Расчет показателей качества, обусловленных влиянием дождей

Передача СВЧ-сигнала подвержена воздействию осадков, таких как дождь, снег, частички льда и град. Они уменьшают и рассеивают СВЧ- сигнал, что указывает на готовность системы с точки зрения качества передачи. Энергия уменьшается в связи пере излучения (рассеяние) и поглощения (нагревания).

Радиоволны это переменное во времени электромагнитное поле и оно наводит в дождевой капле дипольный момент. Диполь дождевой капли меняется во времени так же, как и радиоволна, вследствие чего работает как антенна, переизлучающая энергию. Дождевая капля является антенной с очень маленькой направленностью и определенная доля энергии пере излучается по направлениям, не соответствующим с направлением распространения волны, вследствие чего приводит к уменьшению энергии. Когда длина волны меньше размера дождевых капель, небольшая часть энергии уходит на нагрев капель.

Большое количество дождевых капель является причиной изменения их формы, они получают форму несхожую сферической. Это изменение от сферической формы провоцирует их растяжение в горизонтальном направлении. Из-за чего, капли станут уменьшать горизонтально поляризованную волну больше, чем вертикально поляризованную. Это означает, что вертикальная поляризация оптимальна на высоких частотах, где преобладает «простой» радиолинии, созданный дождем. Так как дождь обычно идет зарядами (в особенности дожди с высокой скоростью), только часть пролёта радиолинии попадет под влияние дождя.[12]

Показатели качества, обусловленные влиянием дождей, будем вычислять в порядке, приведенном ниже.

Вычисляем интенсивность дождя по формуле (6.25),мм/ч:

, (6.25)

где ξ – коэффициент, который учитывает особенности разных

территорий для Республики Татарстана ξ= 0,9;

Д(Ш) – долгота (широта) середины интервала, которая определяется как среднее значение долготы (широты) оконечных ЦРРС интервала, град.

Ш1= 54º46´26.14´´, Д2= 52º23´52.51´´

Так же известно, что длина дождевых образований разная для дождей различной интенсивности. Чем сильнее дождь, тем меньшую площадь он покрывает.

Для интенсивности J_Д1 вычисляем погонное затухание сигнала γ_д по формуле (6.26):

, (6.26)

где k и а – коэффициенты регрессии для данного частотного диапазона, как функции частоты и поляризации. Вычисление неготовности, вызванной дождём, произведем для горизонтальной поляризации:

, (6.27) , (6.28)

где a₀= -1,761; a₁= 13,81; a₂= -62,77; a₃= 142;

k₀= -12,76; k₁= 4,365; k₂= -0,324;

- эффективная протяженность дождевого образования:

; (6.29)

Вычисление для пролета:

,

дБ.

Неготовность, вызванная дождём, будет рассчитана по формуле (6.30):

; (6.30)

Вычисляем параметр В₁ по формуле (6.31):

, (6.31)

.

Вычисляем энергетический параметр интервала E по формуле (4.19):

, (6.32)

;

Вычислим параметра В₂ по формуле (6.32):

, (6.32)

где ,

,

,

,

,

,

,

, (6.33) ; (6.34)

Для расчетов была использована программа MathCAD.

Вычисление для пролета:

d=3,836;

ε₁=0,028; ε₂=0,037;

ε₃=0,032; ε₄=8,346 ;

ε₅=1,183 ; ε₆=-5,575 ;

А₁= 1,665

А₂= 0,158

А₃= 0,182

А₄= 0,162

А₅= 0,133

А₆= 0, 114

Дальше по формуле (6.32) рассчитаем параметр В₂:

,

Неготовность, вызванная дождём, найдем по формуле (6.30):

Рассчитаем коэффициент неготовности интервала, обусловленный дождями:

, (6.35)

Для нашего интервала K_нег.д= .

Рассчитываем дождевую составляющую коэффициента сильнопораженных секунд SESR_д, %, по формуле:

, % (6.36)

Для нашего пролета: SESR_д =0