Дифракция на цилиндре

В большинстве ситуаций препятствия, встречающиеся на местности, не похожи на простой клин и аппроксимация их клином недооценивает потери на дифракцию. Существуют различные способы решения этой задачи. Один из них состоит в том, что вершину препятствия моделируют цилиндром радиуса r , как показано на рис.11.14. Чтобы рассчитать потери, необходимо нарисовать профиль объекта и провести прямые линии из конечных точек линии связи так, чтобы они касались самых высоких частей объекта, которые видны из индивидуальных ракурсов. Далее оценивают параметры D_s, d₁, d₂ и вычисляют

,

где a измеряется в радианах.

Далее вычисляют потери на дифракцию на клине, образованном касательными к препятствию, и дополнительные потери

(11.17)

При вычислении дополнительных потерь применяется коррекция этих потерь на неровность: если объект, например, холм, вершина которого покрыта деревьями, а не гладкая, то дополнительные потери составят примерно только 65% от потерь, вычисленных согласно (11.17). В общем случае более гладкие объекты дают более высокие потери на дифракцию.

Аналогичный способ оценки потерь на дифракцию на препятствии с закругленной вершиной, но со своим методом определения дополнительных потерь представлен в [53].

Еще один вариант оценки потерь на препятствии со скругленной вершиной описан в [52].

Анализируя кривые, приведенные на рис. 11.9, можно установить, что дополнительные потери на дифракцию на препятствиях с фиксированным безразмерным показателем кривизны r по отношению к потерям на клине пропорциональны разности потерь на дифракцию на гладкой сфере и клине. Для каждого значения r коэффициент пропорциональности есть величина постоянная и не зависит от отношения F/F₁. Обозначим его R.

Коэффициент пропорциональности R в [52] назван коэффициентом эквивалентной закругленности. Дифракция на клине соответствует R = 0, а на гладкой сфере R = 1 (земля без препятствий). Для препятствий, имеющих
0 < R < 1, потери на дифракцию L_диф вычисляют, используя выражение

L_диф = L_кл + R ( L_сф – L_кл ) (11.18)

Пусть x = F/F₁. Тогда граничные кривые, определяющие на рис. 11.9 потери на клине и на гладкой сфере, можно аппроксимировать выражениями

L_сф= –38.68x + 21.66 (11.19)

(11.20)

где L_сф и L_кл соответственно потери на дифракцию на гладкой сфере и на клине по отношению к свободному пространству, дБ, а x £ 0.6.

Просвет F определяют исходя из географических данных о возвышениях на трассе распространения и ходе прямого луча, связывающего передающую и приемную антенны. В качестве главного препятствия рассматривают препятствие, для которого просвет на трассе минимален. Радиус первой зоны Френеля в месте расположения препятствия в метрах дает выражение

где c – скорость света, км/с; d₁, d₂ – расстояния от передатчика и приемника до главного препятствия, км; d = d₁ + d₂ – длина трассы, км; f – частота, МГц.

На основе статистического анализа данных о корреляционных связях между отсчетами уровней местности для вычисления R предложена следующая формула

R = 75/(DH + 75),

где DH определяется следующим образом: в окрестности главного препятствия, равной 10 км, вдоль трассы берут отсчеты уровней местности. Для полученных отсчетов по методу наименьших квадратов строят прямую. Далее вычисляют среднеквадратическое отклонение отсчетов относительно построенной прямой. В качестве DH берут значение, равное 90% от среднеквадратического отклонения.