где Vi, Vz - значения множителя ослабления, вносимые каждым препятствием в предположении отсутствия другого, дБ;

/(di. d 4) = 0,5 [л/\- L arctg l/1 (П-46)

- функция, учитывающая взаимное расположение препятствий на трассе; d - протяженность трассы; d, di - расстояния от корреспондирующих точек до препятствий; dg - расстояние между препятствиями. Формула (П.46) справедлива, если V > - (30 ... 35) дБ, / (di, dz, dg) > 0,65, высота каждого препятствия над впадиной между ними больше значения определяемого формулой (П.43). При невыполнении этих условий лучшие результаты дает метод расчета, основанный на аппроксимации препятствий одним эквивалентным препятствием [27, 29].

Методы расчета множителя ослабления при многократной дифракции метровых и дециметровых волн на реальных препятствиях при аппроксимации их сферами даны в работах [29 - 32].

П.4. ВЛИЯНИЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН В ОБЛАСТИ ПРЯМОЙ ВИДИМОСТИ

Метеорологические условия влияют на распространение радиоволн, вызывая их рефракцию в тропосфере, поглощение (ослабление) атмосферными газами (см. § П.З) и ослабление гидрометеорами (см. § П.З).

Рефракционные явления в диапазоне ниже 100 ГГц не зависят от частоты. Характеризуют рефракционные явления с помощью коэффициента преломления воздуха, определяемого формулой Вейнтрауба и Смита [33]:

/V = 77,6 -Ь 3.73.10- = (р -Ь ili) , (П.47)

где р, Т, е - давление, температура, упругость водяных паров.

Выражение (П.47) справедлию для высот до 60 км и частот ниже 50 ГГц. На высотах более 60 км начинает сказываться влияние ионизации, а на частотах выше 50 ГГц становится заметной дисперсия коэффициента преломления воздуха, обусловленная наличием резонансных

линий поглощения молекул паров воды, кислорода и углекислого газа.

Распределение коэффициента преломления представляет собой сложную функцию пространственных координат и времени, причем наибольшие изменения наблюдаются по вертикали. Условия рефракции в тропосфере в основном зависят от вертикального градиента индекса рефракции dNIdh, который из-за случайных изменений метеорологических условий претерпевает случайные временные изменения. Градиент определяется формулой

dN dh

hi -hi

(П. 48)

0 8 ZU UO h,KM

Рис n,17. Модели атмосферы: / - стандартная атмосфера; 2 -модель эффективного радиуса Земли; 3 - экспоненциальная атмосфера.

где h - высота измерения.

В среднем N {h) убывает по экспоненциальному закону [34], Экспоненциальная модель преломляющей атмосферы (рис П 17) хорошо согласуется со гредним распределением индекса рефракции в пределах первых 3 км

При расчете наземных линий связи обычно используют модель эффективного радиуса Земли. Эта модель при k = (см формулу (П.20)) хорошо согласуется с моделью стандартной атмосферы в интервале высот до 1 км. Однако из-за влияния неоднородности подстилающей поверх ности всегда существует заметная горизонтальная неоднородность распределения метеорологических элементов и, следовательно, горизонтальный градиент N. Чтобы учесть горизонтальную неоднородность распределения определяют эффективный вертикальный градиент диэлектрической проницаемости воздуха .g у земной поверхности [35], определяемый с помощью радиотехнических измерений. При этом истинный радиус Земли заменяют эквивалентным радиусом, зависящим от g:

= + R/2). (П.49)

Известны работьт, посвященные статистическому распределению градиентов индекса рефракции g на сухопутных и морских трассах [36].

При расчете трасс прямой видимости с учетом рефракции нужно помнить следующее. .

Во-первых, определения области прямой видимости, зон тени и полутени становятся условными, так как трасса, открытая при некоторых условиях рефракции, при изменении этих условий может оказаться полуоткрытой или даже закрытой. В формулу (П. 19) подставляется значение /?экв-

Во-вторых, введение R эквивалентно трансформации профиля трассы, т. е. изменению величины просвета,-координаты вершины препятствия (или точки отражения), радиуса аппроксимирующей сферы.

При аппроксимации одиночного реального препятствия сферой учесть рефракцию можно, заменив параметры р и р, определяемые формулами (П.41), следующими [21]:

р()(0)±ДЯИ1)=.(0)-ЬЛр(я), (П.50) р = РеР [р ig)], (П.51)

где Н (0) - значение просвета при отсутствии рефракции, определяемое по профилю трассы;

Ро = 164 пауз f fe (1 - kf/r\ (П.52) Р IP ig)] = Vl~r,Apig) if +;oP(0)+P(gL ; (П.53)

/o = mafi (1 - k)); (П.54)

A o te) = - W (1 - )/4; (П.55)

Ap {g) = AHo (g)IHou (П.56)

остальные обозначения такие же, как в формуле (П.41).

Формулы (П.50) - (П.56) учитывают изменение просвета и радиуса аппроксимирующей сферы при изменении условий рефракции. Пользуясь этими формулами и графиком на рис. П. 16, можно определить зависимость V {g). Зная статистическое распределение значений g, можно найти интегральное распределение V и далее определить уровень помехи в заданный интервал времени.

Примеры расчета сложных трасс с учетом рельефа местности и метеорологических условий, даны в [29, 32].