Вы нашли то, что искали?
Главная Разделы

Добавить страницу в закладки ->

5.3.1. Дистанционное уравнение. Теоретические основы цифровой связи

Лекции по Теоретическим основам цифровой связи   

5. Анализ канала связи

5.3. Мощность принятого сигнала и шума

5.3.1. Дистанционное уравнение

Основная задача бюджета канала — доказать, что система связи будет работать согласно плану; т.е. качество сообщений (достоверность передачи) будет удовлетворять заданным требованиям. Бюджет канала отслеживает "потери" и "прибыли" (усиление и ослабление) передаваемого сигнала от начала его формирования в передатчике до полного получения в приемнике. Вычисления показывают, чему равно отношение в приемнике и какой запас прочности существует. Процесс вычисления бюджета канала начинается с дистанционного уравнения, связывающего принятую мощность с расстоянием между передатчиком и приемником. Вывод этого уравнения дан ниже.

В системах радиосвязи несущая распространяется от передатчика посредством передающей антенны. Передающая антенна — это устройство, преобразовывающее электрические сигналы в электромагнитные поля. В приемнике принимающая антенна выполняет обратное преобразование; она превращает электромагнитные поля в электрические сигналы. Вывод уравнения, связывающего приемник и передатчик, обычно начинается с рассмотрения ненаправленного источника радиоизлучения, равномерно передающего в 4π стерадиан. На рис. 5.3 показан идеальный источник, называемый изотропным излучателем (isotropic radiator). Поскольку площадь поверхности сферы радиуса d равна d, плотность мощности p(d) данной сферы с центром в источнике излучения связана с переданной мощностью Рt.

Рис. 5.3. Дистанционное уравнение. Выражение принятой мощности через расстояние

(5.1)

Мощность, извлеченную принимающей антенной, можно записать следующим образом.

(5.2)

Здесь параметр Аerэто сечение захвата (эффективная площадь) принимающей антенны, определяемое следующим образом.

(5.3)

Если рассматриваемая антенна является передающей, ее эффективная площадь обозначается как Аet. Если не указано, выполняет ли антенна принимающую или передающую функцию, эффективная площадь обозначается через Ае.

Эффективная площадь антенны Аe, и ее физическая площадь поверхности Арсвязаны коэффициентом эффективности η.

(5.4)

Это говорит о том, что не вся мощность падающего луча была извлечена; вследствие различных механизмов [3] происходят потери. Номинальное значение η для параболической антенны составляет 0,55, а для рупорной — 0,75.

Определим параметр антенны, который связывает выходную (или входную) мощность с мощностью изотропного излучателя и именуется коэффициентом направленного действия.

(5.5)

При отсутствии любых диссипативных потерь или потерь вследствие несогласованности импедансов коэффициент направленного действия антенны (в направлении максимальной интенсивности излучения) определяется из формулы (5.5). В то же время, если существует некоторая диссипация или несогласованность, коэффициент направленного действия антенны уменьшается на множитель, соответствующий объему потерь [4]. В данной главе мы будем предполагать, что диссипативные потери равны нулю, а импедансы согласованы идеально. Таким образом, формула (5.5) описывает максимальный коэффициент направленного действия антенны; как показано на рис. 5.4, его можно рассматривать как результат концентрации изотропного излучения в некоторой ограниченной области, меньшей 4я стерадиан. Теперь мы можем определить эффективную излученную мощность относительно изотропного излучателя (эффективная изотропно-излучаемая мощность — effective isotropic radiated power, EIRP) как произведение переданной мощности Рt и коэффициента усиления передающей антенны Gt.

EJRP = PtGt, (5.6)

Пример 5.1. Эффективная изотропно-излучаемая мощность

Покажите, что при надлежащем выборе антенн можно получить одинаковое значение EIRP как при использовании передатчика с Рt = 100 Вт, так и при использовании передатчика с Рt = 0,1Вт.

Рис. 5.4. Коэффициент направленного действия антенны — результат концентрации изотропного излучения

Решение

На рис. 5.5, а показан передатчик с Рt = 100 Вт, соединенный с изотропной антенной; значение EIRP = PtGt = 100 х 1 = 100 Вт. На рис. 5.5, б показан передатчик с Рt = 0,1 Вт, соединенный с антенной, имеющей Gt = 1000; EIRP=PtGt = 0,1 x 1000 = 100 Вт. Если измерители напряженности поля расположены так, как показано на рисунке, то измеряемая с их помощью эффективная мощность не будет отличаться.

а)

б)

Рис. 5.5. Два различных способа получения одинакового значения EIRP






Добавить страницу в закладки ->
© Банк лекций Siblec.ru
Электронная техника, радиотехника и связь. Лекции для преподавателей и студентов. Формальные, технические, естественные, общественные и гуманитарные науки.

Новосибирск, Екатеринбург, Москва, Санкт-Петербург, Нижний Новгород, Ростов-на-Дону, Чебоксары.

E-mail: formyneeds@yandex.ru