Баланс мощности в системе, выбор усиления антенн

1. Уровень сигнала, отраженного от поверхности Луны и возвратившегося на Землю, очень мал. Во всяком случае он значительно ниже минимальной чувствительности приемной системы в целом. Единственная возможность скомпенсировать разность между чувствительностью системы и уровнем принятого сигнала заключается в использовании антенн с усилиями G₁ и G₂, отличными от усиления изотропного излучателя. Другими словами, необходимо чтобы $$\begin{equation}G_1+G_2\geqslant\;P_{c\;min}-P_0\end{equation}\tag{4.24}$$ где Р₀ — потери на распространение. В формуле (4.24) все параметры заданы в децибелах.

   Пример. Выходная мощность передатчика P_вых = 630 дБ (+28 дБ). Потери в линии питания составляют 1 дБ. Следовательно, уровень излученной мощности составляет +28 —1 = 27 дБ (500 Вт). Для частоты f = 144 МГц получаем, что мощность сигнала, отраженного от поверхности Луны и возвратившегося на Землю, составляет P_р = 225 дБ (см. графики на рис. 4.32). Чувствительность приемной системы (см. предыдущие расчеты) Р_{с min} = —197,5 дБ. Таким образом, сумма усилений передающей G₁ и приемной G₂ антенн должна удовлетворять неравенству (4.24):

   G₁ + G₂ > Р_{с min} — Р_р = — 197,5 — ( — 225) = 27,5 дБ.

   Следовательно, для рассчитываемой линии радиосвязи можно использовать две антенны, для которых G₁ = G₂ = 15 дБ. Такая линия радиосвязи обеспечит отношение сигнал/шум на выходе приемника, равное —10 дБ.

   Если хотят получить более устойчивую радиосвязь (что достигается при условии N₂ = 0 дБ), то необходимо применить антенны с суммарным усилением G₁ + G₂ = 40 дБ, т. е. использовать приемную и передающую антенны с усилением у каждой 20 дБ.

   На рис. 4.39 приведена номограмма для расчета усиления обеих антенн в зависимости от частоты и параметра N₂ для радиолинии, использующей отражение от Луны.

   

2. Рассмотренный выше метод расчета усиления антенн можно использовать и для других линий радиосвязи, например для линий тропосферного рассеяния. В последнем случае необходимо воспользоваться формулой $$\begin{equation}P_{пр}=P_{пер}-P_з\end{equation}\tag{4.25}$$ где Р_пр — мощность сигнала, принятого приемником, дБ; Р_пер — мощность передатчика, дБ; Р_з — затухание на линии тропосферной радиосвязи, дБ.

Затухание на линии тропосферной радиосвязи зависит от расстояния между станциями-корреспондентами, а также от частоты. На рис. 4.40 приведены графики, позволяющие определить значение Р_Здля трасс различной протяженности и различных частот.

Можно эту же задачу рассматривать иначе, а именно: зная коэффициенты усиления приемной G₂ и передающей G₁ антенн, а также мощность передатчика и чувствительность приемника, определить предельную длину трассы тропосферной радиосвязи. Предполагая, что Р_пер = 20 дБ (100 Вт), Р_{c min} = —170 дБ, F = 2, А = 3 дБ, получаем для различных значений усиления антенн предельные расстояния R для трасс тропосферной линии радиосвязи (табл. 4.2).

ТАБЛИЦА 4.2. Радиус R действия загоризонтной радиосвязи (мощность передатчика 200 В, потери в линии питания 3 дБ, чувствительность приемной системы —170 дБ)

Усиление антенн G, дБ	Допустимое затухание на трассе, дБ	Радиус действия R, км
		Приземная волна	Тропосферное рассеяние
0	—190	83	260
6	—202	97	400
14	—218	120	550
24	—238	140	750