Задача 4

Передавальна і приймальна антени, які призначені для роботи з вертикально-поляризованими хвилями, розташовані понад гладкою земною поверхнею. Їх висоти та . Відомі: потужність випромінювання передавальної антени, максимальні значення коефіцієнтів підсилення обох антен, довжина хвилі , протяжність радіолінії , відносна діелектрична проникність і питома провідність ділянки земної поверхні вздовж траси поширення радіохвилі.

Радіус земної кулі м.

На основі даних табл. 5 та 6 виконати таке:

- визначити максимальні значення радіусів перших шести зон Френеля, суттєвих для поширення радіохвиль;

- розрахувати амплітуду вектора напруженості елек-тричного поля на відстані від передавальної антени;

- визначити потужність , яка виділяється в приймальній антені під дією цього поля, без урахування впливу земної поверхні на поширення радіохвиль;

- розрахувати значення модуля комплексного коефі-цієнта послаблення за напруженістю електричного поля;

- визначити амплітуду напруженості електричного поля в точці прийому з урахуванням впливу особливостей земної поверхні на умови поширення радіохвиль;

- визначити потужність , яка виділяється в приймальній антені під дією цього поля, з урахуванням впливу земної поверхні на умови поширення радіохвиль.

Вихідні дані для варіанта А (високопідняті антени) наведені в табл. 5, а для варіанта Б (низькорозташовані антени) – в табл. 6.

Для варіанта А протяжність радіотраси задається співвід-ношенням: , де – відстань прямої видимості.

Таблиця 5

Вихідні дані		, Вт						, м
0	20		200		0,3		0,2		100		75
1	25		160		0,35		0,19		110		80
2	30		130		0,4		0,18		70		120
3	35		120		0,45		0,17		120		80
4	40		100		0,5		0,16		110		100
5	45		90		0,55		0,15		100		160
6	50		80		0,6		0,14		150		110
7	55		70		0,65		0,13		130		170
8	60		65		0,7		0,12		120		180
9	65		60		0,75		0,1		150		200

Таблиця 6

Вихідні дані	, кВт	D	, км	, м		, См/м
0	20	1,5	45	300	30
1	25	2,0	50	400	20
2	30	2,5	55	500	10
3	35	3,0	60	800	5
4	40	1,5	65	1000	3
5	45	2,0	70	1200	30
6	50	2,5	75	1400	20
7	40	3,0	80	1600	15
8	30	1,5	85	2000	5
9	20	2,0	90	2200	3

Методичні рекомендації до розв’язування задачі

Перші три пункти задачі є загальними для обох варіантів.

Максимальний радіус N-ї зони Френеля визначається за формулою:

Варіант А відноситься до випадку високопіднятих антен, якщо . Для розрахунку напруженості поля в цьому випадку можна використовувати формулу Введенського:

де

а коефіцієнт послаблення

Якщо виявиться, що r > 0,2 , де відстань прямої видимості

то в інтерференційних формулах і в формулі Введенського висоти антен і слід замінити приведеними висотами:

де

і

де

Варіант Б відноситься до випадку низькорозташованих антен, якщо . При цьому розрахунку множника послаблення передує процедура визначення допоміжного чинника , який називається чисельною відстанню.

Для розрахунку напруженості поля використовують формулу Шулейкіна – Ван-дер-Поля:

де коефіцієнт послаблення визначається співвідношенням

а чисельна відстань

Література: [3, с. 46 - 50]; [4, с. 24 - 30].

Усі задачі характеризуються послідовністю, внутрішньою едністю та практичною спрямованістю. Їх розв’язування дає можливість придбати студентам навички в електродинамічних розрахунках. Такі розрахунки виконуються, наприклад, при прогнозуванні зон покриття зв’язку, або при аналізі електромагнітного оточення в умовах щільного розташування радіоелектронних засобів різноманітного призначення.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. ІВАНОВ В.О., ГАБРУСЕНКО Є.І. Змінні електромагнітні поля та хвилі: Тексти лекцій. – К: НАУ, 2000. – 40 с.

2. ІВАНОВ В.О., ГАБРУСЕНКО Є.І. Лінії передачі та резонансні системи в діапазоні НВЧ: Тексти лекцій. – К.: КМУЦА, 1999. – 48 с.

3. ІВАНОВ В.О., ГАБРУСЕНКО Є.І. Технічна електродинаміка. Антени та поширення радіохвиль: Конспект лекцій. – К.: НАУ, 2006. – 72 с.

4. ІВАНОВ В.О., ГАБРУСЕНКО Є.І. Поширення радіохвиль: Тексти лекцій. – К.: НАУ, 2002. – 64 с.

5. ІЛЬНИЦЬКИЙ Л.Я., САВЧЕНКО О.Я., СІБРУК Л.В. Антени та пристрої надвисоких частот. – К.: Укртелеком, 2003. – 494 с.

6. ПИМЕНОВ Ю.В., ВОЛЬМАН В.И., МУРАВЦОВ А.Д. Техническая электродинамика. - М.: Радио и связь, 2000.- 536 с.

Навчально-методичне видання