рину главного лепестка диаграммы направленности, большую или равную 2° (по уровню 3 дБ).

Потери усилении антеии. При использовании на трассе ДТР аитеии с шириной главного лепестка диаграммы направленности менее 2° реальный коэффи-.диеит усилеиия антенн оказываегся меньше, чем в условиях свободного нрост-,раиства. Этот эффект носит название потерь усиления антенн.

дВ -SO

-70 -SO -90 -100

-120

т 200 300 т soo воо ?оо sua so о wuo

Рис. 10.10. Зависимость медианы множителя ослабления на зимний месяц от эквивалентного расстояния для сухопутных и прибрежных трасс

Потери усиления антенн можно объяснить следуюшн.м образом. Мошность сигнала пропорциональна переизлучающему объему. При антеннах с широкий главным лепестком используется весь- «эффективный» объем тропосферы. Применение остронаправленных антеии приводит к ограничению «эффективного» объе.ма (определяемого теперь пересечением диаграмм направленности, как показано на рис. lO.lo) и соответственно к потерям в уровне сигнала. Такие потери, выраженные в децибелах, равны:

.Ap==(Gi-f 0,)д.гр-(1 + 2).

где (C,--(j2) д.J.p и [Gi + Gi] - суммы коэффициентов усиления передающей

и приемной антенн, дБ, прн ДТР и при использовании антенн в свободном пространстве.

На рис. 10.12 даны графики для определения значения AG в зависимости от суммы коэффициентов усиления антенн (передающей и приемной) в свободном пространстве. График / справедлив, если различие между коэффициентами усиления передающей и приемной антенн - менее 6 дБ. Если на трассе используются слабонаправленная и остронаправленная антенны, то потери усилеиия обеих антенн в децибелах будут примерно равны 2/3 суммы потерь двух остронаправленных антенн.

Пример. С\=АЪ дБ; G2=30 дБ. Из рис, 10.12 следует, что для двух антенн при Ci = G2 = 45 дБ потери усиления AG = -9 дБ; для рассматриваемых различ-

ных антенн следует принять ДС = -г-(-9)=-6 дБ.

Величина AG практически не зависит ог частоты и длины трассы, по крайней мере, на расстояниях 150-600 км в диапазоне частог й,Ъ-5 ГГц. Обнапу-

-40 -iO

-7д -80 -90

-100

100 2О0

-120

Ъо 200 ш ш ioo т 700 т зоо то , то

Рис 10 и. Зависимость медианы множителя ослабления за летний

месяц от эквивалентного расстояния:

"--д-тя сухопутных трасс; б-для морских трасс

живается тенденция увеличения Потерь усиления антенн при снижении среднего уровня сигнала.

Приведенный расчет дается для антенн, имеющих осеснмметричную диаграмму направленности. Антенны, у которых диаграмма направленности в вертикальной плоскости существенно шире, чем в горизонтальной, позволяют несколько снизить потери усиления [4].

дБ -20 -15 -10

-5 О

-4 С

30 100 дБ

Рис. 10.12. Зависимость потерь усиления антенн от суммарного коэффициента усиления антенн на трассах длиной 150-600 км; = 1000-;-5000 МГц:

/ - по результатам измерений в различное время года; 2 - по результатам измерений в летние месяцы

Влияние климата. Долгосрочные медианные уровни сигнала при прочих равных условиях зависят от климатических условий. Чем климат теплее я влажнее, тем выше оказываются уровни. Наиболее простой способ учета влияния климата заключается в следующем. По известному значению месячной медианы Vm.m для какого-лнбо климатического района, характеризуе.чого величиной Ло, находят значение Ум.л в другом климатическом районе, характеризуемом величиной No. с помощью соотношения Vm.m= м.мЧ-(l.Vp-.Vq), где Км.м дано в децибелах; No - приземное значение коэффициента преломления воздуха в Л-еднницах: jVo= (/г-1) -10 где п - приземное значение коэффициента преломления воздуха; k - коэффициент соответствия между Vm.m и No, определяемый опытным путем.

Для трасс протяженностью lOO-f-200 км значение й«0,7, для трасс с R = = 300 км й»0,45, для трасс с Р = 500 км *«0,3 [], 2, 7]. Значения No для различных районов и месяцев года указаны на специальных картах, которые приводятся, в частности, в документах МККР. На рис. 10.13 дана карта средних величин No для февраля. Из этой карты следует, что для большинства paftqnoB СССР Л/о»310 ед. Зависимости Ум.м{Л, f) на рис. 10.10 построены на основании экспериментальных данных, полученных на трассах, климатические условия которых в зимние месяцы можно характеризовать значением Ло«310 ед. 13 отчетах МККР сообщается, что данный метод учета влияния климата не дает приемлемой точности, если JVo>335 ед.

Поляризационные характеристики. Знание поляризационных характеристик необходимо для решения ряда инженерных задач, например для расчета электромагнитной совместимости радиосредсгв. Из немногочисленных сведений по это.му вопросу известно следующее.

Средний уровень сигнала не зависит от вида поляризации.

В процессе распространения радиоволн происходит деполяризация волн. Рслн, например, поляризация излучаемых радиоволн вертикальная, то в .месте приема обнаруживается ослабленная горизонтальная состявляюпгая поля и ;;п-

Рис 10.13. Наименьшие за год значения коэффициента преломлении воздух;, у nosepxHociH земли JVo (средняя величина для февраля) >

Дальнее тропосферное распространенне УКВ

оборот. Под коэффициентом деполяризации понимается абсолютное значение разности (в децибелах)

где Vm.v, Vm.b - медианные значения множителя ослабления в децибелах за период \Тх1 ч прн приеме горизонтальной и вертикальной составляющих поля. Значение коэффициента деполяризации на трассах ДТР непостоянно во времени. Отмечается тенденция увеличения коэффициента D с увеличением уровня сигнала.

На трассах с /?э = 60-;-300 км и при слабонаправленных антеннах годовая медиана коэффициента деполяризации 0=20 дБ. Можно ожидать в период нан-•большего ослабления сигнала снижения этого коэффициента до 10-15 дБ, в период наименьшего ослабления - подъема до 30-40 дБ.

10.4. КОРРЕЛЯЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИГНАЛОВ

Корреляционные характеристики сигналов рассмотрены ниже только для мгновенных значений ур.овней сигнала, т. е. для быстрых замираний. Это необходимо, в частности, для расчета систем разнесенного приема. Наиболее интересны корреляционные свойства сигналов прн пространственном разнесении антенн по высоте и в горизонтальном направлении перпендикулярно трассе, а также при частотном и угловом разиссеини (см, также § 9.13). Разнесение сигналов по поляризации при ДТР не используется по причине того, что сигналы оказываются корре.1ироваииымн. Под радиусом корреляции понимается такое разисссиие си1-цалов (каналов ирие.ма), np.i котором значение коэффициента корре.шцин между огибающими сигналов достигает значения 0,37.

Пространственное разнесение. На рис. 10.14 приводятся обобщенные экспериментальные завпснмостн радиуса пространственной корреляции от протяжен-

Рис. 10.14. Зависимость радиуса пространственной корреляции от длины трассы (по результатам измерений в различное время года): 1,2 - при разнесении по горизонтали соответственно остронаправленных аитеии (G>=44 дБ) и слабонаправ-леииых антенн (G36 дБ); 3 - при разнесении антенн по вертикали (G = 36-48 дБ)

•ности трассы. Значения радиуса даны в длинах воли, т. е. в виде отношения iJA, где / - расстояние между .антеннами. Увеличение радиуса корреляции на трассах короче 200 км обусловлено, по-видимому, возрастанием ,роли ког€!реит-ной составляющей сигнала нз-за дифракционного распространения. Увеличение радиуса корреляции иа больших расстояниях говорит о преобладающей роли механизма отражения радиоволн от слоистых неоднородностей.

Из рнс. 10.14 следует, что для статистической независимости сигналов остронаправленные антенны (коэффициент усиления каждой антенны G = 40- -50 дБ) целесообразно разносить по горизонтали на расстояние порядка 100- 150Я. Радиус вертикальной корреляции оказывается меньше, чем по горизонтали, практически ие зависит от коэффициента усиления антенн и слабо зависит от длины трассы. Статистическая зависимость между принимаемыми сигналами будет достаточно мала, если установить разнесение антенн по высоте порядка Ъ<Ук. Раднус вертикальной корреляции будет еще меньше, если перед

Корреляционные харантернстнии сигналов

приемной антенной простирается ровная земная поверхность, способная отражать радиоволны [8].

Пространственное разнесение антенн вдоль трассы на практике не применяется, так как прн этом получается слишком большой радиус корреляции.

Частотное разнесение. При разнесении по частоте информация одновременно передается на двух и более частотах. Обобщенные экспериментальные зависимости радиуса частотной корреляции от расстояния и степени направленности антенн представлены на рнс. 10.15.

Р;-.с. 10.15. Зависимость радиуса частотной корреляции от расстояния (по результатам измерений в различное время года); G - коэффициент усиления антенны

800 WODKM

Раднус частотной корреляции Д/*. определяется в большой степени разностью хода волн, пришедших от нижней и верхней «точек» объема перензлучения, иначе говоря, определяется высотой объема. Прн прнмеиеннн остронаправленных антенн и при переходе к более коротким трассам величина Д/* возрастает вследствие уменьшения высоты переизлучаюшсго объема. Если на од-но.м. передающем или приемном, конце трассы установлена остронаправлениая апте;:::.з (С»40 дБ), то установка на другом конце такой же антенны несу-

Пере9атчак

Рис. 10.16. Принцип углового разнесения иа линиях связи, использующих ДТР