Слайд 1Модели распространения радиоволн, методы предсказания напряжённости поля и потерь распространения,
применяемые МСЭ-R
Александр Васильев и Кевин Хьюз
Международный союз электросвязи
Бюро радиосвязи
Департамент исследовательских
комиссий
Международный союз электросвязи
Центр повышения квалификации для стран Европы и СНГ, Киев, Украина
Слайд 2В каких случаях необходима оценка потерь распространения?
1. При проектировании и
создании систем радиосвязи
требуемый уровень сигнала?
требуемая зона покрытия?
время и период работы
системы?
требуемое качество?
Слайд 3В каких случаях необходима оценка потерь распространения?
2. Совместимость с другими
системами и службами
уровень мешающего сигнала (сигналов)?
зона помех?
период и время наличия
мешающего сигнала?
снижение качества обслуживания?
Возможна ли совместная работа?!
Слайд 4Модели распространения
и частотные диапазоны (1)
Слайд 5Модели распространения
и частотные диапазоны (2)
Слайд 6Основные факторы, при оценке распространения радиоволн
1. Эффекты распространения, обусловленные подстилающей
поверхностью и препятствиями на пути волны
2. Эффекты распространение в тропосфере:
для чистой атмосферы
3. Эффекты распространение в тропосфере: для загрязнённой атмосферы
4. Эффекты распространение в ионосфере
- частотно-зависимы
Слайд 7Изменчивость среды распространения
Климат в тропосфере
Температура, давление, водяные пары
Интенсивность дождя
Покрытие облаками
Изменения
в ионосфере
следовательно:
зависят от места (региона) - климата, времени года, и
в ряде случаев, времени дня/ночи
(например: умеренный, тропический, экваториальный климат; лето, зима)
Слайд 8Исследовательская комиссия 3 (ИК-3) «Распространение радиоволн»
Задачи: Изучение природы распространения радиоволн
в ионизированной и неионизированной среде, влияния осадков, эффекта преломления радиоволн
и характеристики радио шума в целях усовершенствования радио систем.
СТРУКТУРА (рабочие группы):
РГ 3J - Основы распространения радиоволн
РГ 3K - Распространение “пункт-зона”
РГ 3L - Ионосферное распространение
РГ 3M - Распространение “зона -зона” и
«Земля-космос»
Слайд 9ИК 3 – «Распространение радиоволн»
Ключевые вопросы
Создание и уточнение карт
радиометеорологических параметров:
климатических карт (осадков, водяных паров, и т.п.);
карт коэффициентов преломления
радиосигнала для различных территорий;
карт проводимости земной поверхности, и т. д.
Предсказание потерь распространения:
для полезного сигнала и мешающих воздействий;
на трассе Земля-космос;
в локальных радио сетях;
для сигналов служб радиовещания (в том числе цифрового) и подвижной связи.
Слайд 10Публикации ИК 3 (других ИК)
Рекомендации
Справочники
Отчёты
Все публикации ИК подготавливаются на основе
входных документов, направленных участниками данной исследовательской комиссии (Государствами-Членами МСЭ и
организациями/предприятиями членами сектора МСЭ-Р), после обсуждения и одобрения на собрании ИК.
Процедуры обсуждения, одобрения и принятии публикаций разрабатываются и утверждаются Ассамблеей радиосвязи.
Слайд 11ИК 3 – Распространение радиоволн.
Справочники
Кривые распространения радиоволн по поверхности Земли
Ионосфера
и её влияние на распространение радиоволн
Применение данных о распространении радиоволн
для прогноза канала связи Земля-космос
Распространение радиоволн систем
наземной и подвижной связи в ОВЧ
и УВЧ диапазонах частот
По радиометеорологии
...
Слайд 12Рекомендации МСЭ-R
Серия Р рекомендаций
1. Базовые рекомендации:
Основы (например определения)
Радиошум
Эффекты распространения
– влияние почвы, влияние препятствий
Радиометеорология
Ионосферные эффекты
Слайд 132. Методы предсказание напряжённости поля:
Методы предсказание для наземных трасс
Методы предсказания
для трасс Земля-космос
Совместное использование частот, методы предсказания уровней помех и
координация
Рекомендации МСЭ-R
Серия Р рекомендаций
Слайд 14 Примеры рекомендаций МСЭ-R, относящихся к базовым понятиям:
P.526 Распространение радиоволн за счёт
дифракции
P.833 Потери за счёт растительности
P.835 Эталонные стандартные атмосферы
P.676 Ослабление в атмосферных газах
P.453 Индекс рефракции
радиоволн: его формула и данные о рефракции
P.837 Характеристики осадков, используемые для моделирования распространения радиоволн
P.1240 Максимальная применимая частота (MUF) и предсказание линии
Рекомендации МСЭ-R Серии Р
Слайд 15Отражение радиоволн
Рекомендация МСЭ-R P.526
«Распространение радиоволн за счёт дифракции»
Дифракция
(отражение) от гладкой сферической Земли
Дифракция обусловленная препятствиями и неровной поверхностью:
Препятствия
моделируемые клиновидными неоднородностями
Теория Френеля
Единичное гладкое препятствие
Множественные препятствия multiple obstacles
Проводящая клиновидная неоднородность
Слайд 16Преломление радиоволн
Рекомендация МСЭ-R P.453
«Индекс рефракции радиоволн: его формула и
данные о рефракции»
Формулы для расчёта индекса рефракции (искривление траектории волны,
вызванные неоднородным строением тропосферы, главным образом по вертикали) для атмосферы
Вертикальный градиент рефракции
Оценка волноводных эффектов
Цифровая карты с данными для расчёта индекса рефракции для различных времён года (доступны с ИНТЕРНЕТ страницы Исследовательской комиссии 3 по адресу: http://www.itu.int/ITU-R/software/study-groups/rsg3/databanks/troposph/index.html)
Слайд 17Моделирование осадков
Рекомендация МСЭ-R P.837
«Характеристики осадков, используемые для моделирования
распространения радиоволн»
Цифровые карты с указанием значений интенсивности осадков превышаемых в
указанном проценте времени среднего года для всей поверхности Земли
базируются на данных за 15 лет
доступны с ИНТЕРНЕТ страницы Исследовательской комиссии 3 по адресу: http://www.itu.int/ITU-R/software/study-groups/rsg3/databanks/troposph/rec837)
Слайд 18Рекомендации МСЭ-R
Серия Р рекомендаций
Примеры Рекомендаций для предсказания напряжённости поля:
P.533 Предсказание
для ВЧ диапазона
P.1546 Пункт-зона, 30-3000 МГц
P.1238 В помещениях, 900 МГц-100 ГГц
P.530 Наземные службы;
прямая видимость
P.618 Земля-космос (фиксированная спутниковая служба)
P.681 Подвижная спутниковая служба
P.452 Помехи на поверхности Земли, > 0.7 ГГц
Слайд 19Предсказание напряжённости поля в ВЧ диапазоне - Рекомендация МСЭ-R P.533
«Метод
прогнозирования распространения радиоволн на ВЧ»
Входные данные
Координаты пути
частота (2-30 MГц)
параметры системы
месяц
и год
солнечная активность
Результаты
Средне-месячные данные:
максимально применимая частота (MUF)
напряжённость на входе приёмника
мощность на входе приёмника
отношение сигнал/шум
наименьшая применимая частота (LUF)
базовая надёжность линии (BCR)
Слайд 20Программа REC533
Программа REC533 – компьютерная реализация Рек. МСЭ-R Р.533 для
оценки распространения ВЧ ионосферных волн и эксплуатационных характеристик радиолиний в
диапазоне 2-30 МГц
Усиление антенны оценивается в соответствии с Рек. МСЭ-R BS.705
Применима для планирования систем, управления использованием частот и диагностики эксплутационных характеристик
Доступна с ИНТЕРНЕТ страницы ИК 3 по адресу:
Слайд 21Пункт-зона
Рекомендация МСЭ-R P.1546
«Метод прогнозирования на трассах пункт–зона для наземных
служб в диапазоне частот 30-3000 МГц»
Используется для предсказание напряжённости
поля для наземных радиовещательных и подвижных служб:
расстояние 1 – 1 000 км
различные проценты времени 1 - 50 %
земля, море и смешенные пути
предсказание как с использованием базы данных о поверхности так и без оной
зависимость от изменений градиента рефракции для заданного региона
Слайд 22Трассы Земля – космос - Рек. МСЭ-R P.618
«Данные о распространении
радиоволн и
методы прогнозирования, необходимые для проектирования систем связи Земля-космос»
Ослабление
атмосферными газами
Ослабление, деполяризация и рассеяние в гидрометеорах
Пространственное разнесение терминалов
Эффекты рефракции
мерцание
многолучевой приём
изменение угла прихода луча (для негеостационарных спутников)
Частотные диапазоны ~1-55 ГГц
Слайд 23Распространение радиоволн на наземных трассах - Рекомендация МСЭ-R P.452
Основные механизмы
распространения:
дифракция
тропосферное рассеяние
сверхрефракция и волноводное распространение
рассеяние в дожде
Частотные диапазоны 0.7- 30
ГГц
Слайд 24Дифракция и помехи в микроволновом диапазоне
Линия прямой видимости
Дифракция
Слайд 25Сверхрефракция, волноводные эффекты и помехи в микроволновом диапазоне
Линия прямой видимости
с многолучевым приёмом
Волновод
Верхний слой
отражение/рефракция
Слайд 26ИК МСЭ-Р на ИНТЕРНЕТЕ
Детальная информация о структуре ИК, Рабочих и
Целевых группах, изучаемых вопросах, рекомендациях, входных документах и т. п.
публикуется на странице МСЭ-R: http://www.itu.int/ITU-R/study-groups/index.asp
Слайд 27Распространение радиоволн
Заключение
РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН:
Важная часть этапов разработки и планирования систем радиосвязи
полезный
сигнал
совмещение служб
Зависит о местоположения системы (например климата)
Новые системы требуют новых
подходов
частоты
геометрия
69 Рекомендаций МСЭ-R по распространению радиоволн
5 Справочников МСЭ-R по отдельным вопросам распространения радиоволн
