Аналогично по формуле (23) определяем среднеквадратическое отклонение напряженности поля промышленных помех σЕп и галактического шума σЕg в (дБ/мкВ/м) от медианных значений подставляя вместо Fa(дБ) соответствующие значения σ, а затем переводя в (мкВ/м) по формуле (24). Определяем коэффициенты пропорциональности k для промышленной и галактической помехи как отношение среднеквадратических отклонений от медианных значений к медианным значениям:
(25)
Определяем действующее значение напряженности поля промышленной и галактической помех Eпп и Eпg в точке приема по формуле:
(26)
Напряжение помех на входе приемника при эквивалентной антенне определяется по формуле [2]:
(27)
где Ra=300 Ом – волновое сопротивление применяемой антенны;
Rf=200 Ом – волновое сопротивление применяемого фидера;
Ea=Eп×hd – э.д.с, наводимая в эквивалентной антенне,
где Eп – напряженность поля атмосферной помехи в точке приема (формула 26);
– действующая длина эквивалентной антенны,
где λ –длина волны излучения.
Несложно показать, что для реальной антенны напряжение помехи будет определяться по формуле:
(28)
(29)
где Uпm – медианное значение напряжения помех;
σU – среднеквадратическое отклонение напряжения помех от медианного значения.
Вычисляем напряжение промышленных помех и галактического шума на входе приемника Uпп и Uпg подставляя в формулы (27) и (28) соответствующие значения.
Поскольку между величинами Uп и Eп имеется линейная зависимость (формулы (27) и (28)), то из формулы (25) имеем:
(30)
Тогда медианное значение напряжения помехи Uпm можно вычислить по формуле:
(31)
Соответственно, среднеквадратическое отклонение напряжения помехи от медианного значения будет определяться:
(32)
Подставляя в формулы (31) и (32) соответствующие значения, находим медианные значения Uппm и Uпgm, и среднеквадратические отклонения от медианных значений σUп и σUg амплитуды огибающей промышленных помех и галактического шума.
Напряжения огибающих промышленных помех и галактического шума распределены по нормальному закону с медианными значениями Uппm и Uпgm, и среднеквадратическими отклонениями огибающей от медианных значений σUп и σUg.
Находим отношение с/ш на входе приемника, подключенного к антенне симметричный полуволновой вибратор:
(33)
где – функция направленности антенны в вертикальной
плоскости (10),
где φ – угол прихода сигнала, отсчитываемый от поверхности земли (рад).
Находим отношение с/ш на входе приемника, подключенного к антенне симметричный волновой вибратор:
(34)
где – функция направленности антенны в вертикальной плоскости (11),
Расчет напряжения атмосферных помех и отношения сигнал/шум на входе приемника
В рекомендациях МСЭ-R P.372-9 [3] на рис. 15а – 38а изображены карты мира, на которых приведены ожидаемые медианные значения коэффициента фоновых атмосферных радиошумов Fam(дБ) выше kT0b, на частоте 1 МГц для каждого времени года при 4-часовых временных блоках, время местное, где:
k – постоянная Больцмана = 1,38×10
–23
Дж/K;
T0 – эталонная температура (K), принятая равной 290 K;
b – ширина полосы приемной системы на уровне мощности шума (Гц).
На рис. 2 приведен пример такой карты [3].
Рисунок 2. Пример карты
Изменение Fam с частотой для каждого блока сезон-время можно видеть на рис. 15b – 38b [3], а изменение других параметров шума в зависимости от частоты – на рис. 15с – 38с [3]. В качестве эталонной антенны для этих атмосферных помех примем горизонтальный симметричный полуволновой вибратор, размещенный в свободном пространстве. Пример рисунков b и с приведен на рис. 3.
Рисунок 3. Пример рисунков b и с.
Расчет атмосферного шума следует начинать с определения по рис.1 даты и времени сеанса связи и координат точки приема. Далее в рекомендациях МСЭ‑R P.372-9 [3] находим карту мира и графики «b» и «с», соответствующие требуемому сезону и времени суток в точке приема. По координатам точки приема определяем значение Fam(дБ) на частоте 1 МГц. По графику «b» определяем медианное значение Fam(дБ) для выбранной рабочей частоты, а по графику «с» – значение стандартного отклонения σFam(дБ) для выбранной рабочей частоты.