или были небольшими, а достаточно малой.

Результаты применения такого пассивного рефлектора в линии связи, работающей на частоте описаны в работе [173]. Зеркало площадью расположено на расстоянии от ближайшей антенны, при этом измеренные характеристики системы оказались только на 7 дб хуже характеристик системы с прямым распространением волны в пространстве. Для обеспечения качественной работы такой системы требуется, чтобы степень неровности поверхности зеркала не выходила за пределы см, а точность установки углового положения зеркала была бы не хуже В другой линии связи [46], работающей на частоте применяются два промежуточных зеркала, расположенных перископическим образом с целью обеспечения больших углов отражения. Зеркала площадью были изготовлены из алюминиевого листа. Практические характеристики такой системы связи отличались от теоретических значений не более чем на 6 дб. Фединг был выражен слабо даже во время песчаных бурь, туманов и снега.

Отражения от земли можно подавить путем установки по пути распространения радиоволн поперечного экрана, расположенного в точке геометрического отражения радиоволн от плоской земной поверхности. Можно показать, что поле отраженной волны, образованное половиной первой зоны Френеля, полностью компенсирует поля, образованные всеми остальными зонами Френеля. Таким образом, если наличие экрана приведет к компенсации волн, образуемых другой половиной зоны Френеля, интенсивность поля на входе приемника, образованного отраженными радиоволнами, будет равна нулю. При передаче радиоволн на расстояние на частоте наличие экрана, установленного в середине линии передачи, приводит к заметному уменьшению отражений от земли.