Особенности дальнего тропосферного рассеяния УКВ, оказывающее влияние на построение тропосферных линий.

ДТР УКВ сопровождается значительными потерями энергии. Только небольшая часть излучённой передающей антенной энергии попадает на приемную антенну. Ослабление энергии в диапазоне при дальностях связи 120-300 км, в среднем в 10¹⁹-10²⁶ раз или 190- 260 дб. Выра-зить в децибелах величину отношения мощностей (энергии) М или напряжений означает определить ее

десятичный логарифм и умножить в первом случае на десять (т.е. 101), а во втором случае на 20 (т.е. 201). Введение

децибел упрощает расчеты, так как позволяет заменить операции перемножения и деления чисел натурального ряда сложением и вычитанием чисел, выраженных в децибелах. В технике связи часто пользуются и другими логариф­мическими величинами - неперами. Между непером и децибелом существует следующая зависимость:

Р[дБ] = 10 lg (P₁ / P_o)

Р[Нп] = 1/2 log (Р₁ / P₀)

Общие потери энергии разделяют на потери при распростране­нии радиоволн в свободном пространстве и на дополнительные потери, вызываемые влиянием земли и тропосферы. Ниже рассмотрены основные факторы, влияющие на величину дополнительных потерь.

а) Зависимость уровня сигнала от протяженности трассы и угла закрытия.

На трассах тропосферных радиорелейных линий при дальностях свыше 100 км медианные значения дополнительных потерь (наблюдаемые в 50% времени) монотонно возрастают с расстояни­ем, причем скорость возрастания составляет около 7 дБ на 100 км. С учетом затухания в свободном пространстве погонное ослабле­ние на трассах протяжённостью до 150 км составляет примерно 1,1 дБ на 10 км, а на расстояниях от 150 до 1000 км увеличивается до 1.6 дБ на 10км. Быстрое убывание поля с расстоянием можно объяснить двумя причинами. При тропосферном распространении радиоволн удлинение трассы эквивалентно увеличению угла рассеяния.

При рассеянии «вперед», когда основная часть энергии поля рассеивает в направлениях, близких к прямому распространению волн, большие углы рассеяния соответствуют малой интенсивности поля. Кроме того, чем больше протяженность трассы, тем на больших высотах располагается рассеивающий объем. По современным представлениям, интенсивность турбулентности тропосферы, а следовательно, и ее рассеивающие свойства уменьшаются по мере удаления от поверхности земли. Поэтому, несмотря на увеличение рассеивающего объема (У), интенсивность поля уменьшается по мере увеличения расстояния.

К уменьшению интенсивности поля приводит и увеличение угла закрытия на трассе. Угол закрытия определяется высотой препятствий в направлении на корреспондента и считается положительным, когда препятствие закрывает горизонт, и отрицательным, когда антенна расположена на возвышенностях рельефа. Дополнительные потери от рельефа местности имеют место только при положительном суммарном угле закрытия и составляют примерно 2,3 дб. на каждую 0,1° суммарного угла закрытия (на трассах длиной до 200 км.) 17

б) Зависимость уровня сигнала от частоты.

Зависимость дополнительных потерь от длины волны носит случайный характер и меняется в широких пределах со средним значением, примерно пропорциональным длине волны в первой степени. С повышением частоты наблюдается некоторое уменьшение напряженности поля.

Относительно малая зависимость уровня поля от частоты может иметь место из-за того, что в тропосфере имеются неоднородности различных размеров, а изменение диэлектрической проницаемос­ти в этих неоднородностях не зависит от частоты.

Все же при выборе частоты необходимо учитывать, что работа на более высоких частотах соответствует большему ослаблению на трассе.

в) Зависимость уровня сигнала от времени суток и года.

Суточный ход уровня сигнала чаще всего наблюдается в летний период года. При этом средние значения сигнала обычно несколько повышаются в ночные и утренние часы. Сезонные колебания среднего уровня сигнала выражены сильнее. Летом среднемесячные уровни сигнала выше, чем зимой. Наиболее высокие уровни поля наблюдаются в июне - июле, а наиболее низкие в декабре - феврале. Величина сезонных изменений напряженности поля на трассах протяженностью 150-300 км в среднем составляет 8-12 дБ и с дальнейшим увеличением расстояния уменьшается.

г) Колебания уровня сигнала от часа к часу

На больших расстояниях за радиогоризонтом наблюдаются медленные колебания уровня поля от часа к часу. Эти колебания происходят одновременно на различных частотах. Медленные колебания поля связаны с изменениями сред них уровней рефракции на трассе.

д) Зависимость уровня сигнала от метеорологических и
климатических условий.

Уровень принимаемого сигнала определенным образом связан с условиями погоды, в основном с типом циркуляции атмосферы. В антициклональных условиях (обычно при ясно или малооблачной погоде) уровень принимаемого сигнала выше, а в циклональных (сплошная облачность, осадки) ниже средних значений, при прохождении над трассой метеорологических фронтов уровень принимаемого сигнала, как правило, снижается. Большое влияние на уровень принимаемого сигнала оказывают климатические условия. Установлено, что морской климат благоприятствует ДТР, а континентальный приводит к уменьшению интенсивности рассеяния и к снижению уровня сигнала. При неблагоприятных условиях погоды среднее увеличение потерь по сравнению со среднемесячным составляет: при прохождении теплового фронта 6-7 дБ, холодного фронта 5 дБ и во время антициклона 4-5дБ.