Лекции по Теоретическим основам цифровой связи   

5. Анализ канала связи

5.3.2. Мощность принятого сигнала как функция частоты

Поскольку и передающую, и принимающую антенны можно выразить через усиление или площадь, Рr можно выразить четырьмя различными способами.

                                              (5.12)

                                              (5.13)

                                              (5.14)

                                              (5.15)

В этих выражениях Аer и Аet эффективные площади принимающей и передающей антенн.

В уравнениях (5.12)-(5.15) зависимая переменная — это мощность принятого сигнала Рr, а независимые переменные — это такие параметры, как переданная мощность, коэф­фициент усиления антенны, площадь антенны, длина волны и расстояние между антенна­ми. Допустим, возник вопрос: как меняется принятая мощность при увеличении длины волны (или уменьшении частоты), при фиксированных остальных параметрах? Если рас­сматривать уравнения (5.12) и (5.14), то кажется, что Рr  и длина волны вообще не связаны. Из уравнения (5.13) величина Рr вроде бы обратно пропорциональна квадрату длины вол­ны, а из уравнения (5.15) она прямо пропорциональна квадрату длины волны. Нет ли здесь противоречия? Разумеется, нет; кажущаяся противоречивость уравнений (5.12)-(5.15) исчезает, если вернуться к формуле (5.8) и вспомнить, что коэффициент усиления антен­ны и ее площадь связаны через длину волны. Когда следует употреблять каждое из урав­нений (5.12Н5.15) для определения зависимости Рr от длины волны? Представим уже сконструированную систему, т.е. антенны уже построены (зафиксированы Аet  и Аer). В этом случае подходящим выбором для вычисления Рr является уравнение (5.13), сформулиро­ванное для антенн фиксированного размера. Из этого уравнения видим, что принятая мощность увеличивается при уменьшении длины волны.

Рассмотрим уравнение (5.12), где независимыми переменными являются Gt и Aer. Итак, желательно, чтобы Gt и Аer были фиксированными при вычислении зависимо­сти Рr  от длины волны. Как изменится усиление при передаче на фиксированное рас­стояние, если уменьшить независимую переменную λ? Gt увеличится (см. уравне­ние (5.8)). Но мы не хотим увеличения Gtоно нужно нам фиксированным. Други­ми словами, чтобы обеспечить неизменность Gt, нам необходимо уменьшать размер передающей антенны при уменьшении длины волны. Рассуждая подобным образом, приходим к выводу, что уравнение (5.12) удобно использовать при фиксированном уси­лении передающей антенны (или растворе антенны) и при переменном параметре Аet. Подобным образом уравнение (5.14) используется при фиксированных Аet и Gr a уравнение (5.15) — при фиксированных коэффициентах усиления передающей и при­нимающей антенн (или растворах антенн).

На рис. 5.6 показано спутниковое приложение, где для обзора земной поверхности требуется луч со спутниковой антенны (раствор антенны равен порядка 17°). По­скольку коэффициент усиления спутниковой антенны Gt должен быть фиксирован­ным, результирующая мощность Рr (см. уравнение (5.12)) не зависит от длины волны. Если передача ведется на определенной частоте , то изменение ее на f2, где , приведет к уменьшению обзора (поскольку при данной антенне увеличится Gt); таким образом, для поддержания требуемого обзора или раствора антенны размер этой антенны должен быть уменьшен. Итак, при увеличении несущей частоты антен­ны обзор земной поверхности уменьшается.

Рис. 5.6. Принятая мощность как функция частоты



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