Файл: Санкин Н.М. Принципы технического планирования передающих сетей телевизионного и УКВ ЧМ вещания информационный сборник.pdf

18 Глава II

торов. Напряжённость поля за препятствием может оказаться во много раз больше, чем при его отсутствии; при этом наблю­ дается высокая стабильность уровня принимаемого сигнала [11]. Примером может служить довольно систематический приём Таш­ кентского телевизионного центра в районе Ферганы.

Величина напряжённости тропосферного поля мало зависит от высоты применяемых в настоящее время антенных опор. Так при изменении высоты опоры от 100 до 1000 м напряжённость тропосферного поля на расстоянии 440 км почти не изменяется (см. рис. 11), при изменении высоты опоры от 100 до 500 м напря­ жённость поля на расстоянии 200 км увеличивается примерно на

5 дб (см. Док. 201 МККР, Лондон, 1953 г. [12, 21]).

Для целей вещания поле от дальнего тропосферного распро­ странения должно рассматриваться как вредный фактор. Поэ­ тому его наличие необходимо учитывать при определении мини­ мальных расстояний между передатчиками, работающими на близких частотах, с точки зрения устранения взаимных помех в зонах обслуживания. Если расстояние между передатчиками превышает 400 км, то применение более высоких опор для антенн не приводит к существенному увеличению помехи, что даёт воз­ можность значительно расширить полезную зону обслуживания.

Между дифракционным и тропосферным полем существует переходная зона, называемая зоной фединга. Эта зона харак­ теризуется тем, что дифракционное и тропосферное поле здесь соизмеримы. С увеличением высоты подъёма антенны свыше 300 м зона фединга начинает отодвигаться. При меньших вы­ сотах она лежит на расстоянии 70—100 км [2]. При высоте ан­ тенны 200 м и используемых в настоящее время в СССР мощ­ ностях передатчиков зона обслуживания частично расположена в зоне фединга. При опоре 500 м зона фединга лежит за преде­ лами зоны обслуживания.

Зона ионосферного поля

Распространение укв в зоне ионосферного поля происходит путём отражения волн от регулярного слоя F2, от спорадического слоя Е s или в результате рассеяния от неоднородностей в нор­ мально ионизированном слое Е.

Достаточно высокие критические частоты метрового диапа­ зона могут отражаться от слоя F2 в течение лишь очень неболь­ ших периодов максимума солнечной активности, что наблюдает­ ся обычно в днеЕные часы зимних месяцев. В этом случае мак­ симально применимые частоты равны порядка 60-^66 Мгц.

За счёт отражения укв от слоя F2 возможен приём телевизи­ онных передач радиостанций, работающих в 1 и 2-м телеви­ зионных каналах, на больших расстояниях (300—16 000 км) при

Этим частотам при наклонном падении волн соответствуют ча­ стоты свыше 36 Мгц. Графики получены на основании наблюде­ ний трёх ионосферных станций в Англии, Германии и Швейца­ рии в течение 1953 и 1954 гг.

Из графиков следует, что слой Es, способный отражать мет­ ровые волны, наблюдается над Европой в течение свыше 1 % времени с 06 до 22 часов по местному времени с мая по август. Процент времени, в течение которого происходит отражение от слоя Е s, сильно уменьшается с увеличением частоты, и прак­ тически распространение с помощью слоя Es возможно лишь на частотах 1и 2-го телевизионных каналов (48,5-^—56,5 Мгц и 58-=- -г-ббМг^). Напряжённость поля при отражении от слоя Es может достигать нескольких сот микровольт на метр и является вполне достаточной для нормального приёма и для создания взаимных помех. Проведённые в Англии работы показывают также, что максимальная напряжённость поля и наибольший процент вре­ мени, в течение которого наблюдается это поле, имеет место на расстояниях 800—2200 км. На больших расстояниях вследствие явления многоскачковости сигнал быстро затухает и число слу­ чаев приёма резко падает. В связи с тем, что ьтражение от слоя Es происходит в течение небольшого процента времени, главным образом в летние месяцы и дневные часы, при составлении пла­ на влиянием этих помех можно пренебречь.

Кроме рассмотренных способов распространения метровых волн, наблюдается также дальнее распространение укв за счёт диффузного рассеяния на неоднородностях в ионизированных слоях, главным образом' в слое Е. Используемая рабочая часто­ та гораздо выше критической частоты данного слоя, поэтому большая часть энергии передаваемого сигнала проходит через слой и только незначительная её часть рассеивается неоднород­ ностями слоя и может быть принята на большом расстоянии от передатчика. На рис. 2 даны кривые медианных значений напря­ жённости ионосферного поля [10] для 1 кет мощности излу­ чения. Из графиков следует, что напряжённость поля за счёт диффузного рассеяния достигает максимума на расстоянии 800—2000 км от передатчика и поле резко падает с частотой. На частотах 60 Мгц и выше создаётся незначительная напря­ жённость поля.

На рис. 8 [13] приведены медианные значения напряжённости поля рассеянных радиоволн (в дб по отношению к 1 мкв/м) от передатчика мощностью 23 кет, при частоте 50 Мгц на трассе протяжённостью 1250 км. Передающая и приёмная антенны бы­ ли идентичны и представляли собой ромб с длиной стороны 150 м. Ось главного лепестка диаграммы излучения составляла с го­ ризонтом 7°.

и того же месяца давали весьма заметный разброс точек, «о значение напряжённости не падало до нуля. Поэтому приём про­ исходил регулярно в течение всех суток в различные месяцы года и не носил спорадического характера.

Из рис. 8 видно, что напряжённость поля принимаемых сигналрв достигает максимума около полудня, а минимума —• вече-

00 г 4 в в Ш П 14 IS tt t> Ы 24 kttu

KetmNte tfCM

Рис. 8

ром между 20 -г-22 часами местного времени. Наличие макси­ мума в часы полудня объясняется тем, что рассеивающая об­ ласть имеет в это время максимум ионизации, обусловленной ультрафиолетовым излучением солнца. Напряжённость поля за­ метно увеличивается в периоды ионосферно-магнитных возму­ щений, но по абсолютной величине остаётся всё же не настоль­ ко большой, чтобы при существующих приёмо-передающих сред­ ствах (сравнительно небольшая чувствительность приёмников и сравнительно небольшие эффективные мощности излучения) вызвать взаимные помехи в зонах обслуживания укв передат­ чиков.

Расчётные графики для определения напряжённости поля укв

Почти все расчётные графики, применяемые в настоящее время при проектировании сетей телевидения и УКВ ЧМ веща­ ния, построены, исходя из идеализированных условий: реаль­ ный рельеф местности усреднялся, условия рефракции принима­ лись стандартными, а поэтому они справедливы в основном для равнинной местности, расположенной в средних географичес­ ких широтах. В общем виде значения напряжённости поля во­ круг передатчика являются статистически распределёнными ве­

личинами, зависящими от меешостного распределения напря­ жённости поля на фиксированных расстояниях от передатчика и временного распределения напряжённости шля, изменяющегося с течением времени в каждой отдельной точке приёма.

Таким образом, значение напряжённости поля Е (L, Т) на расстояния d от передатчика, которое превышается в течение Т% времени в L% общего числа пунктов приёма, может быть представлено в виде

диполем;

R‘( Т —функция, учитывающая статистическое рас­ пределение напряжённости поля по вре­ мени в точках, расположенных на заданном расстоянии d;

R'(L)— функция, учитывающая статистическое рас­ пределение напряжённости поля в различ­ ных точках приёма на заданном расстоя­ нии d для усреднённой местности;

Ре — эффективная мощность излучения относи­ тельно 1 кет, дб:

ности будет оказывать разное влияние на значение этих функ­ ций. При практических расчётах этим влиянием можно прене­ бречь и считать эти функции взаимонезависимыми.

позволяющих производить приближённое вычисление'значений

нии 1—15 приведены графики, принятые для расчётов Между­ народной Организацией Радиовещания — ОИР [41]. Пользуясь этими графиками, можно определить зависимость эффективно­

(50 -г- 1500 м). Графики построены из расчёта, что высота приём­ ной .антенны равна 10 м, мощность излучения передатчика 1 кет, передающая антенна типа полуволновый диполь.

В пределах зоны основного дифракционного поля кривые напряжённости поля были построены по дифракционным фор­ мулам с учётом значения эквивалентного радиуса аэ. Приве­ дённое на рис. 9 статистическое распределение значений экви­ валентного радиуса Земли ав, определяемого из значений вер­ тикального градиента диэлектрической проницаемости воздуха, было получено статистической обработкой измерений напряжён­ ности поля дециметровых волн за длительный период времени в средней полосе Европейской территории СССР, при этом счи­

зависящее от частоты. В табл. 4 приводятся медианные зна­ чения поправки в децибелах, которые были использованы при по­ строении кривых, данных в приложении 1 —15.

При построении кривых для зоны тропосферного распростра­ нения были использованы данные, полученные в работе [10]. Для больших процентов времени (90, 99%) напряжённость по­ ля определялась как результат сложения логарифмического