Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Учет рельефа местности и влияния кривизны Земли. Дальность прямой



Видимости.

Т.к. Земля круглая, то если разместить передающую и приемную антенны в точках А и B соответственно, то радиосигналы будут передаваться.

Но если уменьшить h или H, то не получится получить сигнал => кривизна Земли влияет на дальность распространения радиоволн.

Это называется дальность прямой видимости с учетом геометрического горизонта.

 

 

Вычислим дальность прямой видимости:

Высота антенн в метрах, а дальность получается в километрах.

Пример: h = H = 9м, Dпв = 21,4 км.

 

Итак, чем дальше хотим организовать радиосвязь, тем выше нужно поднимать и передающую и приемную антенну.

 

ТЕМА №2. РРВ В ТРОПОСФЕРЕ.

Рассмотрим, как распространяются волны в тропосфере.

Все погодные условия определяются эффектами, которые происходят в тропосфере.

Тропосфера от 12 до 60 км над Землей.

Общие сведения о тропосфере. Понятие нормальной тропосферы и

Эффекты РРВ в ней.

Пунктиром изображено значение показателя преломления. Мы считаем его примерно равным единице. (2) Он изменяется с высотой, но по линейному закону.

Давление паров Pe также меняется, но относительно линейно.

 

Рис. 1

Мы знаем, что:

Эффекты, происходящие с радиоволнами при распространении в тропосфере:

1. Рефракция.- пример рефракции: 1. миражи в пустыне – рефракция в оптическом диапазоне волн. 2. Асфальт при жаре как будто движется.

Рефракция имеет как негативные, так и позитивные моменты.

2. Ослабление энергии РВ. – Облачность, туман.

3. Отражение РВ от гидрометеообразований. - Потому что волны рассеиваются на каплях воды и теряеся соотношение сигнал/шум.

4. Рассеяние РВ на неоднородностях тропосферы. – В тропосфере существуют неоднородности, связанные с концентрацией всевозможных газов, с их движением. На этих неоднородностях будет так же рассеиваться Э.М. волна. Это приводит с одной стороны к уменьшению отношения сигнал/шум. С другой стороны мы можем использовать эти неоднородности для увеличения дальности радиосвязи.

 

 

Запишем дальность радиолокации и дальность радиосвязи:

(3)

(4)

Флуктуации показателя преломления в тропосфере очень небольшие и они вытекают из флуктуаций диэлектрической проницаемости:


n = 1,00026…1,00046;

На высотах для нормальной тропосферы: H = 8…10км, n = 1,00011.

С высотой диэлектрическая проницаемость меняется. И это изменение приводит к искривлению луча в пространстве – к рефракции.



Чтобы посчитать это выделяют области в тропосфере с условии, что в пределах области показатель преломления постоянен. Так называемая модель плоскослоистой тропосферы. Далее пользуемся законами геометрической оптики(3 закон Снелиуса).

Получается, что 4 слой более плотной. А при падении луча на с более плотного слоя на менее плотный происходит его искривление. Таким образом от слоя к слою происходит искривление траектории луча.

 

 

А если происходит искривление луча, то должно быть и уравнение луча. Запишем уравнение из несложных геометрических соображений.

Рассмотрим модель распространения волны на Рис.3. Все, что с индексом «0» - это параметры, которые считаются более-менее постоянными на малой высоте у поверхности Земли. А на высоте H угол тэта и показатель преломления меняются.

Рис. 3

 

Уравнение траектории луча будет определяться:

;(5)

Остается выяснить, хорошо это или плохо.

С одной стороны искревление луча – это хорошо, потому что раз луч искривляется, то дальность радиосвязи будет больше, чем радиус прямой видимости.

С другой стороны раз он искривляется, то направление на объект (Рис.7, например) будет уже ошибочным. В итоге получается ошибка в измерении дальности и в измерении угла. Эти вещи нужно учитывать.

 

Представим модель земной поверхности в роли плоской поверхности, а не сферической, т.е. устремим радиус Земли к бесконечности:

 

Уравнение 6 – это уравнение траектории луча для идеально плоской поверхности Земли.

 

 

Также нас интересует радиус кривизны луча :

Посчитав радиус кривизны луча мы получаем несколько кривых, которые отражены на Рис.5.



- <0 – отрицательная рефракция.

- >4Rз – пониженная рефракция

- =0 – отсутствие рефракции

- =4Rз – нормальная тропосферная рефракция – присутствует практически постоянно.

- <4Rз – повышенная рефракция

- =Rз – рефракция критическая

- <Rз – сверхрефракция – распространение радиоволн осуществляется путем многократного отражения от поверхности. (Пример про пустыню – сверхрефракция в оптическом диапазоне волн). Сверхрефракция характерна в приморских районах, когда начинается прогреваться земная поверхность. Когда нагревается земная поверхность – сверхрефракция исчезает.

 

Рис. 5

 

Как учитывать нормальную тропосферную рефракцию в аппаратуре? Нужно выпрямить луч.

Для того чтобы выпрямить луч, следует выпрямить Землю, увеличив искусственный радиус Земли в технике. Rзэ=8470 км.

Так устраняются ошибки в угле при нормальной тропосферной рефракции.

 

 

 

 

Учтем это в дальности прямой видимости. Подставим вместо Rз.

13 – формула для дальности прямой видимости с учетом радиогоризонта.

За счет нормальной тропосферной рефракции увеличивается дальность обнаружения.

Приведенный показатель преломления N:

N Неудобен для расчетов, т.к. очень мал

Индекс рефракции:

У поверхности земли М = 240…460. Индекс рефракции более удобен для расчетов.

 

Рис. 7 – недостатки и достоинства нормальной тропосферной рефракции

Ошибки в измерении угла

 

Выражения для дальности прямой видимости с учетом геометрического горизонта и радиогоризонта:

 


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2018 год. Все права принадлежат их авторам!