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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.04.2024

Просмотров: 44

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

24

Глава II

нормального распределения её значений при медленных зами­ раниях со стандартным отклонением, примерно равным 8 дб, и рэлеевского распределения —• при быстрых колебаниях поля; высокие значения напряжённости поля, имеющие место в те-

й3 тис. нм

Рис. 9

чение малых процентов времени (1 и 10%), являются резуль­ татом появления в тропосфере слоёв с резкими скачками ди­ электрической проницаемости воздуха. В этом случае рэлеевский закон распределения напряжённости поля уже не имеет места -и её значения определяются на основании только лога­ рифмического нормального закона распределения.

Данные, использованные для построения этих кривых, явля­ ются экспериментальными и получены при использовании не­

Распределение напряжённости поля вокруг передатчика

25

больших высот подъёма передающих антенн (высота подъёма передающей антенны равна 50 м). Кривые напряжённости поля для больших высот антенн могут быть получены при использо­ вании высотного множителя, на который необходимо умножить напряжённость поля при h\ = 50 м. Этот множитель [21]

 

У =

 

 

 

1

 

(5)

 

 

 

 

(I - ? )2 ’

 

 

 

 

 

 

где

d0 — расстояние

прямой видимости, равное

У 2a3(Vhi -L

 

+ V h 2) ;

между

точками

передачи

и

приёма

 

d — расстояние

 

(рис. 10), a

q равно

~d

 

 

превы­

 

аэ— значение эквивалентного радиуса Земли,

hi

шаемое в течение Т% времени и

 

 

и hi — действующие высоты

приёмной и передающей ан­

 

тенн, м.

 

 

напряжённости

(сплошная

 

Сравнение расчётных значений

линия) поля с учётом высотного множителя

 

экспе~

риментальными данными (пунктирная)

для двух

расстояний

Рис.. 10

между передающим и приёмным пунктами (440 и 200 км) при­ ведено на рис. 11 [12]. Из рисунка видно, что для расстояния 440 км при высоте антенны от 10 до 2000 м напряжённость по­ ля почти не меняется; для 200 км при высоте от 20 до 500 м на­ пряжённость поля мало меняется.

На рис. 12 приводится сравнение кривых напряжённости по­ ля ОИР [41] с кривыми, предлагаемыми различными авторами.


26

Глава II

Значительную трудность представляет определение местностного распределения напряжённости поля R( L), которое зави­ сит от рельефа местности. В настоящее время нет данных, ко­ торые позволили бы точно вычислить значение этой функции,

Н,м

несмотря на проведённые большие и длительные статистические наблюдения.

Экспериментально было найдено, что местностное распреде­ ление подчиняется логарифмическому нормальному закону распределения и может быть представлено в виде

R(L)=Rl Kl ,

(6)

где рассеивание

£ i%

£ 50»/0

(проценты показывают число пунктов, взятых на данном рас­ стоянии), KL— множитель, который определяется из логариф-

 

 

поля напряжённости Распределение

 

 

вокруг

-Лес-Ателог W9, дон V/0S ( f =00 тОООМ

г ц ) ---------- Лондон ШЗ ( f - 30~ZOOЛщ )

Ql>

ОИР (f =00Мгц)

-----Женева,тв донУ/з (f =АОiВООМгц)

Излучаемая мощность 1н8т. высота передающей антенны: bf *300м. высота приёмной антенны h%=/8м

а

ч

 

 

Л

Рис. 12

КЗ

-<а

28

Глава II

мического нормального распределения и изменяется в пределах от.+ 1 до :—1 для 1 и 99% соответственно (рис. 13).

Рассеяние RL равно 19,26 дб и не зависит от частоты, рас­

стояния и высоты опоры. Эта цифра была получена эксперимен­ тально для расстояний в пределах прямой видимости. Исследо­ вания проводились в восточной части США в середине года.

Практически коэффициент R (L) может быть определён следую­ щим способом. Измеряют напряжённость поля во всех намечен­ ных точках приёма, расположенных вдоль радиального направ­ ления от передатчика. Из этих измерений выбирают значения напряжённости поля для 50% мест приёма, по которым и строит­ ся кривая зависимости напряжённости поля от расстояния.

Определив среднее значение напряжённости поля по постро­ енной кривой, которое условно приравнивается 0 дб, находят


Распределение напряжённости поля вокруг передатчика

29

количество точек приёма, напряжённость поля в которых на 2, 4, 6, 8 и т. д. дб выше и ниже этих средних значений.

На рис. 14 показаны кривые изменения напряжённости поля для 1, 50 и 99% мест приёма. Такие же измерения необходимо проводить и по другим радиальным направлениям от передатчи­

ка, после чего следует произвести усреднение. Измерения сле­ дует производить в различные времена года, чтобы иметь воз­ можность определить усреднённые значения рассеяния.

Более поздние работы лаборатории CRPL [20]' свидетельст­ вуют о наличии частотной зависимости местностного распреде­ ления, а также о значительном отклонении от логарифмического нормального распределения, особенно для малых процентов при­ ёмных точек. Так, для частоты 67,25 Мгц величина рассеяния для 1% приёмных точек соответствует рассеянию для 10% точек, взятому из более ранних материалов. В статье Knopfel [39] при­ водятся данные, полученные на территории ФРГ, дающие зна­ чения рассеяния (8,8' — 11) дб для II диапазона.

Сравнение местностных распределений, полученных из ука­ занных выше материалов, приведено на рис. 15 (кривая 1, 2

[20], 4 [39]).

R(L)

Рис. 15


Распределение напряжённости поля вокруг передатчика

31

На рис. 16 [41] приводятся графики местностного распреде­ ления, полученные Производственной лабораторией радиовеща­ ния и телевидения — Кольберг ГДР и рекомендованные Между­ народной организацией радиовещания. На графиках дана зави­ симость местностного распределения от рельефа местности для 1 и 10% точек приёма относительно медианного значения. Дан-

Рис. 16

ные были получены экспериментально на территории ГДР, для наиболее часто встречающихся неровностей рельефа (Д h) 300-г-400 м относительно среднего уровня местности, для дру­ гих высот данные экстраполировались.

Как указывалось выше, расчёт напряжённости поля в слабо­ пересечённой местности на определённом расстоянии от пере­ датчика в течение заданного процента времени для определённо­ го процента пунктов приёма производится по ф-ле (4).

Однако в сильнопересечённой местности этот расчёт напря­ жённости поля для сплошного обслуживания территории, пре­ дусматривающий возможность приёма только в определённом проценте мест (50%), неприменим. Население, в этом случае, распределено по территории неравномерно и сосредоточивается главным образом в горных долинах, вдоль берегов рек, где ус­ ловия приёма, зависящие от расположения передатчика, могут оказаться весьма плохими.

В случае сильнопересечённой местности, расчёт напряжён­ ности укв поля следует проводить для конкретных направлений

32

Глава II

(трасс),

определяемых размещением на территории основной

массы населения.

Расчёт напряжённости укв поля в горах сильно затруднён за счёт явлений интерференции и дифракции. Для расчёта напря-

Рис. 17

жённости поля метровых и дециметровых волн на трассах с пре­ пятствиями предложен ряд приближённых методов [43, 44 и 45].

Японским учёным Фуруцу [44] ца основе волновых уравне­ ний Максвелла получены строгие формулы для расчёта напря­ жённости поля за горами, имеющими любые конечные радиусы кривизны вершин и любые электрические свойства. В общем ви: де напряжённость поля в пункте приёма хп рассчитывается по формуле

П—1 П

 

Е П(*о> *„) = Е 0 (*0> Хя) П SjQ А г

(7)

i=l i=I

где х0, хп— соответственно пункты передачи и приёма

(рис. 17),

Е0 (х0, хп)— напряжённость поля в пункте приёма, оп­ ределяемая для условий распространения волн в свободном пространстве между пунктами передачи и приёма,


Распределение напряжённости поля вокруг передатчика

33

П—1

St— дифракционный множитель,

;-1

П

Y\Al — интерференционный множитель.

г-1

Напряжённость поля Е0 (хо, х п) на расстоянии d км между точками х0 и х п при распространении волн в свободном про­ странстве определяется [44], как

7У Pv

 

мкв

(8)

Ео (х„- хп) = ---- Ю3 — -

 

и

 

М

 

где Р„ — мощность, излучаемая

полуволновым диполем,

вт.

Интерференционной множитель

П

At определяется

усло-

f |

 

г=1

 

 

виями интерференций прямых и отражённых от земли лучей на всех участках трассы распространения волн, т. е.

П

ЛAi = Ai А2 As ... At Ап.

г- 1

Здесь А и Л2, .

интерференционный множитель поля

 

свободного пространства за счёт явле­

 

ния интерференции прямых и отражён­

 

ных лучей

на участках

х0х и х,х2,..,

 

х ;_, X; соответственно.

 

Интерференционный множитель ослабления для некоторого

участка трассы распространения Лг

определяется

отношением

значения напряжённости интерференционного поля к напряжён­ ности поля свободного пространства

А = Е х,)

Ео (x i—i, х г)

Значение множителя Лг весьма существенно может сказать­ ся на результатах расчёта напряжённости поля для точек приё­ ма, лежащих за горами и на участках от передатчика до гор, особенно в тех случаях, когда эти участки находятся на море или на равнинных местностях. Влиянием интерференции можно пренебречь при небольших фазовых сдвигах прямого и отражён­

ного лучей.

Значение Е (х£_, , х£) берётся из графиков, данных в прило­

жении 1—15.

При распространении укв волн на трассе гора—гора при от­ сутствии между горами водных поверхностей множитель At при-

3—626