Разделы сайта

Модели распространения радиоволн в реальных условиях

Моделирование распространения радиоволн, основано на предсказании среднего уровня принимаемого сигнала, на заданном расстоянии от излучателя, а также в определении разброса его значений в зависимости от конкретной ситуации на трассе. Расчет радиолинии позволяет определить зону обслуживания передатчика. Моделирование среднего уровня сигнала в зависимости от расстояния между передатчиком и приемником называется крупномасштабным моделированием, поскольку позволяет определить сигнал на большом удалении (несколько сотен и тысяч метров). С другой стороны, иные модели характеризуют быстроменяющиеся значения уровня принимаемого сигнала на малых смещениях (несколько длин волн) или за короткое время (секунды) - они называются мелкомасштабными моделями [4].

Модель распространения радиосигнала в свободном пространстве

Модель распространения волн в свободном пространстве используется для расчета принятого сигнала в условиях, когда передающая и приемная антенны находятся на открытой незатененной препятствиями радиолинии. Эта модель применяется для анализа радиоканалов связи через спутники и для наземных радиолиний, работающих в диапазоне сверхвысоких частот(3….30 ГГц).[3, 17, 32]

При распространении радиосигнала в свободном пространстве мощность на выходе приемной антенны удобно выразить как функцию от расстояния до передающей антенны : ,

Здесь и - коэффициенты усиления передающей и приемной антенны.

При использовании этого уравнения предполагается, что приемная антенна находится от передающей на расстоянии которое соответствует дальней зоне (зона Фраунгофера).

Уравнение свободного пространства часто выражается по отношению к точке отсчета , находящейся в зоне Фраунгофера, Опорное расстояние обычно выбирается равным 100 м или 1 км для связи на открытой местности.

Одной из важнейших характеристик распространения радиосигнала является его затухание в канале связи. Для свободного пространства затухание (единица измерения дБ) в зоне Фраунгофера определяется из выражения

Удобна другая форма записи затухания в свободном пространстве:

где - коэффициент усиления антенны;

- эффективная площадь поверхности антенны, м2;

- затухание сигнала в свободном пространстве;

, и - уровни мощности передатчика и приемника;

и , - коэффициенты усиления передающей и приемной антенны соответственно, выраженные в децибелах;

d - расстояние между приемником и передатчиком (в километрах);

f - частота сигнала (в МГц).

Параметры такого описания распространения радиосигнала показаны на рисунке 1.2 [3].

Рисунок 1.2 - Параметры распространения радиосигнала

Самое читаемое:

Исследование устойчивости алгоритмов приема к изменению помехи
При реализации процедур обнаружения или различения сигналов результатом обработки должно быть принятие соответствующего решения. Так, в случае обнаружения необходимо принять решение относительно того, присутствует ли в сигнале , поступающем на вход устройства обработки, полезный сигнал или же представляет собой только помеху. При ...