Флуктуации радиосигнала и многолучевость распространения

Флуктуации - случайные, хаотического порядка, отклонения рассматриваемой величины от ее среднего значения. В радиоканале обычно флуктуируют амплитуда и фаза принимаемого сигна­ла. Причины флуктуаций радиосигнала:

1) определённые изменения во времени свойств среды распространения;

2) многолучевость в процессе распространения.

Многолучёвость бывает дискретной и диффузной. Пример дискретной многолучёвости. Пусть в тропосфере на высоте h сформировался инверсионный слой - область резкого изменения n с высотой, от которого может отразиться радиолуч (рис. 12.5). Тогда в точку приема В, помимо прямого луча 1, попадает и луч 2, отразившийся от инверсионного слоя. Если луч 1 создает в точке В поле , а луч 2 - поле , где Dr - разность хода лучей, то амплитуда напряжённости поля в точке приёма

.

Поскольку область инверсии реально непрерывно меняет свою форму и высоту (за счет вертикальных и горизонтальных потоков воздуха), Dr также будет непрерывно менять­ся. Если разность хода такова, что ® -1,то величина Em ® Em1 - Em2 и может быть близка к нулю, если Em1, Em2 одного порядка величины. При ® 1 результирующее поле Em ® Em1 + Em2, т. е. растет. Пусть AB = 300 км, h = 5 км, l = 4 см, тогда при вертикальном перемещении области отражения со скоростью v = 0,6 м/с время изменения резуль­тирующего поля от максимального до минимального значений Dt = 1 с. Таким образом, будут наблюдаться замирания принимаемого сигнала с частотой f = 1/ Dt = 1 Гц.

Пример диффузной многолучёвости. Пусть случайные неоднородности коэффициента преломления n перемещаются ветром поперек трассы (рис. 12.6). В результате, на пути АВ радиоволны оказываются все новые и новые неоднородности n различной конфигура­ции. Поскольку в тропосфере величина случайных флуктуаций Dn» (1 ¸ 2)10-6, на амплитуду принимаемого сигнала они существенно не влияют, однако может заметно изменяться фаза сигнала

, (12.9)

где r - путь, проходимый волной в неоднородной среде. Здесь мы имеем дело с диффузной многолучевостью, когда поле в точке приема создается множеством вторичных источников на поверхности фронта волны, фазы каждого из которых изменяются согласно (12.9). А так как пересекаемый поток непрерывно меняется по составу неоднородностей, ко­нечный интерференционный сигнал будет непрерывно флуктуировать.

Методы борьбы с замираниями сигнала, обусловленными многолучевостью:

1) пространственный разнос, т. е. одновременный прием на две антенны, разнесённые перпендикулярно трассе на расстояние L = (70 ¸ 100)l,

2) частотный разнос, т. е. одновременный приём на двух частотах, разнесённых на Df. Теория и практика показывают, что Df должна отвечать соотношению (2 ¸ 5)×10-3.

Поиск по сайту: