Миценко І М, Халамейда Д Д, Хоменко С І Інститут радіофізики та електроніки НАН України вул Ак Проскури, Харків, 61085, Україна Тел: (057) 744-83-40, Факс: (057) 744-11-05, e-mail: hdd78 @ mail ru

Анотація – Оцінюється вплив відбиття від поверхні розділу в зоні прямої видимості на питому ефективну площу розсіювання та загальний обсяг тропосфери, що бере участь у створенні розсіяного випромінювання Для оцінки змін питомої ефективної площі розсіювання використана теорія Villars-Вейскопфа Отримано наближене значення множника ослаблення для радіохвиль метрового і дециметрового діапазонів Зіставлені результати розрахунку і експерименту

I                                                          Введення

де Л-довжина хвилі г ^ – еквівалентний радіус землі – Висота розташування антен

коефіцієнти, що враховують вплив подстилающих поверхонь на передавальному і приймальному краях

Рис 2 Розрахункові дистанційні залежності множника ослаблення: V (г): для Я = 05 м

Вплив відбиття від поверхні особливо позначається на морських трасах метрового і довгохвильової частини дециметрового діапазонів, де з-за властивостей морської поверхні пелюсткова структура реальних діаграм спрямованості антен яскраво виражена, а антенні системи розташовані на невеликій висоті

У даній роботі оцінюється вплив відбитків від поверхні розділу в зоні прямої видимості на умови далекого тропосферного поширення за рахунок розсіювання на турбулентність тропосфери

II                                             Основна частина

На рис I представлені геометричні параметри траси далекого тропосферного розповсюдження

Рис 1 Геометричні параметри траси далекого тропосферного розповсюдження

щадь розсіювання – Кут розсіювання Vi – загальний

обсяг розсіювання У докпаде наводиться ряд спрощень, і з застосуванням теорії Villars-Вейскопфа виводиться вираз для розрахунку наближеного значення множника ослаблення:

Fig 1 Geometric parameters of distant troposphere radio path

Відомо, що ставлення розсіяною потужності Р приймача до потужності у вільному просторі Ро визначається виразом:

де г – відстань між приймачем і передавачем Г1 – відстані від елемента розсіювання до приймача Г2 – відстань від елемента розсіювання до

передавача сг {0р} – питома ефективна пло

На рис 2 представлені дистанційні залежності множника ослаблення V (г), визначені за допомогою виразу (2) Залежності / ^ (г), V2 (r), V ^ (r) розраховані для дециметрового діапазону Л = 05 м і висот розташування антен h = 10, 20, 30 м відповідно Залежності

Ki (^), ^ s (^) К (^) метрового діапазону

Л = 2м і висот розташування антен h = 10, 20, 30 м відповідно Приймаємо, що в напрямку максимумів перший пелюсток реальної форми діаграми спрямованості антен на приймальному і передавальному кінцях = Р2 ~ 6 дБ

На рис 3 представлені експериментальні дистанційні залежності множника ослаблення V (r) отримані за відсутності інверсійних шарів і нормальної рефракції в Індійському океані Висота розташування антенних систем метрового діапазону (Л = 2м) / г = 22м, а дециметрового – {Л = 05 м) h = 16 м

V(r)

Λ

1

I

^

•1

110^                                                                                              2-10^                               3-10^                               4-10^                                5-10^

г

Рис 3 Експериментальні дистанційні залежності множника ослаблення V (г): для

Л = 05 м · · – · · – Для Л = 2 м

Fig 3 Estimated distance dependences of propagation factor V (r): for Л = 05 m · · – · ·-For Л = 2 m

III                                                   Висновок

Як видно з малюнків, вплив відбитків від поверхні океану при розсіянні на неоднорідностях тропосфери призводить до того, що більш високочастотний діапазон (Л = 05 м) буде менш ослаблений і має переваги перед метровим діапазоном (Л = 2м) При близьких значеннях висот розташування антенних систем ослаблення дециметрового діапазону {Л = 05 м) менше, ніж метрового (Л = 2м) приблизно на 10дБ Така величина виходить як при теоретичному розрахунку, так і при експерименті Проте зі збільшенням висоти розташування антенних систем ця різниця зменшується

Збільшення висоти розташування антенних систем від 10 до 20 м призводить до істотної зміни рівня поля за горизонтом, а подальше збільшення висоти розташування антенних систем призводить до несуттєвому зростанню поля

Таким чином, можна зробити висновок важливий для суднових радіотехнічних систем: оптимальна висота розташування антенних систем лежить в межах 20-30 м, що є практично здійсненним в суднових умовах

Зіставлення розрахункових дистанційних залежностей (рис2) і експериментальних (рис 3) говорить про можливість використання виразу (2) для розрахунку параметрів морських трас поширення радіохвиль метрового і довгохвильової частини дециметрового діапазонів при добре перемішаної тропосфері

[1] Поширення ультракоротких радіохвиль / Пер з англ, під ред Б А Шіллерову – М: Сов радіо, 1954 -710с

[2] Вілларс і Вейскопф Розсіяння радіохвиль в турбулентному атмосфері / / Питання далекого звязку па УКХ / Пер з англ – М Сов радіо, 1957 – С9-34

[3] Просін А В До розрахунку потужності розсіювання при дальньому тропосферного поширення ультракоротких волі / / Електрозвязок – 1958 – № 8 – С 13-21

INFLUENCE OF DIRECTIONAL PATTERN REAL SHAPE ON LONG-DISTANCE TROPOSPHERIC PROPAGATION

Mytsenko I М, Khalamejda D D, Khomenko S I

Institute of Radiophysics and Electronics of National Academy of Science of Ukraine 12 Akademica Proskury Str, Kharkov, 61085, Ukraine Ph:(057) 744-83-40, Fax: (057) 744-11-05 e-mail: hdd78@mailru

Abstract – The reflection influence from an interface in the line-of-sight coverage on the specific effective scattering area and total troposphere volume involving in the creation of scattered radiation has been estimated To estimate the change of the specific effective scattering area we have used the Villars-Weiskopf theory The approximate value of the propagation factor for the meter and decimeter radio-wave bands has been obtained The results ofthe calculation and experiment have been compared

I                                         Introduction

The reflection influence especially affects on marine paths of meter and long part of decimeter radio-wave bands where petalshaped antenna diagram due to sea surface properties is pronounced and antenna systems is located at small height In this work the reflection off an interface in the line-of-sight coverage influence on long-distance tropospheric propagation conditions due to scattering by a tropospheric turbulence is estimated

II                                        Main Part

Long-distance tropospheric propagation geometrical parameters are shown in figure 1 As it is known, ratio of scattered power P to power in free space is determined by expression (1) In this paper development of expression for approximate attenuation factor value (2) with using Villars-Weiskopf theory is adduced Figure 2 present calculated distance dependences of attenuation factor V (r) at wavelength λ = 05, 2 m and antennas height locations h = 10, 20, 30 m Experimental distance dependences of attenuation factor V (r) data obtained under missing inversion layers and under standard refraction at Indian ocean at Λ = 05m, h = 6m and A = 2m, h = 22m are shown in figure 3

III                                       Conclusion

As can be seen from figures, the reflections off an ocean surface influence under troposphere inhomogeneity scattering results in attenuation decreasing of frequency range {λ = 05m) higher part and therefore it has advantages over the metric waves (X = 2m)

The increase antenna height from 10 to 20 m leads to significant signal power increasing And the further increasing has insignificant effect

Thus, it is possible to draw a conclusion important for ship radio engineering systems: the optimum antenna height is in the range of 20-30 m, which are practicable for shipping systems

Comparison of calculated distance dependences (fig 2) with experimental ones (fig 3) let you see that expression (2) can be used for marine radio paths calculation for meter and long-wave part of decimeter radio-wave bands when troposphere is mixed well

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», 2006р