- •Министерство общего и профессионального образования российской федерации
- •Е. М. Калабанов в.И.Юдин
- •Учебное пособие Воронеж 2000
- •Введение
- •1. Рассеяния и поглощение электромагнитных волн отдельной частицей
- •Каноническое уравнение эллипсоида имеет вид
- •Значение параметров формулы Дебая
- •Значения комплексных показателей преломления
- •2. Однократное взаимодействие оптических и миллиметровых волн с ансамблем частиц
- •З.Ослабление электромагнитного излучения атмосферными образованиями
- •3.1. Затухание в воздухе
- •3.2. Затухание в дымках, облаках, туманах и пыли
- •3.3. Ослабляющие свойства дождей
- •Среднее по сезонам года значение Hi, определяется из соотношений [18]
- •Значения параметров м, m1 и b для различных метеостанций
- •3.4. Ослабляющие свойства снегопадов
- •Классификация снегопадов по водности
- •Коэффициенты ослабления в дожде и снеге на разных частотах
- •4. Методы оценки ослабления волн вдоль траектории распространения
- •4.1. Приземные трассы
- •4.2. Наклонные трассы
- •5. Энергетический расчет приземных и наклонных трасс связи
- •5.1. Ослабление оптического излучения на приземных трассах
- •Отношения коэффициентов ослабления в миллиметровом и оптическом диапазонах волн
- •5.2. Ослабление оптического излучения на наклонных трассах
- •5.3. Ослабление миллиметровых волн на приземных трассах
- •5.3.1. Расчеты затухания в воздухе
- •5.3.2 .Расчет затухания в туманах и пыли
- •Зависимости действительной ' и мнимой " частей диэлектрической проницаемости частиц от влажности q и температуры t, где 1 - ’; 2 - " ;
- •5.3.3. Расчет интерференционных замираний
- •5.3.4. Расчет оптимальной протяженности наземной трассы связи при наличии дождя
- •Оптимальные длины трасс связи для районов Подмосковья и Махинджаури
- •5.4. Ослабление миллиметровых волн на наклонных трассах
- •Станция Западно-Казахстанская:
- •3Ависимости ослабления в0 на вертикальных и наземных трассах от интенсивности дождей, где
- •- Вертикальная трасса; ------ - наземная трасса;
- •6. Рекомендации по уменьшению влияния атмосферы на энергетические характеристики канала
- •Список литературы
- •Оглавление
5.4. Ослабление миллиметровых волн на наклонных трассах
Наклонные трассы представляют интерес для организации линий связи "земля-воздух", например, между стационарным наземным пунктом и самолетом, вертолетом или космическим аппаратом. Понятно, что миллиметровые волны, распространяясь вдоль наклонных трасс связи, наиболее сильное затухание испытывают при прохождении сквозь облака с повышенной водностью и дожди. В отношении ослабления миллиметрового излучения облака равноценны туманам (табл.б). Результаты расчетов ослабления в туманах приведены выше (табл.16). Поэтому остановимся на ослаблении в дождях, рассмотрев конкретные примеры трасс с углами наклона к горизонту = 40; 60; 80 град. для трех районов СНГ (станции Западно-Казахстанская, Подмосковная, Махинджаури). В основу расчетов положены формулы (55), (56), (58). В качестве исходных данных брались те же данные, что и при расчетах оптимальной длины линии связи на приземных трассах.
На рис.22-27 приведены рассчитанные зависимости ослабления Во от интенсивности дождя Jo. Абсолютная величина ослабления на трассе дождя определяется в основном его пространственным распределением и интенсивностью. Она выше в районах с большими высотами нулевой изотермы атмосферы (рис. 26,27) и возрастает с уменьшением угла наклона трассы; напротив, с увеличением длины волн ослабление снижается.
Рис.22. Рис.23
Зависимости коэффициента ослабления Во от интенсивности дождей Jo , где ———— - =40°; ------------ - =60°; —·—·— - =80°.
Станция Западно-Казахстанская:
=5 мм =8 мм
Рис.24. Рис.25.
Зависимости Зависимости
коэффициента ослабления Во от коэффициента ослабления В0 от
интенсивности дождей Jo интенсивности дождей J0
(станция Подмосковная, (станция Подмосковная,
=5 мм): =8 мм):
———— - =40°; ———— - =40°;
------------ - =60°; ------------ - =60°;
—·—·— - =80° —·—·— - =80°
Рис.26. Рис.27.
Зависимости Зависимости
коэффициента ослабления B0 от коэффициента ослабления В0 от
интенсивности дождей Jo интенсивности дождей J0
(станция Махинджаура,=5 мм): (станция Махинджаура, =8 мм):
———— - =40°; ———— - =40°;
------------ - =60°; ------------ - =60°;
—·—·— - =80° —·—·— - =80°
Результаты расчетов для дождей интенсивностью 5;10 и 50 мм/ч, что соответствует умеренным, сильным и очень сильным дождям, приведены в табл.18.
Таблица 18
Зависимости параметров дождей от их интенсивности и места выпадения
|
|
|||||
J0, мм/ч |
, град. |
H0, км |
L , км |
B0 , дБ =5 мм, =8 мм |
P(BB0) |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
Станция Подмосковная |
||||||
5 |
40 |
2,2 |
2,96 |
8,69 |
3,73 |
1,18·10-2 |
10 |
40 |
2,2 |
2,96 |
15,02 |
7,43 |
5,19·10-3 |
50 |
40 |
2,9 |
4,04 |
64,87 |
42,57 |
8,62·10-4 |
м5 |
60 |
2,2 |
2,19 |
6,65 |
2,77 |
1,18·10-2 |
10 |
60 |
2,2 |
2,19 |
11,16 |
5.52 |
5,19·10-3 |
50 |
60 |
2,9 |
3,00 |
47,68 |
34,49 |
8,62·10-4 |
5 |
90 |
2,2 |
1,90 |
5,76 |
2,40 |
1,18·10-2 |
10 |
90 |
2,2 |
1,90 |
9,66 |
4,78 |
5,19·10-3 |
Продолжение табл. 18
J0, мм/ч
|
, град. |
H0, км |
L , км |
В0 , дБ =5 мм =8 мм |
Р(ВВ0) |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
50 |
90 |
2.9 |
2,60 |
44,02 |
32,53 |
8,62·10-4 |
5 |
0 |
- |
1,90 |
5,76 |
2,40 |
1,18·10-2 |
10 |
0 |
- |
1,90 |
9,66 |
4,78 |
5,19·10-3 |
50 |
0 |
- |
2,60 |
39,43 |
28,11 |
8,62·10-4 |
Станция Западно-Казахстанская |
||||||
5 |
40 |
2,8 |
3,90 |
11,79 |
4,91 |
3,59·10-3 |
10 |
40 |
2,8 |
3,90 |
19,77 |
9,78 |
1,37·10-3 |
50 |
40 |
3,5 |
4,98 |
71,83 |
50,42 |
1,67·10-4 |
5 |
60 |
2,8 |
2,90 |
8,75 |
3,64 |
3,59·10-3 |
10 |
60 |
2,8 |
2,90 |
14,67 |
7,26 |
1,37·10-3 |
50 |
60 |
3,5 |
3,69 |
57,84 |
41,65 |
1,67·10-4 |
5 |
90 |
2,8 |
2,50 |
7,58 |
3,16 |
3,59·10-3 |
10 |
90 |
2,8 |
2,50 |
12,71 |
6,29 |
1,37·10-3 |
50 |
90 |
3,5 |
3,20 |
54,18 |
40,03 |
1,67·10-4 |
5 |
0 |
- |
2,50 |
7,58 |
3,16 |
3,59·10-3 |
10 |
0 |
- |
2,50 |
12,71 |
6,28 |
1,37·10-3 |
50 |
0 |
- |
3,20 |
47,35 |
33,49 |
1,67·10-4 |
Станция Махинджаури |
||||||
5 |
40 |
3,6 |
5,13 |
15,57 |
6,48 |
7,19·10-2 |
10 |
40 |
3,6 |
5,13 |
26,08 |
12,90 |
3,56·10-2 |
50 |
40 |
4,3 |
6,22 |
86,40 |
59,93 |
7,02·10-3 |
5 |
60 |
3,6 |
3,81 |
11,55 |
4,81 |
7,19·10-2 |
10 |
60 |
3,6 |
3,81 |
19,37 |
9,58 |
3,56·10-2 |
50 |
60 |
4,3 |
4,62 |
70,90 |
50,75 |
7,02·10-3 |
5 |
90 |
3,6 |
3,30 |
10,00 |
4,17 |
7,19·10-2 |
10 |
90 |
3,6 |
3,30 |
16,78 |
8,30 |
3,56·10-2 |
50 |
90 |
4,3 |
4,00 |
67,73 |
50,04 |
7,02·10-3 |
5 |
0 |
- |
3,30 |
10,00 |
4,17 |
7,19·10-2 |
10 |
0 |
- |
3,30 |
16,77 |
8,30 |
3,56·10-2 |
50 |
0 |
- |
4,00 |
57,28 |
40,11 |
7,02·10-3 |
Протяженность трассы распространения излучения в зоне дождя определяется разностью эффективной высоты дождя Не и высоты расположения наземной станции связи, а также углом наклона траектории радиоволн к горизонту. Кроме того, при интенсивностях дождя выше 100 мм/ч протяженность трассы увеличивается с ростом интенсивности. При одинаковой высоте расположения наземной станции над уровнем моря длина трассы дождя возрастает с увеличением географической широты места расположения станции.
На рис.28,29 представлены зависимости ослабления на вертикальной и приземной трассах связи одинаковой протяженности L.
Рис.28. Рис.29.