***** Google.Поиск по сайту:


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




***** Яндекс.Поиск по сайту:



© Банк лекций Siblec.ru
Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.