Владимир Иванович Шлома - Моделирование канала коротковолновой радиосвязи

электрического поля шума в точке приема определяется в соответствии с рекомендациями МСЭ-R P.372-9 [3]. Основными видами шума в КВ диапазоне являются промышленные помехи, атмосферные помехи за счет удаленных грозовых разрядов и галактический шум. Тепловые шумы в этом диапазоне вносят незначительный вклад и их можно не учитывать.

По предлагаемой ниже методике рассчитывается отношение сигнал/шум на входе приемника в заданной точке приема для заданного времени года и времени суток. На основе полученного отношения сигнал/шум производится моделирование канала КВ радиосвязи для заданной трассы и заданного времени работы.

Расчет отношения сигнал/шум на входе приемника

Отношение с/ш обычно обозначается , и вычисляется по формуле:

где Рс – мощность сигнала на входе приемника;

Рп – мощность шума (помехи) на входе приемника.

Зная напряженность поля сигнала в точке приема Ес и параметры приемной антенны, по формулам, приведенным в [2], можно определить напряжение сигнала Uс на входе приемника:

(1)

где F(φ) – функция направленности антенны в вертикальной плоскости;

Ra – волновое сопротивление антенны;

Rf – волновое сопротивление фидера;

– действующая длина антенны,

где Fmax – максимальное значение функции направленности.

Соответственно мощность сигнала будет определяться по формуле:

Напряжение помехи рассчитывается по формулам, приведенным в [3] для симметричного полуволнового вибратора в свободном пространстве, то есть, без учета влияния земли. Поскольку в качестве приемной антенны у нас используется симметричный вибратор с характеристиками от полуволнового до волнового и высотой подвеса h=λ/2, диаграмма направленности которого отличается от диаграммы направленности полуволнового вибратора в свободном пространстве, нужно определить коэффициент для пересчета напряжения шума. Для этого сравним диаграммы направленности полуволнового и волнового симметричных вибраторов.

Функция направленности симметричного вибратора, находящегося в свободном пространстве в плоскости, проходящей через ось вибратора записывается в виде [2]:

(2)

где k=2π/λ – волновое число;

– длина плеча вибратора в частях длины волны λ;

α – угол в радианах, отсчитываемый от оси вибратора.

Поскольку для полуволнового симметричного вибратора =λ/4, то для него функция направленности запишется:

(3)

Максимальное значение F(α)λ/2max=1 при α=π/2.

Функцию направленности в плоскости, перпендикулярной оси вибратора можно записать:

(4)

Для волнового симметричного вибратора =λ/2 и функция направленности будет иметь вид: