- •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
Значения параметров м, m1 и b для различных метеостанций
Станция, область, республика |
М, мм |
M1, мм |
b |
Тосненская |
409 |
41 |
0,1 |
Прибалтийская |
446 |
36,6 |
0,802 |
Подмосковная |
285 |
34 |
0,088 |
Велико-Анедомская |
285 |
58,3 |
0,198 |
Дубовская |
200 |
34 |
0,17 |
Западно-Казахстанская |
129 |
6,6 |
0,051 |
Алма-Атинская |
296 |
17,3 |
0,058 |
Бюраканская |
495 |
17 |
0,034 |
Приморская |
530 |
26,6 |
0,05 |
Колымская |
257 |
4,4 |
0,017 |
Махинджаура |
2140 |
276,1 |
0,129 |
Обычно при проектировании радиолиний, работающих на частотах выше 10 ГГц, рассчитываются две основные технические характеристики: оптимальная длина участков линии и оптимальный допустимый предел замираний сигнала при фиксированной длине участка линии, определяющие качество системы и время перерывов связи. При дожде замирания длятся обычно несколько минут, поэтому дождь влияет в основном не на качество системы связи, а на время перерывов связи (надежность связи). В [20] приведена модель расчета оптимальной длины участков линии связи с учетом ослабления в дождях.
В качестве критерия в этих случаях целесообразно принять вероятность того, что ослабление в дожде В(l) на участке длиной l не более допустимого уровня замирания сигнала на участке МF(l). Тогда максимальную длину участка линии можно найти из уравнения
где х, % - требуемая вероятность работы линии с эталонной длиной 2500 км; lm км - максимальная длина участка линии. Допустимый уровень замираний определяется соотношением
в котором МF1 - допустимый уровень замираний при l = 1 км.
Методика расчета максимальной длины трассы сводится к следующему. Выбирается величина длины трассы l. При заданном значении MF1, то есть при заданных характеристиках системы связи, рассчитывается МF(l). Затем по выбранной длине трассы l с помощью (60) находится вероятность Р(l). По найденной вероятности Р(l) определяется интенсивность дождя J в рассматриваемом географическом районе, которая позволяет рассчитать ослабление в дожде В(l) по формуле (54). Расчеты проводятся до выполнения условия В(l)>МF(l).
Для эталонной линии цифровой связи протяженностью 2500 км х = 99,7 % [20]. Вероятность дождя в заданном географическом районе можно определить по формуле (59), пользуясь данными [19].
3.4. Ослабляющие свойства снегопадов
Падающие снежинки представляют собой смесь воды, льда и воздуха. Они отличаются большим разнообразием форм, размеров, плотности и влажности. В большинстве районов умеренного климата снег обычно выпадает в виде снежных хлопьев, состоящих из нескольких снежных кристаллов. Во влажном снегопаде размер хлопьев достигает 15, иногда 50 мм.
С учетом сказанного при определении ослабления оптических и миллиметровых волн снегопадами не применимы приближения Рэлея и Ми. Поэтому для оценки ослабления в основном используются экспериментальные данные. В [21] приведены сведения о возможных функциях распределения частиц снега по эквивалентному размеру, который определяется из условия равенства масс капли и снежинки:
где в , с - плотность воды и снега. Там же приведена классификация снегопадов, отраженная в табл. 10.
В таблице приняты следующие обозначения: с - плотность снега. Тс - температура, V - объемное содержание воды, v - скорость падения снежинок с радиусом rэ = 5 мм, U - форм-фактор, принимающий значения в пределах от 2 до в зависимости от типа снегопада.
Таблица 10