Характеристика типового оборудования тррсп

———————————————————————————————————————————————————————————————————————

| | | Средняя | Мощность, | |Диаметр | |

|N | Тип | длина | Вт | Тип |апертуры,| КНД,|

|пп | ТРРСП | волны, | и число | антенны |м2 | дБ |

| | | см | передатчиков| | | |

|———|————————————|———————————|——————————————|——————————|—————————|——————|

|1 | Горизонт-М | 30 | 3000х2 | Несим- | | |

| | | | | метричная| 20х20 | 43 |

| | | | | | | |

|2 | ТР-120 | 30 | 5000х2 | параболи-| | |

| | | | | ческая | 30х30 | 47 |

|3 | ДТР-12 | 30 | 10000х2 | антенна | | |

———————————————————————————————————————————————————————————————————————

Таблица 3

Характеристика типового оборудования ссп

———————————————————————————————————————————————————————————————————————

|N |Наименование |Средняя длина волны, см | Мощность передатчика, Вт |

|п/п| | | |

|———|—————————————|————————————————————————|————————————————————————————|

|1 | Градиент | 4,9 | 3000(10000) |

|———|—————————————|————————————————————————|————————————————————————————|

|2 | Гравий | 48,4 | 20 |

|———|—————————————|————————————————————————|————————————————————————————|

|3 | Геликон | 4,9 | 4000 |

|———|—————————————|————————————————————————|————————————————————————————|

|4 | Грунт | 4,9 | 200 |

|———|—————————————|————————————————————————|————————————————————————————|

|5 | Галактика-1 | 2,1 | 1500 |

|———|—————————————|————————————————————————|————————————————————————————|

|6 | Галактика-2 | 2,1 | 240 |

———————————————————————————————————————————————————————————————————————

3.7. Антенны РРСП ПВ, ТРРСП и ССП по принципу действия рассматриваются как излучающие отверстия (апертуры) круглой или квадратной формы. Площадь апертуры существенно превышает квадрат длины волны излучаемого ЭМП.

3.8.Данные, приведенные в таблицах 1... 3, следует рассматривать как дающие самые общие представление об оборудовании. На реальных линиях телекоммуникаций в настоящее время применяется очень много разновидностей радиооборудования как отечественного, так и зарубежного.

4. Методика расчета ппи апертурных антенн

4.1. Плотность потока излучения (ППИ), создаваемая апертурной антенной в расчетной точке (рис.1) определяется по формуле:

П=ПА+ПОбл, Вт/м2, (4.1)

где ПА-апертурная составляющая ППИ (рис.2);

ПОбл - составляющая ППИ, определяемая непосредственно излучением облучателя (рис.3).

Рисунки в базе не приводятся.

4.2. В предположении осевой симметрии ДН облучателя и антенны ППИ не зависит от координаты фи. При этом составляющие ПА и ПОбл записываются в виде:

Р ПA = ------- х D0 x B(2)(R) x F(2)(тета, R), Вт/м2 (4.2)

4пиR(2)

Р

ПОбл = ------- х DОбл x F(2)(тета), Вт/м2 (4.3)

4пиR(2)

где Р - мощность, излучаемая антенной, Вт;

D0 - КНД антенны в направлении максимального излучения в волновой зоне (величина безразмерная);

B(2)(R) - функция, учитывающая изменение КНД по мере перехода расчетной точки из ближней зоны в волновую (величина безразмерная);

F(2)(тета,R)- нормированная ДН антенны по мощности (величина безразмерная);

DОбл - КНД облучателя в направлении его максимального излучения (величина безразмерная);

F(2)Обл(тета) - нормированная ДН облучателя по мощности (величина безразмерная);

тета, R - сферические координаты расчетной точки.

Существенно отметить, что КНД и ДН апертуры являются функциями расстояния R, а эти же параметры облучателя не зависят от R, т.к. расчетная точка по отношению к облучателю всегда находится в волновой зоне.

4.3. Закон распределения амплитуды поля по апертуре усредненной модели антенн принят в виде:

- для круглой апертуры f(r)=альфа+(1-альфа)[1-(2r/d)(2)], (4.4)

- для квадратной апертуры

f(тау)=альфа+(1-альфа)cos(пи тау/а), где альфа=0,316; (4.5)

r - текущее значение координаты на диаметре апертуры;

тау - текущее значение координаты вдоль любой стороны квадрата;

а - сторона квадрата;

d - диаметр апертуры.

4.4. Вне углов сектора перехвата энергии облучателя зеркалом функция FОбл(тета) считается неизменной и равной 0,316. Следовательно в этом случае F(2)Обл(тета)=0,1. Такое усреднение функции FОбл(тета) позволяет отказаться от введения в расчетные формулы коэффициентов, учитывающих влияние вспомогательных конструкций и влияние земли.

С учетом этого формула (4.3) записывается в таком виде:

P

ПОбл=0,1 х ------- х DОбл, Вт/м2. (4.6)

4пиR(2)

4.5. Методика расчета ДН антенны предполагает использование переменных u и х, которые записываются в виде:

u=(пи d sinтета)/ламбда - для круглой апертуры,

u=(пи a sinтета)/ламбда - для квадратной апертуры, (4.7)

x=R/Rгр, (4.8)

где ламбда - длина волны, м;

Rгр=2d(2)/ламбда - для круглой апертуры; (4.9)

Rгр=2а(2)/ламбда - для квадратной апертуры. (4.10)

Переменные u и х принято называть обобщенными координатами. Величину х часто называют относительным расстоянием.

4.6. С учетом введения обобщенных координат u и х формула (4.2) приводится к виду:

P(ламбда)(2) B(2)(x)

ПА=------------ x D0 x -------- x F(2)(u,x), Вт/м2. (4.11)

16пи d(4) x(2)

4.7. Перевод размерности ППИ Вт/м2 в мкВт/см2 осуществляется умножением выражений (4.6) и (4.11) на 100.

4.8. Переход от абсолютных значений размерности ППИ к относительным (децибелам относительно 1мкВт/см2) позволяет записать выражения (4.6) и (4.11) в виде:

Pламбда(2) B(x)

ПА=10lg--------- + 10lgD0 + 20lg---- + 20lgF(u,x) + 3, дБ, (4.12)

d(4) x

Pламбда(2)

ПОбл=10lg--------- + 10lgDОбл + 10, дБ, (4.13)

4пиR(2)

где В(х) - функция, учитывающая изменение КНД в зависимости от относительного расстояния; F(u, х) - нормированная ДН в координатах u, х. Прочие величины, входящие в (4.12) и (4.13) определены выше.

Формула (4.12) справедлива как для круглой апертуры, так и для квадратной. В случае ее применения для квадратной апертуры в знаменателе первого слагаемого параметр d (диаметр) заменяется на а (сторона квадрата).

4.9. Функция 20lg[B(x)/x] в области х<0,2 является осциллирующей. При х>0,2 она изменяется монотонно. В силу специфики задачи оценки ЭМО осциллирующая часть функции заменяется огибающей ее максимумов. На рис.4 приведена эта функция для антенн с круглой и квадратной апертурами. В области х>1 функция 20lg[B(x)/х]=-20lgх.

4.10. Функция F(u, x) сильно осциллирующая. На рис. 5...8 приведены графики гарантированных огибающих этих функций для антенн с круглой и квадратной апертурами для фиксированных значений х. При значениях х>1, что соответствует дальней зоне, необходимо пользоваться огибающими для х=1.

Для удобства практических расчетов гарантированные огибающие табулированы (таблицы 4...7).

4.11. Функция F(u, x) рассчитывалась апертурным методом - численным интегрированием полей элементарных излучателей (элементов Гюйгенса), расположенных по всей апертуре. В случае круглой апертуры учитывалось затенение апертуры облучателем. Учет затенения осуществлялся исключением интегрирования полей элементов Гюйгенса, расположенных в центре апертуры внутри круга с диаметром dT. В методике принято, что коэффициент затенения dT/d=0,1 (dT - диаметр "теневого диска", d - диаметр апертуры).

Таблица 4

Функция F(u, x) - круглая апертура, u=0...100

———————————————————————————————————————————————————————————————————————

|u | Параметр х |

| |———————————————————————————————————————————————————————————————————|

| | 0,005 | 0,01 | 0,02 | 0,03 | 0,04 | 0,1 | 0,15 | 1,0 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|2 | -2,32 | 2,35 | 2,36 | 2,36 | -1,11 | -2,82 | -4,12 | -4,60 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|4 | -3,75 | 2,66 | 2,66 | 2,66 | -1,46 | -5,65 | -9,46 | -16,2 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|6 | -4,25 | 1,42 | 1,43 | 1,43 | -2,0 | -9,16 | -15,1 | -21,9 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|8 | -3,86 | 0,53 | 0,66 | 0,66 | -2,46 | -12,1 | -19,6 | -25,4 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|10 | -3,35 | -0,35 | 0,76 | 0,76 | -3,28 | -15,3 | -22,3 | -27,5 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|12 | -3,67 | -0,91 | 1,36 | 1,36 | -4,50 | -19,1 | -24,7 | -29,4 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|14 | -5,10 | -1,08 | 2,17 | 2,17 | -6,96 | -21,9 | -26,6 | -30,9 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|16 | -5,75 | -0,91 | 2,31 | 0,96 | -10,3 | -24,2 | -28,7 | -32,3 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|18 | -6,00 | -0,12 | 2,16 | -0,78 | -14,1 | -26,0 | -30,1 | -33,5 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|20 | -6,36 | 0,64 | 1,67 | -2,71 | -14,3 | -27,9 | -31,7 | -34,8 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|22 | -5,89 | 1,72 | 0,71 | -4,36 | -16,0 | -29,2 | -32,8 | -35,8 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|24 | -4,32 | 2,28 | 0,10 | -5,93 | -18,3 | -30,0 | -34,2 | -36,9 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|26 | -3,07 | 2,37 | -0,11 | -7,46 | -20,2 | -32,0 | -35,4 | -38,1 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|28 | -2,25 | 2,14 | -0,63 | -10,0 | -22,8 | -33,7 | -36,9 | -39,4 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|30 | -1,78 | 1,71 | -1,18 | -12,2 | -25,0 | -35,4 | -38,4 | -41,0 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|32 | -1,28 | 0,90 | -3,53 | -14,4 | -26,9 | -36,6 | -40,1 | -42,6 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|34 | -1,07 | 0,14 | -5,50 | -16,8 | -29,1 | -37,7 | -41,4 | -43,7 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|36 | -1,21 | 0,22 | -7,48 | -19,4 | -30,0 | -38,6 | -42,6 | -45,8 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|38 | -1,53 | 0 | -9,28 | -20,6 | -31,0 | -39,4 | -43,8 | -46,9 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|40 | -1,67 | 0 | -10,7 | -21,9 | -31,6 | -40,3 | -44,7 | -47,8 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|42 | -1,28 | 0,07 | -12,3 | -22,2 | -32,2 | -40,8 | -45,2 | -48,0 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|44 | -1,07 | 0,30 | -13,8 | -23,1 | -32,4 | -41,1 | -45,0 | -47,7 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|46 | -1,10 | 0,32 | -15,4 | -23,8 | -32,9 | -41,2 | -44,7 | -47,0 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|48 | -1,35 | 0,17 | -16,5 | -24,1 | -33,1 | -41,1 | -44,7 | -46,8 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|50 | -1,46 | 0,05 | -17,4 | -24,4 | -33,2 | -41,2 | -44,5 | -46,9 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|52 | -1,57 | 0,00 | -18,2 | -24,8 | -33,5 | -41,1 | -44,5 | -46,9 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|54 | -2,10 | -0,25 | -19,1 | -25,5 | -33,9 | -41,2 | -44,8 | -47,0 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|56 | -3,35 | -0,70 | -20,0 | -26,2 | -34,3 | -41,6 | -45,3 | -47,4 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|58 | -3,35 | -1,20 | -21,1 | -26,8 | -34,8 | -42,0 | -45,9 | -47,8 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|60 | -3,11 | -1,50 | -22,1 | -27,3 | -35,4 | -42,9 | -46,6 | -48,5 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|62 | -2,78 | -2,02 | -23,2 | -28,1 | -36,3 | -44,0 | -47,7 | -49,5 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|64 | -2,57 | -2,78 | -24,4 | -29,4 | -37,6 | -44,7 | -48,7 | -50,6 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|66 | -2,35 | -3,59 | -25,5 | -30,4 | -39,0 | -45,9 | -49,7 | -51,6 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|68 | -2,46 | -4,50 | -26,6 | -31,1 | -40,1 | -46,9 | -50,4 | -52,6 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|70 | -2,82 | -5,23 | -27,5 | -32,0 | -41,4 | -47,8 | -51,3 | -53,5 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|72 | -3,21 | -6,28 | -28,1 | -32,3 | -41,8 | -48,3 | -52,0 | -54,2 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|74 | -3,46 | -7,37 | -28,7 | -32,8 | -42,0 | -48,7 | -52,2 | -54,6 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|76 | -3,37 | -8,61 | -29,0 | -33,0 | -42,4 | -48,7 | -52,6 | -55,0 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|78 | -3,46 | -9,75 | -29,2 | -33,2 | -41,7 | -48,4 | -52,5 | -55,7 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|80 | -3,72 | -11,0 | -29,5 | -32,9 | -41,2 | -48,1 | -52,5 | -54,7 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|81 | -3,89 | -12,1 | -29,3 | -33,0 | -41,2 | -48,0 | -52,2 | -54,2 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|84 | -3,64 | -12,9 | -29,4 | -33,0 | -41,2 | -48,1 | -52,2 | -53,9 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|86 | -3,60 | -14,4 | -19,6 | -33,1 | -41,3 | -48,2 | -52,0 | -53,9 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|88 | -3,78 | -15,8 | -30,1 | -33,4 | -41,6 | -48,4 | -51,2 | -53,8 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|90 | -4,00 | -16,9 | -30,7 | -33,8 | -42,2 | -48,9 | -52,1 | -54,1 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|92 | -4,14 | -18,1 | -31,2 | -34,3 | -42,6 | -49,3 | -51,4 | -54,4 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|94 | -4,25 | -19,3 | -31,9 | -35,0 | -43,2 | -49,9 | -52,9 | -55,3 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|96 | -4,42 | -20,4 | -32,5 | -35,7 | -43,8 | -52,0 | -53,9 | -55,7 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|98 | -4,89 | -21,6 | -33,2 | -36,4 | -44,4 | -50,6 | -55,0 | -56,8 |

|———|————————|———————|————————|————————|———————|————————|———————|———————|

|100| -4,46 | -22,8 | -33,0 | -37,7 | -45,6 | -51,2 | -56,4 | -58,1 |

———————————————————————————————————————————————————————————————————————

Таблица 5