1.5 Расчёт дуги земной кривизны
Линия, изображающая на профиле уровень моря (линия земной кривизны) или условный нулевой уровень (условный горизонт) и имеющая вид параболы, рассчитывается по формуле:
у
(1)
Здесь у – текущая ордината дуги земной кривизны, м;
Rо – протяженность всего интервала РРЛ в м; R1 – расстояние в метрах от левого конца интервала до точки, в которой определяется ордината у дуги земной кривизны;
Rз=6370 км=6,37·106 м – радиус Земли.
Максимальная ордината земной кривизны умакс для любой протяженности интервала Rо находится по формуле:
умакс
(2)
Для упрощенного построения дуги земной кривизны достаточно определить ординаты нескольких точек:
в относительной координате Ro/6 (точка В).
в относительной координате Ro/3 (точка А).
в относительной координате Ro/2 (т.е. умакс).
Расчет дуги земной кривизны для первого интервала:
умакс
=
14,84 м.
Yа
=
=13,19
м.
Yb
=
=8,2
м.
Расчет дуги земной кривизны для второго интервала:
умакс
=
4,13 м.
Yа
=
=
3,77 м.
Yb
=
=
2,3 м
По полученным ординатам в пяти точках строим дугу земной кривизны. От дуги в выбранном масштабе по вертикали откладывают высотные отметки точек профиля, полученные на основании топографической карты, и соединяют эти точки прямыми линиями.
Для сокращения размеров чертежа по вертикали высотные отметки отсчитывают от линии условного горизонта, которая принята для обоих интервалов 50 м.
2 Расчет высоты подвеса антенн
При определении высот подвеса антенн должно выполняться условие отсутствия экранировки препятствиями интервала минимальной зоны Френеля, т.к. основная часть энергии передатчика распространяется в сторону приемной антенны именно в этой зоне.
Минимальная зона Френеля представляет собой эллипсоид вращения с фокусами в точках передающей и приемной антенн. Радиус минимальной зоны Френеля находится в любой точке пролета по формуле:
(3)
Где
– относительная
координата критической точки интервала:
(4)
R1 – расстояние до препятствия;
Λср =3,7 см = 0,037 м.- средняя длина радиоволны.
Радиус Н0 называется также критическим просветом. При таком просвете множитель ослабления поля свободного пространства равен 1 (0 дБ), т.е. уровень принимаемого сигнала при таком просвете такой же, как и при установке антенн в свободном пространстве на расстоянии R0.
При критическом просвете H0 разность хода прямого и отраженного от поверхности земли лучей составляет λ/6.
Пролет
РРЛ называется открытым, если просвет
для радиоволны равен или больше
критического
.
Пролет РРЛ называется полуоткрытым (полузакрытым), если просвет для радиоволны меньше критического (H(g)<H0).
Пролет
РРЛ называется закрытым, если просвет
для радиоволны отсутствует
.
При правильном выборе подвеса антенн на пролете, просвет, существующий в течение 80% времени, должен быть не менее H0, т.е. открытым. Нахождение на пролете величины Н0 было бы достаточным для дальнейшего определения высот антенн, если бы не рефракция радиоволн (т.е. искривление ее траектории распространения). Рефракция радиоволн происходит за счет электрических неоднородностей среды.
При
расчете курсового проекта принимаем
среднее значение вертикального градиента
диэлектрической проницаемости
=–9·10-8
1/м, и стандартное отклонение σ = 7·10-8
1/м (для северо-запада России, в том числе
и для Архангельской области).
С учетом рефракции (для средней величины ) просвет для радиоволны будет изменяться на величину:
(6)
Таким образом, если величина g отрицательная, то просвет для радиоволны H(g) увеличивается по сравнению с просветом прямой видимости. Причем, приращение просвета будет максимальным на середине интервала и меньше к краям.
С учетом отклонения σ минимальное приращение просвета находится по формуле:
(7)
Тогда просвет для прямолинейного распространения радиоволны:
(8)
Высоты подвеса антенн будут равны:
(9)
(10)
Определяем высоты подвеса антенн на первом пролете:
=
7,22
м.
0,81
2,61
м.
0,58
м.
7,22
– 0,58=6,64 м.
108+6,64=114,64
м.
65+6,64=71,64
м.
Определяем высоты подвеса антенн на втором пролете:
=2,42
м.
0,034
0,15
м.
0,035
м.
2,42 – 0,035 =2,385 м.
7+2,385=9,4
м.
11+2,385=13,4
м.
На рисунках 1 и 2 стр. 12 и 13 показаны профили первого и второго пролёта соответственно.