基于頻率選擇和高仰角天線的通信盲區(qū)解決方案
1.3 通信盲區(qū)
由于天波不能到達(dá)跳距以內(nèi)的區(qū)域,地波則隨距離的增加場強(qiáng)會急劇衰減,因此,在跳距以內(nèi)存在著地面波和天波均不能到達(dá)的區(qū)域,這個區(qū)域成為盲區(qū)。
一般來說,地波的傳播距離可達(dá)20~30 km,而天波經(jīng)電離層反射的第一跳落地跳距約為80~100 km,可見20~100 km之間通常是短波通信的盲區(qū)。假設(shè)發(fā)射天線是無方向性的,則盲區(qū)就是圍繞發(fā)射機(jī)的某一環(huán)形區(qū)域,如圖2中灰色區(qū)域所示。盲區(qū)內(nèi)的通信大多較困難。本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/155408.htm
2 改善盲區(qū)的途徑及其可行性分析
通過分析盲區(qū)產(chǎn)生的機(jī)理,文中從兩種途徑討論了有效克服盲區(qū)的方法,并從工程應(yīng)用方面分析了技術(shù)實現(xiàn)的可行性:一是加大電臺發(fā)射功率及選擇較低頻率以延長地波傳播距離r1;二是選用高仰角天線,縮短天波第一跳落地的距離r2。所謂仰角是指天線輻射波瓣與地面之間的夾角。仰角越高,電波第一跳落地的距離越短,盲區(qū)越少,當(dāng)仰角接近90°時,盲區(qū)則基本不存在。
2.1 發(fā)射功率對短波通信盲區(qū)的影響
為保證接收點處電臺的接收功率能達(dá)到信號識別所需的功率值,隨著地波傳播距離r1的不斷延長,電臺的發(fā)射功率逐步加大,可以通過以下步驟計算要有效克服盲區(qū)所需的發(fā)射功率,從而分析其可行性,具體如表1所示。
設(shè)接收功率為PR,則
式中,PT為發(fā)射功率;GT為發(fā)射天線增益系數(shù);GR為接收天線增益系數(shù);r為通信距離;W為地面衰減因子。
W主要反映電波在傳播過程中的能量損耗,其表達(dá)式為
其中,ρ是一個無量綱的參數(shù);ε是地面的相對介電常數(shù);σ為地面電導(dǎo)率。
將式(2)代入式(1)得
由式(3)可以看出,地波傳播時接收功率PR與傳播距離r的4次方成反比,即在接收功率pR一定的條件下,發(fā)射功率PT與傳播距離r的4次方成正比,隨著傳播距離r的增大,發(fā)射功率PT會大大增加。
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