Потери из-за дополнительных факторов.

Среди других факторов, вызывающих потери сигнала, учитывают влияние таких,как рефракция в атмосфере, неточность наведения антенн ЗС и КС и др.

Потери из-за рефракции возникают при использовании неподвижных антенн ЗС. Если антенна ЗС имеет систему автоматического наведения (САН) по максимуму приходящего сигнала, то Lр=0 дБ.

Потери наведения возникают из-за неточности наведения антенны ЗС на КС. В существующих САН Lн=0,15….0,3 дБ.

Lдр = Lн=0,3.

Расчёт потерь в дожде.

Потери L_д связаны с поглощением и рассеянием энергии радиоволн каплями дождя.

1) Эффективная высота дождевой зоны h_д , км:

æ 5 – 0,075(j_зс –23) для j_зс > 23º Северное полушарие,

ê 5 для 0º £ j_зс £ 23º Северное полушарие,

h_д = í 5 для 0º ³ j_зс ³ -21º Южное полушарие, (3.19)

ê 5 + 0,1(j_зс + 21) для -21º ³ j_зс ³ -71º Южное полушарие,

è 0 для j_зс < -71º Южное полушарие.

 

В нашем случае:

h_д =5 – 0,075(j_зс –23)

h_д= 5 – 0,075(56 –23) = 2.525 км

 

2) Путь сигнала в дожде l_s, км:

l_s = (h_д - h_зс)/sin b, км (3.20)

l _s = (2.525 – 0.4) / sin 26.83º = 4.7 км

3) Горизонтальная проекция l_g, км:

l_g = l_s / cos b, км (3.21)

l_g= 4.7/ cos 26.83º = 5.222 км

 

4) По картам рекомендациям P-837 МСЭ-Р [20]определим дождевую климатическую зону, в которую попадает ЗС. Найдем значение R_0,01 – интенсивность дождя в мм/ч, превышаемое в данной зоне в течение 0,01 % времени года. Для климатической зоны «Е» R_0,01 = 22 мм/ч.

 

5) Рассчитаем коэффициент уменьшения r_0,01, учитывающий пространственную неравномерность дождя:

r_0,01 = 1/ (1 + (l_g / l₀), (3.22)

где l₀ - опорное расстояние, зависящее от R_0,01

l₀ = 35 exp (-0,015 R_0,01), км (3.23)

l₀ = 35 exp (-0,015·22) = 25.162 км

r_0,01 = 1/ (1 + (l_g / l₀)) = 1 / (1 + (5.222 /25.162)) = 0.828

6) В соответствии с рекомендацией P-838 МСЭ-Р рассчитаем удельное затухание сигнала в дожде g_r, дБ/км. Оно зависит от рабочей частоты f, вида поляризации волны и интенсивности дождя.

g_r = k (R_0,01) ^a, (3.24)

где коэффициенты k и a рассчитываются по формулам:

k = [ k_H + k_V + (k_H – k_V) cos²b cos2t ]/2, (3.25)

a =[ k_H a_H + k_V a_V + (k_H a_H – k_V a_V) cos²b cos2t ]/2k.

Здесь b - угол места, t - угол наклона плоскости поляризации к горизонту (при круговой поляризации t = 45º).

Коэффициенты k_H, k_V, a_H, a_V получим путем интерполяции данных из [20, таблица 2.6.3.] для частоты 18 ГГц. Сведем их в таблицу 3.5.

 

Таблица 3.5

	18 ГГц (↑)
kH	0.056
kV	0.051
aH	1.13
aV	1.10

 

k = [0.056 + 0.051+ (0.056 – 0.051) cos²26.83º ·cos2·45º] / 2 = 0.082

a = [0.056·1.13 + 0.051·1.1+ (0.056·1.13 -0.051·1.1) cos² 26.83º cos2·45º] / 2·0.082 = 0.73

Затухание сигнала в дожде:

g_r = 0.082 (22) ^0.73 = 0.783 дБ/км

 

7) Потери в дожде L_{д 0,01 г}, превышаемые в течение не более чем 0,01 % года определяются по формуле:

L_{д 0,01 г} = g_r l_s r_0,01, дБ (3.26)

 

L_{д 0,01 г} = 0.783 · 4.7 · 0.828 = 3.047 дБ

 

Нормы устанавливаются для определенного процента времени месяца, а не года. А именно Тм=0.2%. Произведем пересчет к месяцу по формулам:

(3.27)

 

Рассчитав по формуле 3.27 потери в дожде, получим:

L_{д Тг} = 1.63 дБ

 

Для заданной рабочей частоты и угла возвышения передающей антенны перечисленные слагаемые равны:

L_атм (t) = 0,8 дБ

L_д (t) = 1,63 дБ

L_п = 0,15 дБ

L_др = 0,3 дБ

В итоге, подставляя в формулу (3.17) рассчитанные значения L_атм, L_дТг, L_н и L_п, находим L_доп, а затем L_р:

Линия «вверх»

При К_ош = 10^-3 («дождь») получаем:

L_{доп↑дож}= L_атм + L_дТг ↑ + L_н + L_п = 0.8 + 1.63 + 0.3 + 0.15 = 2.88 дБ

L_p↑дож = L_o ↑+ L_{доп↑дож} = 209.4 + 2.88 = 212.28 дБ

 

 

Результаты представим в таблице 3.6.

 

Таблица 3.6

jзс = 56º с.ш.;lзс = 37.5º в.д.; hзс = 400 м; b =26.83º; Tг = 0.047 % (Тм=0.2%.); Lдр = 0.3 дБ; Lп = 0.15 дБ;	Lд, дБ	Lр, дБ
Линия «вверх». f = 17.979 ГГц; Lo = 209.4 дБ; Lатм= 0.8 дБ.	дождь	1.63	212.28

 

 

Ослабление сигналов в антенно-фидерных трактах равно:

для КС: на прием a_ф.пр.кс = 0,5 дБ, на передачу а_ф.пд.кс =0,5 дБ;

для ЗС: на прием а_ф.пр.зс = 0,5 дБ, на передачу а_ф.пд.зс = 1 дБ

Так как энергетический потенциал линии "вверх" обеспечить легче, коэффициент энергетического запаса а (“вверх”) выберем равным 10

(При этом b (“вниз”) = a / (a-1) = 1,11).

 

С учетом этого отношения на участках “вверх” и “вниз”:

[Н/Ш _f]_­ = [Н/Ш _f] + 10 lg a, (3.28)

[Н/Ш _f]_­ = 5,5 + 10 lg 10 = 15,5 дБ,

[Н/Ш _f]_¯ = [Н/Ш _f] + 10 lg b, (3.29)

[Н/Ш _f]_¯ = 5,5 + 10 lg 1,11 = 5,95 дБ

 

 

Таблица 3.7

№	Название города	β град.	d км.	Lсв. дБ	Lатм дБ	Lд. дБ	Lдоп дБ	Lобщ. дБ
	Архангельск	17,29		206,3	0,46	1,1	1,97	208,27
	Воркута	13,78		206,38	0,48	1,25	2,18	208,56
	Великий Устюг	19,74		206,25	0,4	1,05	1,89	208,15
	Екатеринбург	21,95		206,20	0,36	1,14	1,95	208,15
	Краснодар	41,07		205,88	0,2	1,45	2,10	207,98
	Нальчик	41,94		205,87	0,2	1,45	2,10	207,97
	Оренбург	29,41		206,06	0,25	1,63	2,28	208,39
	Саратов	31,86		206,02	0,22	0,99	1,65	207,67
	Сыктывкар	20,09		206,24	0,38	1,67	2,50	208,74
	Тобольск	18,40		206,28	0,44	1,26	2,15	208,43
	Балтийск	27,32		205,78	0,28	1,62	2,35	208,14
	Калининград	26,43		206,25	0,3	1,62	2,37	208,62
	Курск	31,68		206,2	0,23	1,52	2,20	208,40
	Мурманск	13,62		206,49	0,48	1,09	2,03	208,51
	Медвежьегорск	20,05		206,38	0,39	1,03	1,87	208,25
	Новгород	24,39		206,30	0,33	1,01	1,79	208,10
	Петрозаводск	18,96		206,39	0,43	1,04	1,92	208,32
	Печенга	12,87		206,50	0,5	1,12	2,07	208,58
	Санкт-Петербург	22,07		206,34	0,35	1,03	1,83	208,17
	Североморск	13,09		206,49	0,49	1,1	2,04	208,53
	Тула	29,21		206,24	0,27	0,98	1,70	207,94

Как видно из таблицы 3.7 у ЗС «Печенга» самые большие потери при малом угле места.