Моделирование распространения радиоволн, основано на предсказании среднего уровня принимаемого сигнала, на заданном расстоянии от излучателя, а также в определении разброса его значений в зависимости от конкретной ситуации на трассе. Расчет радиолинии позволяет определить зону обслуживания передатчика. Моделирование среднего уровня сигнала в зависимости от расстояния между передатчиком и приемником называется крупномасштабным моделированием, поскольку позволяет определить сигнал на большом удалении (несколько сотен и тысяч метров). С другой стороны, иные модели характеризуют быстроменяющиеся значения уровня принимаемого сигнала на малых смещениях (несколько длин волн) или за короткое время (секунды) - они называются мелкомасштабными моделями [4].
Модель распространения радиосигнала в свободном пространстве
Модель распространения волн в свободном пространстве используется для расчета принятого сигнала в условиях, когда передающая и приемная антенны находятся на открытой незатененной препятствиями радиолинии. Эта модель применяется для анализа радиоканалов связи через спутники и для наземных радиолиний, работающих в диапазоне сверхвысоких частот(3….30 ГГц).[3, 17, 32]
При распространении радиосигнала в свободном пространстве мощность на выходе приемной антенны удобно выразить как функцию от расстояния до передающей антенны : ,
Здесь и - коэффициенты усиления передающей и приемной антенны.
При использовании этого уравнения предполагается, что приемная антенна находится от передающей на расстоянии которое соответствует дальней зоне (зона Фраунгофера).
Уравнение свободного пространства часто выражается по отношению к точке отсчета , находящейся в зоне Фраунгофера, Опорное расстояние обычно выбирается равным 100 м или 1 км для связи на открытой местности.
Одной из важнейших характеристик распространения радиосигнала является его затухание в канале связи. Для свободного пространства затухание (единица измерения дБ) в зоне Фраунгофера определяется из выражения
Удобна другая форма записи затухания в свободном пространстве:
где - коэффициент усиления антенны;
- эффективная площадь поверхности антенны, м2;
- затухание сигнала в свободном пространстве;
, и - уровни мощности передатчика и приемника;
и , - коэффициенты усиления передающей и приемной антенны соответственно, выраженные в децибелах;
d - расстояние между приемником и передатчиком (в километрах);
f - частота сигнала (в МГц).
Параметры такого описания распространения радиосигнала показаны на рисунке 1.2 [3].
Рисунок 1.2 - Параметры распространения радиосигнала
Самое читаемое:
Исследование зон затенения сигналов систем сотовой связи в районах г. Йошкар-Олы
С
начала 70-х годов внимание исследователей и инженеров во многих странах было
обращено к проблеме распространения ультракоротких волн (УКВ) в городах. Это
связано с интенсивным развитием систем радиосвязи различного назначения - от
телевидения до систем связи с подвижными объектами и радиотелефонии, играющих в
жизни городов ...