|
|
ппу. 1. Тропосферные радиорелейные системы связи
Эффективная площадь рассеивания (ЭПР) объектов и атмосферы.
ЭПР единицы объёма тропосферы
1. Тропосферные радиорелейные системы связи
Дальнее тропосферное распространение радиоволн за пределами прямой геометрической видимости на дальностях примерно до 1200 км происходит за счет рассеяния и отражения радиосигнала на неоднородностях диэлектрической проницаемости атмосферы. Экспериментально установлено, что дальнее тропосферное распространение радиоволн обусловлено действием двух механизмов: 1) рассеянием радиосигнала на неоднородностях диэлектрической проницаемости тропосферы, обусловленных турбулентным движением воздуха. Турбулентность атмосферы описывается моделью турбулентности Колмогорова-Обухова и позволяет хорошо описывать рассеяние и флюктуации сигналов в оптическом диапазоне волн и в коротковолновой части СВЧ диапазона радиоволн; 2) отражением сигналов от слоистых неоднородностей диэлектрической проницаемости тропосферы, вытянутых в горизонтальном направлении (типа облака) и практически всегда присутствующих в тропосфере (рис.1).
2. Основные характеристики сигнала, рассеянного неоднородностями тропосферы
На рис. 4.38 показан механизм отражения радиосигнала от слоев 1 и 2, определяемых максимумами пространственной частоты ____ . Разность хода лучей в точках В и А есть путь ________, и разность фаз лучей для радиосигналов с длиной волны ____.
Благоприятные условия рассеяния создаются, когда лучи, отраженные от плоскостей 1 и 2, совпадают по фазе:
3.Эффективная площадь рассеяния (ЭПР)
Процесс рассеяния, так же как и другие процессы (поглощения и пр.), характеризуется своим сечением или эффективной площадью рассеяния (ЭПР) тела. Введем удельную ЭПР единицы объема переизлучения тропосферы ____ (размерность м2/м3 = 1/м), которая будет характеризовать долю мощности рассеянного сигнала в направлении __ единицы объема тропосферы по отношению к мощности сигнала, падающей на этот единичный объем.
где А — некоторая константа. Величина ___ описывает поведение мощности рассеянного сигнала в направлении приемника в зависимости от рабочей длины волны ___ и расстояния от передатчика до приемника. При увеличении этого расстояния увеличивается угол ___ и уменьшается величина ____ в связи с увеличением высоты рассеивающего объема; в итоге происходит уменьшение ______ и мощности рассеиваемого сигнала.
4. Объем тропосферы, активно участвующий в создании рассеянного излучения
Общий объем рассеяния сигнала (заштрихованная область на рис. 4.39) ограничен снизу двумя плоскостями, касательными к поверхности Земли, проведенными из точек расположения передающей и приемной антенн. С увеличением высоты рассеивателей мощность отраженного сигнала, пропорциональная ____, быстро падает в связи с увеличением угла ___ и уменьшением величины ___ по экспоненте в соответствии с моделью плотности атмосферы Земли.
Экспериментально установлено, что угловые размеры объема тропосферы, активно участвующего в рассеянии сигнала, составляют в вертикальной плоскости ______, в горизонтальной плоскости _______.
5.Классическое уравнение радиолокации с ЭПР цели
Это уравнение является классическим уравнением радиолокации с ЭПР цели, равной  В связи с этим в зарубежной литературе тропосферные станции иногда называют радарами.
Удельная ЭПР рассеивающего объема тропосферы  падает пропорционально первой степени частоты сигнала, т.е. 1/  . Коэффициент усиления передающей и приемной антенн пропорционален квадрату частоты: G
6….
При увеличении рабочей частоты пропорционально  увеличивается коэффициент усиления передающей антенны и плотность потока мощности, падающая на переизлучающий объем тропосферы. Так как ЭПР единичного объема рассеяния
1/  то в итоге мощность переотраженного сигнала будет возрастать с ростом частоты пропорционально только первой степени частоты.
При уменьшении апертуры приемо-передающих антенн тропосферных станций необходимо использовать более высокие рабочие частоты. Однако, на более высоких частотах падает мощность отраженного от тропосферы сигнала за счет уменьшения удельной ЭПР тропосферного объема и необходимо учесть еще поглощение радиосигнала в дожде, которое увеличивается с ростом рабочей частоты. |
|
|
Скачать 15.03 Kb.