Как найти дальность связи

На дальность радиосвязи влияют следующие факторы:

• Длина волны
• Высота “подвеса” антенн (приемной и передающей)
• Рельеф местности
• Влияние окружающей среды (солнечная активность, сезон, время суток и т.д.)

Длинна волны

​Различают следующие диапазоны волн:

• Длинные волны
• Средние волны
• Короткие волны
• Ультракороткие волны

Длинные волны (далее ДВ) – это электромагнитные волны длиннее 3000 м (частота колебаний менее 100 КГц). Они сравнительно хорошо огибают земную поверхность за счет явления дифракции радиоволн. По мере удлинения волны уменьшаются потери энергии в почве (воде) и улучшаются условия отражения радиоволн от ионосферы, что приводит к увеличения дальности действия радиостанции. При расстоянии менее 100 км до передатчиков ДВ преобладают сигналы, распространяющиеся вдоль земной поверхности, а на больших расстояниях решающую роль играют сигналы, отраженные от ионосферы.

Средние волны (далее СВ) – это электромагнитные волны длиной от 3000 до 200 м, что соответствует частотам 100 – 1500 КГц. Энергия СВ очень сильно поглощается в почве и морской воде (с укорочением длины волны поглощение увеличивается).

Короткие волны (далее КВ) – это электромагнитные волны длиной от 200 до 10 м, что соответствует частоте колебаний от 1.5 МГц (1500 КГц) до 30 МГц. Основной особенностью распространения КВ является их способность отражаться от ионосферы при сравнительно небольших потерях. Отраженная от ионосферы волна, на больших отдалениях от передатчика возвращаются на землю, что и позволяет установить радиосвязь между точками,закрытыми друг от друга выпуклостью земного шара.

Ультракороткие волны (далее УКВ) – это радиоволны короче 10м, что соответствует электромагнитным колебаниям с частотой более 30 МГц. УКВ в обычных условиях не отражаются от ионосферы. Прямые волны, распространяющиеся вблизи поверхности земли, сильно ею поглощаются. Диапазон УКВ принято разбивать на: метровые, дециметровые, сантиметровые и миллиметровые.

Высота подвеса антенны

Зона уверенного приема УКВ определяется расстоянием прямой видимости от передающей антенны до приемной. В связи с тем, что поверхность Земли шарообразна (радиус 6370 км), можно использовать приблизительную формулу для определения максимальной дальности, соответствующей прямой видимости:

Пример:

У нас имеются 2 антенны

1 антенна на 25 метров, 2 антенна на 30 метров

Подставляем эти числа в формулу, вычетам квадратный корень и умножаем на 3.57

И получаем приблизительную максимальную дальность в 26.4 км.

Из данного примера видно, что чем выше подняты антенны, тем дальше прием.

Рассчитать максимальную дальность можно здесь

Рельеф местности

Формула не учитывает рельефа местности и предполагает, что антенны установлены на идеально гладкой поверхности. Кроме того, при распространении радиоволн УКВ диапазона все-таки имеет место и дифракция и рефракция радиоволн. Область, в пределах которой оказывается возможным уверенный прием радиосигнала, можно разбить на 2 зоны: прямой видимости и полутени.

Таким образом, получаем, что на распространение радиосигнал УКВ диапазона влияет в большей степени высота подвеса антенн. Для увеличения дальности распространения УКВ диапазона в области полутени необходимо применять высокоэффективные направленные антенны, высокочувствительное приемопередающее оборудование, кабели с низкими потерями.

Для портативных радиостанций мы ограниченны ростом человека использующего рации (не более 2 метров за редким исключением).

В данных условиях, самыми важными становятся следующие факторы:

• соответствие кратности габаритных размеров устройства к используемой длине волны
• мощность излучения радиостанции
• чувствительность приемника устройства
• хорошая согласованность между выходным трактом рации и антенной

Поэтому очень важно приобретать носимые рации производителей, которые не экономят на научных исследованиях и тестах, а разобраться в этом мы сможем вам помочь.

Компания Радиоцентр за свою более 25-летнюю историю протестировала модели всех известных производителей радиосвязи и сможет помочь вам сделать оптимальный выбор средств радиосвязи под вашу задачу.

На дальность радиосвязи влияют следующие факторы:

• длина волны
• высота “подвеса” антенн (приемной и передающей)
• рельеф местности
• влияние окружающей среды (солнечная активность, сезон, время суток и т.д.)

1. ДЛИНА ВОЛНЫ

​Различают следующие диапазоны волн:

• длинные волны
• средние волны
• короткие волны
• ультракороткие волны

длинные волны (далее ДВ) – это электромагнитные волны длиннее 3000 м (частота колебаний менее 100 КГц). Они сравнительно хорошо огибают земную поверхность за счет явления дифракции радиоволн. По мере удлинения волны уменьшаются потери энергии в почве (воде) и улучшаются условия отражения радиоволн от ионосферы, что приводит к увеличения дальности действия радиостанции. При расстоянии менее 100 км до передатчиков ДВ преобладают сигналы, распространяющиеся вдоль земной поверхности, а на больших расстояниях решающую роль играют сигналы, отраженные от ионосферы.

средние волны (далее СВ) – это электромагнитные волны длиной от 3000 до 200 м, что соответствует частотам 100 – 1500 КГц. Энергия СВ очень сильно поглощается в почве и морской воде (с укорочением длины волны поглощение увеличивается).

короткие волны (далее КВ) – это электромагнитные волны длиной от 200 до 10 м, что соответствует частоте колебаний от 1.5 МГц (1500 КГц) до 30 МГц. Основной особенностью распространения КВ является их способность отражаться от ионосферы при сравнительно небольших потерях. Отраженная от ионосферы волна, на больших отдалениях от передатчика возвращаются на землю, что и позволяет установить радиосвязь между точками,закрытыми друг от друга выпуклостью земного шара.

ультракороткие волны (далее УКВ) – это радиоволны короче 10м, что соответствует электромагнитным колебаниям с частотой более 30 МГц. УКВ в обычных условиях не отражаются от ионосферы. Прямые волны, распространяющиеся вблизи поверхности земли, сильно ею поглощаются. Диапазон УКВ принято разбивать на: метровые, дециметровые, сантиметровые и миллиметровые.

Так как на данном сайте, в большей степени, представлено оборудование УКВ-диапазона, дальнейшие выкладки будут справедливы для этого диапазона радиосвязи.

          2. ВЫСОТА ПОДВЕСА АНТЕННЫ

Зона уверенного приема УКВ определяется расстоянием прямой видимости от передающей антенны до приемной. В связи с тем, что поверхность Земли шарообразна (радиус 6370км), можно использовать приблизительную формулу для определения максимальной дальности, соответствующей прямой видимости:

где:
D – максимальная дальность прямой видимости
h1 и h2 высоты антенн

Калькулятор расчета дальности связи радиовидимости:

Из формулы видно, что чем выше подняты антенны, тем дальше прием.

        3. РЕЛЬЕФ МЕСТНОСТИ

Формула не учитывает рельефа местности и предполагает, что антенны установлены на идеально гладкой поверхности. Кроме того, при распространении радиоволн УКВ диапазона все-таки имеет место и дифракция и рефракция радиоволн. Область, в пределах которой оказывается возможным уверенный прием радиосигнала, можно разбить на 2 зоны: прямой видимости и полутени.

         ВЫВОД

Таким образом, получаем, что на распространение радиосигнал УКВ диапазона влияет в большей степени высота подвеса антенн. Для увеличения дальности распространения УКВ диапазона в области полутени необходимо применять высокоэффективные направленные антенны, высокочувствительное приемопередающее оборудование, кабели с низкими потерями.

Для портативных радиостанций мы ограниченны ростом человека использующего рации (не более 2 метров за редким исключением).

В данных условиях, самыми важными становятся следующие факторы:

• соответствие кратности габаритных размеров устройства к используемой длине волны
• мощность излучения радиостанции
• чувствительность приемника устройства
• хорошая согласованность между выходным трактом рации и антенной

Поэтому очень важно приобретать носимые рации производителей, которые не экономят на научных исследованиях и тестах, а разобраться в этом мы сможем вам помочь.

Компания Радиоцентр за свою более 25-летнюю историю протестировала модели всех известных производителей радиосвязи и сможет помочь вам сделать оптимальный выбор средств радиосвязи под вашу задачу.

Звоните: (812)677-55-57 (многоканальный)

или отправьте заявку: info@radio-center.ru

Прайс лист нашей продукции.

1. Расчет дальности радиосвязи.

Для
решения данной задачи необходимо
воспользоваться похожим алгоритмом
расчета, только по заданным высотам
установки антенн. Находим произведение,
вычисляем уровень напряжения на входе
и по графику на рис. 2. определяем
максимальную дальность связи.

Порядок
расчета дальности радиосвязи канала
РС – > РВ на ЭВМ.

Расчет
производился для радиостанций 1_РС_ПО
и 1_РВ_ПО.

Рисунок
5. Окно расчета дальности радиосвязи.

Рисунок
6. Протокол решения задачи по определению
дальности радиосвязи.

Определение
дальности радиосвязи между 1_РС_ПО и
1_РВ_ПО

Quality
= 95,00%

H1
= 15,00

H2
= 5,00

HH
= 75,00

P1
= 5 W

P2
= 9 W

B
= bL + bHP + bF + bK – bI = 9,00 + 0,00 + 4,00 + 8,00 – -7,20 = 28,20

G
= G1 + G2 = -7,93 + 0,50 = -7,43

U2MIN1
= 6,00

U2MIN2
= 6,00

U1
= U2MIN1 + B + BH + BM1 – G = 6,00 + 28,20 + 0,00 + 3,80 – -7,43 =
45,43

U2
= U2MIN2 + B + BH + BM2 – G = 6,00 + 28,20 + 0,00 + 1,25 – -7,43 =
42,88

R1
= R(HH,U1) = R(75,00, 45,43) = 3,46

R2
= R(HH,U2)
= R(75,00, 42,88) = 4,08

Произведем
расчет для канала радиосвязи 1_РС_ПФ и
1_РН_ПФ.

Радиостанция
ДСПФ – стационарная радиостанция
РС-46МЦ, мощность РРС = 1 Вт. Ненаправленная
антенна АСС-1/2 (,G_рс = 2 дБ), установленная
на высоте 25м, соединена с радиостанцией
кабелем марки РК-50-4-13 длиной L_ф
= 35 м с удельным затуханием α = 0,15
дБ/м.

Носимая
радиостанция Р33П-1 «Гранит», мощностью
РРВ = 2Вт, имеет ненаправленную антенну
РН (Gрв = -2 дБ), установленную на высоте
1,5 м и подключенную кабелем марки
РК-50-4-13 длиной 0,1 метра с удельным
затуханием α = 0,15 дБ/м.

Определим
уровень сигнала u’₂ на
входе приемника носимой радиостанции:

В_м
– поправочный коэффициент, для 2 Вт
передатчика РН В_м = 10lg (12/2) = 7,8 дБ,
РС (1Вт) – В_м = 10lg (12/1) = 10,8 дБ.

Порядок
расчета дальности радиосвязи канала
РС – > РН:

u’₂
= u_{2 min}
+ (α₁ℓ₁ + α₂ℓ₂) +
В_к – В_и + B_м
рс – G_рс –
G_рн=6
+(0,15*35+0,15*0,1)-(-6,5)+10,8-2-(-2)=28,56дБ.

Из
графика зависимости u’₂ = f(r) рис.2
по известным величинам u’₂ = 28,56дБ
и h_рс* h_рн = 37,5м2, находим
дальность уверенной радиосвязи: r = 7,5
км.

Порядок
расчета дальности радиосвязи канала
РН – > РС:

u’₂
= u_{2 min}
+ (α₁ℓ₁ + α₂ℓ₂) +
В_к – В_и + B_м
рс – G_рс –
G_рн=6
+(0,15*35+0,15*0,1)-(-6,5)+7,8-2-(-2)=25,56дБ.

Из
графика зависимости u’₂ = f(r) рис.2
по известным величинам u’₂ = 25,56дБ
и h_рс* h_рн = 37,5м2, находим
дальность уверенной радиосвязи: r = 9,2
км.

Вывод:

Надежная
радиосвязь между стационарной
радиостанцией ДСПФ и носимой радиостанцией
в обоих направлениях будет обеспечена
на расстоянии до 9,2 км, что обеспечивает
запас, так как фактическое расстояние
между радиостанциями r=0,3
км.

1. Расчет координационных расстояний.

Решение
этой задачи позволяет определить
возможные воздействия, мешающие влияния
между радиостанциями.

Возможные
воздействия:

Большое
количество радиосредств, используемых
в настоящее время на железнодорожных
станциях, создает предпосылки к
возникновению между ними взаимных
мешающих влияний. Возможны
следующие виды влияний между радиосредствами
СРС, а также радиосредствами поездной
(ПРС) и ремонтно-оперативной (РОРС)
радиосвязи, работающими в дециметровом
и гектометровом диапазонах волн, а также
радиосредствами каналов передачи данных
систем автоматики и мониторинга:

–
влияние основного излучения передатчиков
на основной канал приема при работе
радиостанций на одинаковых частотах;

–
блокирование между радиостанциями
метрового диапазона волн;

–
интермодуляция второго порядка видов
f1 + f2 = fДМ
и fДМ – f1 =
f2 между радиостанциями
метрового диапазона волн с частотами
f1 и f2 и
дециметрового с частотой fДМ;

–
интермодуляция второго порядка видов
f1 ± fГМ = f2 и f1 – f2 = fГМ между радиостанциями
метрового (f1 и f2) и гектометрового (fГМ)
диапазонов волн;

–
интермодуляция третьего порядка видов
2f1 – f2 = f3 и f1 + f2 – f3 = f4 между радиостанциями
метрового диапазона волн;

–
влияние побочных излучений передатчиков
радиостанций метрового диапазона волн
на каналы приема радиостанций того же
диапазона;

–
влияние второй гармоники передатчиков
радиостанций метрового диапазона волн
на каналы приема дуплексных радиостанций,
работающих в дециметровом диапазоне
волн.

Расчет
уровня сигнала от мешающей радиостанции
на входе приемника:

Проблема
электромагнитной совместимости
радиоэлектронных средств, работающих
на одной станции, решается путем подбора
интермодуляционно-совместимых рабочих
частот, проверки соблюдения необходимого
частотного и пространственного разносов
между антеннами радиостанций и, при
необходимости, их коррекции.

Расчет
минимально необходимых разносов ведется
в предположении, что:

–
радиостанции работают непрерывно; –
вероятность превышения мешающим сигналом
допустимого уровня составляет р = 5 %; –
соотношение сигнал/помеха на выходе
приемника радиостанции, относительно
которой ведется расчет, превышает 6 дБ;
– одновременно могут работать не более
трех радиостанций.

Для
обеспечения нормальной работы радиостанций
необходимо, чтобы на входе приемника
уровень сигнала от мешающей радиостанции
u_2меш
не превышал допустимого для данного
влияния уровня мешающего сигнала u_{2меш
доп}:

u_2меш
≤ u_{2меш доп}

Значение
u_{2меш
доп}
определяется параметрами защищенности
приемника по конкретному виду влияний.
Значение u_2меш
может быть найдено по формуле u’₂
= u₂ +
ΣB – ΣG, приняв u₂
= u_2меш:

u_2меш
= u’₂ – ΣВ
+ ΣG, при этом u’₂
определяется по кривым рис. 2 для заданных
высот установки антенн и расстояния
между ними.

В
случае, когда антенны радиостанций в
горизонтальной плоскости находятся на
небольшом расстоянии друг от друга (до
50 м), уровень мешающего сигнала определяется
уровнем выходного сигнала мешающего
передатчика и затуханием электромагнитного
поля между антеннами.

Уровень
мешающего сигнала на входе приемника
от близкорасположенного передатчика

u_2меш
= 148 – В_м – В_ф – _Ва +
ΣG, где В_а определяется
по графику-зависимости переходного
затухания от расстояния между антеннами.

При
использовании направленных антенн
переходное затухание между ними
определяется как сумма полученного из
графика значения В_а и коэффициентов
усиления антенн с учетом взаимной
ориентации их диаграмм направленности.
Для этого определяются углы
между прямой, соединяющей точки
расположения радиостанций и направлениями
максимума излучения диаграммы
направленности антенн. По найденным
значениям углов из диаграммы направленности
находят соответствующие значения
коэффициентов усиления.

Расчет
координационных расстояний:

Координационным
расстоянием называется минимально
допустимое расстояние между антеннами
радиостанций, работающих на одной
частоте без взаимных мешающих влияний.

Допустимый
уровень мешающего сигнала, частота
которого совпадает с частотой настройки
приемника, для УПП u_{2меш доп} ≤
– 10,46 дБ (U_шп
= 0,3 мкВ; N = 20lg(U_шп/1мкВ)).
При этом уровне исключается срабатывание
шумоподавителя от мешающего сигнала,
а также прослушивание мешающего сигнала
при наличии полезного сигнала, превышающего
u_2min.

Координационное
расстояние между двумя стационарными
радиостанциями находится по рис. 2.1, для
чего сначала определяется величина u’₂
при u_2меш = u_{2меш
доп} = –10,46 дБ:

u’2
= ΣB – ΣG – 10,46.

Для
двух стационарных радиостанций ΣB
= В_м – В_и + В_ф .

При
заданном расстоянии между радиостанциями,
работающими на одной частоте, необходимо
по формуле (3.1) сделать расчет u_2меш
и сравнить его с u_{2меш доп}:

u_2меш
= u’₂
– ΣB + ΣG ≤ 10,46
дБ.

Если
неравенство не выполняется, то необходимо
принять меры по снижению u_2меш:

1. Уменьшить
   высоту установки одной или обеих антенн;

2. Уменьшить
   мощность передатчиков;

3. Уменьшить
   излучение в сторону защищаемой
   радиостанции, используя направленные
   антенны.

Меры
могут быть применены при условии
обеспечения заданной дальности связи
в зоне обслуживания каждой радиостанции.
В случае если эти меры
недопустимы или не позволяют снизить
u_2меш
до допустимого уровня, то необходимо
заменить рабочую частоту одной из
радиостанций.

Расчет
координационного расстояния.

Найдем
минимально допустимое расстояние между
стационарными радиостанциями, работающими
на одной и той же частоте, при котором
они не будут оказывать друг на друга
мешающее влияние.

Произведем
оценку возможности использования в ПО
на станции Бабаево радиостанций,
работающих на одной частоте (1_РС_ПО и
2_РС_ПО) и имеющих аналогичные характеристики,
включая антенно-фидерный тракт. Расстояние
между радиостанциями r<1км.

Радиостанция
ДСПО (1_РС_ПО) – стационарная радиостанция
РС-46МЦ, мощность РРС = 5 Вт. Направленная
антенна АС-2/2 (G_рс = 5 дБ), высота
установки – 15м, соединена с радиостанцией
кабелем марки РК-50-7-11 длиной L_ф
= 25 м с удельным затуханием α = 0,1
дБ/м. Допустимая вероятность превышения
помехой на входе приемника допустимого
уровня – 5 %. Уровень срабатывания
шумоподавителя – u_{2меш доп}
= 0,3 мкВ.

Радиостанция
ПТО (2_РС_ПО) – стационарная радиостанция
РС-46МЦ, мощность РРС = 1 Вт. Направленная
антенна АС-2/2 (G_рс = 5 дБ), высота
установки – 10м, соединена с радиостанцией
кабелем марки РК-50-7-11 длиной L_ф
= 15 м с удельным затуханием α = 0,1
дБ/м. Допустимая вероятность превышения
помехой на входе приемника допустимого
уровня – 5 %. Уровень срабатывания
шумоподавителя – u_{2меш доп} = 0,3
мкВ.

Расчет
координационного расстояния 1_РС_ПО и
2_РС_ПО на ЭВМ.

Рисунок
7. Окно расчета координационного
расстояния.

Рисунок
8. Протокол решения задачи расчета
координационного расстояния.

Расчет
координационного расстояния между
1_РС_ПО и 2_РС_ПО

Distance
= 0,000 km

Quality
= 5,00%

H1
= 15,00 m

H2
= 10,00 m

HH
= 150,00

P1
= 5 Vatt

P2
= 1 Vatt

G
= G1 + G2 = 3,00 + 3,00 = 6,00

BI
= 4,00

BM1
= 3,80

BM2
= 10,79

U1
= BH + BF – BI + BM1 + USH1 – G = 0,00 + 4,00 – 4,00 + 3,80 + -10,46
– 6,00 = -12,66

U2
= BH + BF – BI + BM2 + USH2 – G = 0,00 + 4,00 – 4,00 + 10,79 + -10,46
– 6,00 = -5,67

R1
= r(hh,u1) = r(150,00, -12,66) = 68,23 km

R2
= r(hh,u2) = r(150,00, -5,67) = 49,06 km

Порядок
расчета.

Поскольку
характеристики обеих радиостанций
одинаковы, то одинаковы и расчеты
радиоканалов в обоих направлениях
связи. Расчет выполняется в следующем
порядке:

–
определяется уровень мешающего сигнала
u’₂ от второй радиостанции на входе
первой:

u’₂
= В_м – В_и + В_ф – G_рс1
– G_рс2 + u_{2меш доп}.

u’₂
= 3,81 – 4 + (25*0,15 + 15*0,15) – 5– 5 – 10,46 = – 14,65
дБ

–
по найденному значению u’₂, и
произведению высот антенн h₁* h₂
= 15*10 = 150 м² из графика зависимости
u’₂ = f(r) находим искомое значение
координационного расстояния r = 70 км.

Вывод:

Для
исключения взаимного мешающего влияния
между радиостанцией ДСПО и радиостанцией
ПТО расстояние между ними должно быть
r=70км, что невозможно. В
связи с этим необходимо выполнить
перенастройку РС ПТО на другую частоту.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #