Анализ зигзагообразной приемной антенны
2.5 Расчет дальности приема на всех каналах
Проведем расчет по методике изложенной в [5]. Исходные данные: Р=1кВт, h1=100м, h2=5м, D1=2, D2=200 и длинны волн, соответствующие каналам с 21 по 29.
Для определения дальности нам необходимо знать максимально допустимое затухание волны при распространении вдоль трассы от передатчика к приемнику. Найдем чувствительность приемного устройства при входном сопротивлении R=75Ом и минимально допустимом напряжении на входе Umin=200мкВ:
Допустимое максимальное затухание:
Для сухой почвы (`=4, =0.001Сим/м) по графикам определяем значения R и для горизонтальной поляризации (зигзагообразная антенна обладает горизонтальной поляризацией, а также телевизионные каналы обладают в основном горизонтальной поляризацией): R=0.99 и =180.
Потери при распространении определяются формулой:
где F - множитель ослабления, который можно найти как
где r2h1h2/r.
Так как зависимость L(r) невозможно аналитически разрешить относительно расстояния r, поэтому для определения дальности воспользуемся графическим методом (пример графика L(r) 29 канала приведен в приложении Б). Для 29 канала дальность получилась r=40,8км. Это значение было получено на основе теории распространения волн над плоской поверхностью земли. Необходимо удостоверится, что эта теория или верна, или неверна в данном случае. Если дальность удовлетворяет неравенству r0.2r0, где r0 - расстояние прямой видимости, то можно считать, что земля плоская. В противном случае необходимо учитывать сферичность поверхности.
Расстояние прямой видимости с учетом рефракции можно рассчитать по формуле
Получаем r0=50км, то есть r>0.2r0, поэтому при расчете большой дальности необходимо учитывать сферичность поверхности земли. Это можно сделать, если в формулу для затухания вместо действительных высот h1 и h2 подставить “приведенные высоты” h1` и h2`. Перейти к ним можно с помощью следующих соотношений:
где r1 и r2 - дальности видимости горизонта в километрах. Эти дальности рассчитываются по формулам:
Подставив все в формулу для затухания, получим зависимость L(r) с учетом сферичности поверхности земли (график для 29 канала приведен в приложении Б).
Определим графически значения дальности для каждого канала и занесем в таблицу 2.3.
Таблица 2.3 - Расчетная дальность для 21 - 29 каналов
Номер канала |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
|
Длина волны,м |
0,632 |
0,622 |
0,611 |
0,602 |
0,592 |
0,583 |
0,575 |
0,565 |
0,556 |
|
Дальность,км |
27,61 |
27,6 |
27,59 |
27,57 |
27,56 |
27,53 |
27,52 |
27,5 |
27,48 |
Таким образом зигзагообразная антенна позволяет получить достаточно хорошую дальность приема при большой широкополосности и сравнительно простом изготовлении.