ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙ
ЗАТВЕРДЖУЮ
к.т.н., доц. С.В.ТОЛЮПА
“ __ ” ______________ 201_ р.
ЛЕКЦІЯ № 5
для проведення заняття зі студентами
Дисципліна Основи електромагнітної сумісності.
Тема №5. Особливості поширення радіохвиль різних діапазонів частот для забезпечення ЕМС РЕЗ.
.
Розроблена у відповідності до навчальної програми 2010 р., розглянута на засіданні кафедри РРМ і рекомендована для використання в навчальному процесі.
Протокол № __ від “ ___ ” _________ 201__ р.
Навчальна мета: вивчити основні особливості розповсюдження радіохвиль різних діапазонів для забезпечення ЕМС РЕЗ.
Виховна мета: сформувати почуття наполегливості до вивчення дисципліни.
Час: 2 години.
Матеріальне забезпечення: дошка, крейда, указка.
Література:
-
Винников В.В. Основы проектирования РЭС. Электромагнитная совместимость и конструирование экранов: Учеб. пособие - СПб.: Изд-во СЗТУ, 2006.- 164 с.
-
Управление радиочастотным спектром и электромагнитная совместимость радиосистем. Учебное пособие / Под ред. д.т.н., проф. М.А. Быховского. – М.: Эко-Трендз, 2006. – 376 с.
Навчальні питання та розрахунок часу
І. Вступна частина 5 хв.
- приймаю доповідь чергового навчальної групи;
- перевіряю наявність особового складу, зовнішній вигляд та готовність до заняття;
- оголошую тему заняття, його цілі, зв’язок з попередніми темами, літературу.
ІІ. Основна частина 80 хв.
1. Особливості поширення радіохвиль різних діапазонів частот. 25 хв.
2. Особливості поширення корисних радіосигналів. 35 хв.
3. Особливості поширення заваджаючих сигналів. 20 хв.
ІІІ. Заключна частина 5 хв.
-
відповідаю на запитання;
-
підбиваю підсумки заняття;
-
оголошую оцінки;
-
даю завдання на самопідготовку;
-
оголошую назву та дату наступного заняття.
Організаційно-методичні вказівки:
Заняття доцільно проводити у навчальній аудиторії, призначеній для проведення занять з однією навчальною групою на протязі двох годин.
Іі основна частина
2.1 Особливості поширення радіохвиль різних діапазонів частот
При роботі систем радіозв’язку в земних умовах рівень радіосигналу, прийнятого після його проходження по трасі поширення від передавальної антени, залежить від характеристик місцевості на трасі, а також від мінливості тропосфери й іоносфери залежно від сезону року, часу доби й ряду інших умов. Внаслідок цього радіосигнал на вході приймача має паразитні амплітудно-фазові випадкові зміни, які, як загальне явище, прийнято називати завмиранням. У ряді випадків залежно від специфіки умов поширення радіосигналу завмирання мають конкретні назви, наприклад, мерехтіння, загальні завмирання, частотно-селективні завмирання й т.д.
Існують вісім механізмів (видів) поширення радіохвиль, а саме:
через тропосферний хвилевід;
за допомогою земної хвилі;
іоносферної хвилі;
просторової хвилі (що складає із прямої хвилі й відбитих хвиль від різних поверхонь і шаруватих неоднорідностей атмосфери);
за рахунок дифракції;
шляхом тропосферного розсіювання;
у межах прямої видимості;
через розсіювання гідрометеорами.
На рис. 2.1 і 2.2 схематично показані основні з перерахованих вище механізмів поширення сигналів. При цьому на рис. 2.1 показані довгострокові механізми поширення сигналів (тропосферне розсіювання, дифракція й пряма видимість), які можуть бути носіями як корисного (КС), так і заважаючого сигналів (ЗС). На рис. 2.2 показані короткострокові механізми поширення сигналів, обумовлені виникненням у тропосфері аномальних умов, таких, як інверсна зміна температури з висотою, випадання гідрометеорів, поява тропосферного хвилеводу й ін. Дані механізми поширення в силу їхньої короткостроковості дії є тільки носіями ЗС, хоча також викликають і збільшення рівнів КС.
Рисунок 2.1 - Довгострокові механізми поширення сигналів
Рисунок 2.2 - Аномальні (короткострокові) механізми поширення сигналів
Для розв’язання завдань ЕМС у загальному випадку потрібно знати характеристики поширення як КС, так і ЗС, які для підвищення надійності статистичних даних прийнято розрізняти, а саме: дані для КС відповідають області значень рівнів нижче його медіанного значення, а для ЗС – в області рівнів вище його медіанного значення. Однак залежно від виду конкретного завдання й алгоритму її рішення буває достатньо володіти тільки характеристиками поширення ЗС. Як приклад можна привести методику розрахунку координаційної відстані (КВ) і координаційної зони (КЗ), що втримується в Регламенті радіозв’язку й Рекомендаціях МСЕ й заснована на концепції гіршого впливу ЗС.
У табл. 2.1 наведені зведені дані про види поширення радіохвиль, дальності їхньої дії, використанні смуг частот і можливих рівнів завад для діапазонів частот від ДНЧ до ДВЧ [25].
Таблиця 2.1 - Данні про види поширення радіохвиль
|
Діапа зон |
Частота |
Вид |
Дальність |
Шири-на |
Дальність дій завад |
Використання |
|
ДНЧ |
3…30 кГц |
Хвильовід |
Декілька тисяч км |
Дуже обмежена |
Дуже Велика |
В світовому масштабі, радіонавігаційний і стратегічний зв'язок на великі відстані |
|
НЧ |
30…300 кГц |
Земна хвиля, іоносферна хвиля |
Декілька тисяч км |
Дуже обмежена |
Дуже велика |
Радіонавігаційний і стратегічний зв'язок на великі відстані |
|
СЧ |
0,3…3 МГц |
Земна хвиля, іоносферна хвиля |
Декілька тисяч км |
Середня |
Дуже велика |
Зв'язок пункту з пунктом на середні відстані,радіоповідомлення і морський зв'язок |
|
БЧ |
3…30 МГц |
Іоносферна хвиля |
До декількох тисяч км |
Широка |
Дуже велика |
Зв'язок пункта з пунктом на великі відстані, глобальне радіомовлення, рухомий зв'язок |
|
ОБЧ |
30…300 МГц |
Просторова хвиля, тропосферне розсіювання, дифракція |
До декількох сотень км |
Дуже широка
|
Обмежена
|
Зв'язок пункта з пунктом на короткі і середні відстані, рухомий зв'язок, локальні мережі, звукове і телевізійне радіомовлення, персональний зв'язок |
|
КВЧ |
0,3…3 ГГц |
Просторова хвиля, тропосферне розсіювання, дифракція, в рамках прямої видимості |
≤ 100 км; земля-космос |
Дуже широка |
Обмежена |
Зв'язок пункта з пунктом на кородкі і середні відстані, рухомий зв'язок, локальні мережі, звукове і телевізійне радіомовлення, персональний зв'язок, супутниковий звязок |
|
НВЧ |
3…30 ГГц |
В рамках прямої видимості |
≤ 30 км; земля-космос |
Дуже широка, до 1 ГГц |
Звичайно обмежена |
Зв'язок пункта з пунктом на кородкі відстані, звукове і телевізійне радіомовлення, локальні мережі, рухомий /персональний зв'язок, супутниковий звязок |
|
КВЧ |
30…300 ГГц |
В рамках прямої видимості |
≤ 20 км; земля-космос |
Дуже широка, до 10 ГГц |
Звичайно обмежена |
Зв'язок пункта з пунктом на коротні відстані, мікросотові мережі, локальні мережі, персональний зв'язок, супутниковий звязок |
Найбільш повні й надійні дані по поширенню радіохвиль представлені в основних Рекомендаціях МСЕ серії Р [25-74], зміст яких відбиває реальну і дуже складну ситуацію в цьому питанні. Слід зазначити, що загальне число Рекомендацій серії Р становить кілька десятків і для їхнього коректного використання є Рекомендація Р.1144 [26], що є коротким посібником із практичного застосування Рекомендацій серії Р у залежності від виду служби зв’язку.
Нижче розглядаються основні особливості поширення радіохвиль різних діапазонів частот і основні методи прогнозування характеристик поширення КС і ПС.