Распространение радио

Часть серии по
Антенны
Общие типы Диполь Фрактал Петля Монополь Спутниковая тарелка Телевидение Хлыст
Составные части Балун Блокировать повышающий преобразователь Коаксиальный кабель Противовес (наземная система) Подача Линия подачи Малошумящий блочный понижающий преобразователь Пассивный радиатор Приемник Ротатор Заглушка Передатчик Тюнер Твин-свинец
Системы Антенная ферма Любительское радио Сотовая сеть Точка доступа Муниципальная беспроводная сеть Радио Радиомачты и вышки Вай фай Беспроводной
Безопасность и регулирование Излучение мобильных телефонов и здоровье Беспроводные электронные устройства и здоровье Международный союз электросвязи ( Регламент радиосвязи ) Всемирная конференция радиосвязи
Источники излучения / регионы Осмотр Фокальное облако Плоскость земли Главный лепесток Ближнее и дальнее поле Боковой лепесток Вертикальная плоскость
Характеристики Усиление массива Направленность Эффективность Электрическая длина Эквивалентный радиус Фактор Уравнение передачи Фрииса Прирост Высота Диаграмма излучения Радиационная стойкость Распространение радио Радиоспектр Соотношение сигнал шум Побочное излучение
Методы Управление лучом Наклон луча Формирование луча Маленькая ячейка Многослойное пространство-время Bell Laboratories (BLAST) Массивный множественный вход и множественный выход (MIMO) Реконфигурация Расширенный спектр Широкополосный множественный доступ с пространственным разделением каналов (WSDMA)
v т е

Распространение радиоволн - это поведение радиоволн при их перемещении или распространении из одной точки в другую или в различные части атмосферы . ^{[1] ( стр. 26‑1 )} Как форма электромагнитного излучения , подобно световым волнам, радиоволны подвержены влиянию явлений отражения , преломления , дифракции , поглощения , поляризации и рассеяния . ^[2]Понимание влияния различных условий на распространение радиоволн имеет множество практических приложений, от выбора частот для международных коротковолновых радиовещательных компаний до проектирования надежных мобильных телефонных систем, радионавигации и эксплуатации радарных систем.

В практических системах радиопередачи используется несколько различных типов распространения. Распространение в пределах прямой видимости означает радиоволны, которые проходят по прямой линии от передающей антенны к приемной антенне. Прямая видимость используется для радиопередачи на средние расстояния, например сотовых телефонов , беспроводных телефонов , раций , беспроводных сетей , FM-радио , телевещания , радаров и спутниковой связи (например, спутникового телевидения).). Передача в пределах прямой видимости на поверхности Земли ограничена расстоянием до видимого горизонта, которое зависит от высоты передающей и приемной антенн. Это единственный возможный метод распространения радиоволн на сверхвысоких частотах. ^[а]

При более низких частотах в СЧ , НЧ и ОНЧ диапазонах, дифракция позволяет радиоволны наклониться холмы и другие препятствия, и поездки за горизонт, по контуру Земли. Это называется поверхностными волнами или распространением земных волн . Радиовещательные станции AM используют земные волны для покрытия своих зон прослушивания. По мере того, как частота становится ниже, затухание с расстоянием уменьшается, поэтому очень низкая частота (VLF) и чрезвычайно низкая частота(ELF) земные волны могут использоваться для связи по всему миру. Волны СНЧ и СНЧ могут проникать на значительные расстояния через воду и землю, и эти частоты используются для минной связи и военной связи с подводными подводными лодками .

На средних и коротковолновых частотах (диапазоны MF и HF ) радиоволны могут преломляться от ионосферы . ^[b] Это означает, что средние и короткие радиоволны, передаваемые под углом в небо, могут преломляться обратно на Землю на больших расстояниях за горизонтом - даже на трансконтинентальных расстояниях. Это называется распространением небесной волны . Радиолюбители используют его для связи с операторами в далеких странах, а радиовещательные станции на коротких волнах - для международной передачи. ^[c]

Кроме того, существует несколько менее распространенных механизмов распространения радиоволн, таких как тропосферное рассеяние ( тропосферное рассеяние ), тропосферные каналы (каналы) и ионосферная волна с почти вертикальным падением ( NVIS ), которые используются в специализированных системах связи.

Частотная зависимость [ править ]

Радиоволны на разных частотах распространяются через атмосферу с помощью разных механизмов или способов: ^[3]

Распространение свободного пространства [ править ]

В свободном пространстве все электромагнитные волны (радио, свет, рентгеновские лучи и т. Д.) Подчиняются закону обратных квадратов, который гласит, что плотность мощности электромагнитной волны пропорциональна обратному квадрату расстояния от точечного источника. ^{[1] ( стр. 26-19 )} или:${\ Displaystyle \ rho \,}$${\ Displaystyle г \,}$

${\ displaystyle \ rho \ propto {\ frac {1} {r ^ {2}}} ~.}$

На типичных расстояниях связи от передатчика передающая антенна обычно может быть аппроксимирована точечным источником. Удвоение расстояния приемника от передатчика означает, что плотность мощности излучаемой волны в этом новом месте уменьшается до одной четверти от ее предыдущего значения.

Плотность мощности на единицу поверхности пропорциональна произведению напряженности электрического и магнитного полей. Таким образом, удвоение расстояния пути распространения от передатчика уменьшает каждую из этих принимаемых значений напряженности поля на пути в свободном пространстве наполовину.

Радиоволны в вакууме распространяются со скоростью света . Атмосфера Земли достаточно тонкая, чтобы радиоволны в атмосфере распространялись со скоростью, близкой к скорости света, но изменения плотности и температуры могут вызывать небольшое преломление (изгиб) волн на расстоянии.

Прямые режимы (прямая видимость) [ править ]

Прямая видимость относится к радиоволнам, которые распространяются прямо по линии от передающей антенны к приемной антенне. Это не обязательно требует наличия свободного пути для обзора; на более низких частотах радиоволны могут проходить через здания, листву и другие препятствия. Это наиболее распространенный режим распространения в диапазоне ОВЧ и выше и единственно возможный режим в диапазоне СВЧ и выше. На поверхности Земли луч прямой видимости ограничен визуальным горизонтом примерно до 40 миль (64 км). Этот метод используется в сотовых телефонах , ^[d] беспроводных телефонах , рациях , беспроводных сетях , точка-точкамикроволновые радиорелейные линии связи, FM и телевизионное вещание и радары . Спутниковая связь использует более длинные пути прямой видимости; например, домашние спутниковые антенны принимают сигналы от спутников связи на высоте 22 000 миль (35 000 км) над Землей, а наземные станции могут связываться с космическими кораблями, находящимися в миллиардах миль от Земли.

Эффекты отражения от земли являются важным фактором при распространении в пределах прямой видимости в диапазоне ОВЧ. Интерференции между прямой линией лучом видимости и заземляющим отраженным лучом часто приводит к эффективной обратной четвертой мощности ( ¹ / _{расстояния ⁴} ) закона для наземного плоскости ограниченного излучения. ^{[ необходима цитата ]}

Поверхностные режимы (земная волна) [ править ]

Более низкие частоты (от 30 до 3000 кГц) вертикально поляризованные радиоволны могут распространяться как поверхностные волны, следуя контуру Земли; это называется распространением земной волны .

В этом режиме радиоволна распространяется, взаимодействуя с проводящей поверхностью Земли. Волна «цепляется» за поверхность и, таким образом, повторяет кривизну Земли, поэтому земные волны могут распространяться над горами и за горизонт. Земные волны распространяются с вертикальной поляризацией, поэтому требуются вертикальные антенны ( монополи ). Поскольку земля не является идеальным проводником электричества, земные волны ослабляются, когда они следуют за поверхностью Земли. Затухание пропорционально частоте, поэтому земные волны являются основным способом распространения на более низких частотах в диапазонах СЧ , НЧ и ОНЧ . Земные волны используются в радиовещании.станций в диапазонах MF и LF, а также для сигналов времени и радионавигационных систем.

На еще более низких частотах, в диапазонах ОНЧ и КНЧ , волноводный механизм Земля-ионосфера обеспечивает передачу на еще больший диапазон. Эти частоты используются для безопасной военной связи . Они также могут проникать на значительную глубину в морскую воду и поэтому используются для односторонней военной связи с подводными лодками.

Ранняя дальняя радиосвязь ( беспроводная телеграфия ) до середины 1920-х годов использовала низкие частоты в длинноволновых диапазонах и полагалась исключительно на распространение земных волн. Частоты выше 3 МГц были признаны бесполезными и отдавались любителям ( радиолюбителям ). Открытие около 1920 года ионосферного отражения или механизма небесных волн сделало частоты средних и коротких волн полезными для связи на большие расстояния, и они были распределены между коммерческими и военными пользователями. ^[4]

Режимы без прямой видимости [ править ]

Ионосферные режимы (небесная волна) [ править ]

Распространение небесных волн, также называемое пропуском , - это любой из режимов, которые зависят от отражения и преломления радиоволн от ионосферы . Ионосфера - это область атмосферы на расстоянии от 60 до 500 км (от 37 до 311 миль), которая содержит слои заряженных частиц ( ионов ), которые могут преломлять радиоволны обратно к Земле. Радиоволна, направленная под углом в небо, может отражаться этими слоями обратно на Землю за горизонт, обеспечивая передачу радиосигнала на большие расстояния. Слой F2является наиболее важным ионосферным слоем для многопролетного ВЧ-распространения на большие расстояния, хотя слои F1, E и D также играют важную роль. D-слой, когда он присутствует в периоды солнечного света, вызывает значительную потерю сигнала, как и E-слой, максимальная используемая частота которого может подниматься до 4 МГц и выше и, таким образом, блокировать более высокочастотные сигналы от достижения слоя F2. Слои, или, точнее, «регионы», находятся под прямым воздействием солнца в суточном дневном цикле , сезонном цикле и 11-летнем цикле солнечных пятен и определяют полезность этих режимов. Во время солнечных максимумов или пиков и пиков солнечных пятен весь КВ-диапазон до 30 МГц может использоваться обычно круглосуточно, и часто наблюдается распространение F2 до 50 МГц в зависимости отсуточные значения солнечного потока . Во время солнечных минимумов или минимальных солнечных пятен, обратных отсчету до нуля, распространение частот выше 15 МГц, как правило, недоступно.

Хотя обычно утверждается, что двустороннее ВЧ-распространение по заданному пути является обратным, то есть, если сигнал из местоположения A достигает местоположения B с хорошей силой, сигнал из местоположения B будет аналогичным на станции A, потому что тот же путь проходит в обоих направлениях. Однако ионосфера слишком сложна и постоянно меняется, чтобы поддерживать теорему взаимности. Путь никогда не бывает одинаковым в обоих направлениях. ^[5] Короче говоря, условия в двух конечных точках трассы обычно вызывают разные поляризационные сдвиги, следовательно, несходные расщепления на обычные лучи и необычные лучи ( лучи Педерсена), которые имеют разные характеристики распространения из-за различий в плотности ионизации, смещении зенитных углов, влиянии контуров магнитного диполя Земли, диаграмм направленности антенны, состояния земли и других переменных.

Прогнозирование режимов ионосферных волн представляет значительный интерес для радиолюбителей и операторов коммерческой морской и авиационной связи, а также для коротковолновых радиовещателей. Распространение в реальном времени можно оценить путем прослушивания передач от определенных передатчиков радиомаяка .

Рассеяние метеоров [ править ]

Рассеяние метеоров основано на отражении радиоволн от сильно ионизированных столбов воздуха, создаваемых метеорами . Несмотря на то, что этот режим имеет очень короткую продолжительность, часто от доли секунды до пары секунд на событие, цифровая связь с метеорными пакетами позволяет удаленным станциям связываться со станцией, которая может находиться на расстоянии от сотен миль до более 1000 миль (1600 км). , без затрат на спутниковую связь. Этот режим наиболее полезен на частотах УКВ от 30 до 250 МГц.

Авроральное обратное рассеяние [ править ]

Интенсивные столбы авроральной ионизации на высотах 100 км в пределах аврорального овала обратного рассеяния радиоволн, в том числе на КВ и УКВ. Обратное рассеяние чувствительно к углу - падающий луч в зависимости от силовой линии магнитного поля колонны должен быть очень близок к прямому углу. Случайные движения электронов по спирали вокруг силовых линий создают доплеровское расширение, которое расширяет спектр излучения до более или менее шумоподобного - в зависимости от того, как используется высокая радиочастота. Радио-полярные сияния наблюдаются в основном в высоких широтах и ​​редко доходят до средних широт. Возникновение радио-полярных сияний зависит от солнечной активности ( вспышки , корональные дыры , CMEs).), и с каждым годом количество событий увеличивается во время максимумов солнечного цикла. Радио-полярное сияние включает в себя так называемое дневное радио-полярное сияние, которое производит более сильные, но более искаженные сигналы, а после харанг-минимумов ночное радио-полярное сияние (суб-штормовая фаза) возвращается с переменной силой сигнала и меньшим доплеровским разбросом. Дальность распространения этой моды преимущественно обратного рассеяния простирается примерно до 2000 км в плоскости восток-запад, но наиболее сильные сигналы чаще всего наблюдаются с севера в соседних точках на тех же широтах.

Изредка за сильным радиоактивным сиянием следует полярное сияние-E, которое в чем-то напоминает оба типа распространения.

Спорадическое распространение E [ править ]

Спорадическое распространение E (Es) происходит в диапазонах HF и VHF. ^[6] Его не следует путать с обычным распространением в ВЧ-слое E. Спорадический E в средних широтах встречается в основном в летний сезон, с мая по август в северном полушарии и с ноября по февраль в южном полушарии. У этого загадочного режима распространения нет единой причины. Отражение происходит в тонком слое ионизации высотой около 90 км. Пятна ионизации дрейфуют на запад со скоростью несколько сотен километров в час. В течение сезона отмечается слабая периодичность, и обычно Es наблюдается от 1 до 3 дней подряд и отсутствует в течение нескольких дней, чтобы повториться снова. Эс не случаются в утренние часы; события обычно начинаются на рассвете, и есть пик днем ​​и второй пик вечером.^[7] Распространение Es обычно прекращается к полуночи по местному времени.

Наблюдение радиомаяков, работающих в диапазоне 28,2 МГц, 50 МГц и 70 МГц, указывает на то, что максимальная наблюдаемая частота (MOF) для Es обычно скрывается около 30 МГц в большинстве дней в течение летнего сезона, но иногда MOF может достигать 100 МГц. МГц или даже больше за десять минут, чтобы медленно снизиться в течение следующих нескольких часов. Пик-фаза включает колебания MOF с периодичностью примерно 5 ... 10 минут. Дальность распространения для односкачковой передачи Es обычно составляет от 1000 до 2000 км, но при многоскачковой передаче наблюдается двойной диапазон. Сигналы очень сильные, но также с медленными глубокими затуханиями.

Тропосферные режимы [ править ]

Радиоволны в диапазонах VHF и UHF могут несколько выходить за пределы видимого горизонта из-за рефракции в тропосфере , нижнем слое атмосферы ниже 20 км. ^{[8] [3]} Это связано с изменением показателя преломления воздуха в зависимости от температуры и давления. Тропосферная задержка является источником ошибок в методах радиолокации, таких как Глобальная система определения местоположения (GPS). ^[9] Кроме того, необычные условия могут иногда допускать распространение на большие расстояния:

Тропосферные воздуховоды [ править ]

Внезапные изменения вертикального содержания влаги в атмосфере и температурных профилей могут в случайных случаях привести к тому, что УВЧ , УКВ и микроволновые сигналы распространятся на сотни километров примерно до 2000 километров (1200 миль) - а в канальном режиме даже дальше - за пределы обычного радиогоризонта. Инверсионный слойв основном наблюдается в регионах с высоким давлением, но есть несколько тропосферных погодных условий, которые создают эти случайно возникающие режимы распространения. Высота инверсионного слоя для воздуховодов обычно составляет от 100 до 1000 метров (330 и 3280 футов), а для воздуховодов - от 500 до 3000 метров (от 1600 до 9800 футов), а продолжительность событий обычно составляет от нескольких часов до нескольких дней. Более высокие частоты испытывают наиболее резкое увеличение силы сигнала, в то время как на низких частотах VHF и HF эффект незначителен. Затухание на трассе распространения может быть ниже потерь в свободном пространстве. Некоторые из более мелких типов инверсии, связанные с теплой почвой и более прохладной влажностью воздуха, происходят регулярно в определенное время года и время суток. Типичным примером может быть конец лета,ранние утренние тропосферные улучшения, которые приносят сигналы с расстояний до нескольких сотен километров в течение пары часов, пока не будут отменены воздействием солнечного потепления.

Тропосферное рассеяние (тропосферное рассеяние) [ править ]

На УКВ и более высоких частотах небольшие изменения (турбулентность) плотности атмосферы на высоте около 6 миль (9,7 км) могут рассеивать часть луча радиочастотной энергии, обычно находящегося на прямой видимости, обратно к земле. В системах связи с тропосферным рассеянием ( тропосферным рассеянием ) мощный луч микроволн направлен над горизонтом, а антенна с высоким коэффициентом усиления над горизонтом, направленная на участок тропосферы, через который проходит луч, принимает крошечный рассеянный сигнал. Системы тропосферного рассеяния могут обеспечить загоризонтную связь между станциями на расстоянии 500 миль (800 км) друг от друга, а сети, разработанные военными, такие как Система связи Белая Алиса, покрывающая всю Аляску до 1960-х годов, когдаСпутники связи во многом их заменили.

Рассеивание дождя [ править ]

Рассеяние в дожде является чисто микроволновым режимом распространения и лучше всего наблюдается около 10 ГГц, но распространяется до нескольких гигагерц - пределом является размер рассеивающей частицы в зависимости от длины волны . Этот режим рассеивает сигналы в основном вперед и назад при использовании горизонтальной поляризации и бокового рассеяния с вертикальной поляризацией.. Рассеяние вперед обычно дает дальность распространения 800 км. Также происходит рассеяние от снежинок и ледяной крупы, но рассеяние от льда без водянистой поверхности менее эффективно. Наиболее распространенным применением этого явления является микроволновый радар дождя, но распространение рассеянного дождя может быть помехой, вызывая прерывистое распространение нежелательных сигналов там, где они не ожидаются или не желательны. Подобные отражения могут также происходить от насекомых, но на меньших высотах и ​​на меньшем расстоянии. Дождь также вызывает ослабление сигналов в двухточечных и спутниковых микроволновых каналах. Значения затухания до 30 дБ наблюдались на частоте 30 ГГц во время сильного тропического дождя.

Самолетное рассеяние [ править ]

Самолетное рассеяние (или чаще всего отражение) наблюдается на УКВ через микроволны и, помимо обратного рассеяния, дает кратковременное распространение до 500 км даже в гористой местности. Наиболее распространенными приложениями для обратного рассеяния являются радар воздушного движения, бистатический радар с управляемыми ракетами прямого рассеяния и обнаружение самолетов с растяжкой, а также космический радар США.

Рассеяние молний [ править ]

Рассеяние молний иногда наблюдалось на УКВ и УВЧ на расстояниях около 500 км. Канал горячей молнии рассеивает радиоволны за доли секунды. Вспышка ВЧ-шума от молнии делает непригодной для использования начальную часть открытого канала, и ионизация быстро исчезает из-за рекомбинации на малой высоте и при высоком атмосферном давлении. Хотя канал горячих молний на короткое время можно наблюдать с помощью микроволнового радара, практического применения этого режима в связи не было.

Другие эффекты [ править ]

Дифракция [ править ]

Дифракция на режущей кромке - это режим распространения, при котором радиоволны изгибаются вокруг острых кромок. Например, этот режим используется для передачи радиосигналов над горным хребтом, когда путь прямой видимости недоступен. Однако угол не может быть слишком острым, иначе сигнал не будет дифрагировать. Для режима дифракции требуется повышенная мощность сигнала, поэтому потребуются антенны большей мощности или лучшего качества, чем для эквивалентного тракта прямой видимости.

Дифракция зависит от соотношения между длиной волны и размером препятствия. Другими словами, размер препятствия в длинах волн. Более низкие частоты легче рассеиваются вокруг больших гладких препятствий, таких как холмы. Например, во многих случаях, когда связь на УКВ (или более высоких частотах) невозможна из-за затенения холмом, по-прежнему возможна связь, используя верхнюю часть ВЧ-диапазона, где поверхностная волна мало используется.

Явления дифракции на мелких препятствиях также важны на высоких частотах. В сигналах городской сотовой телефонной связи, как правило, преобладают эффекты заземления, поскольку они проходят по крышам городской среды. Затем они дифрагируют по краям крыши на улицу, где преобладают явления многолучевого распространения , поглощения и дифракции.

Поглощение [ править ]

Низкочастотные радиоволны легко проходят сквозь кирпич и камень, а СНЧ проникают даже в морскую воду. По мере увеличения частоты эффекты поглощения становятся более важными. На микроволновых или более высоких частотах поглощение молекулярными резонансами в атмосфере (в основном из воды, H ₂ O и кислорода, O ₂ ) является основным фактором распространения радиоволн. Например, в полосе частот 58–60 ГГц наблюдается большой пик поглощения, что делает эту полосу непригодной для использования на больших расстояниях. Это явление было впервые обнаружено во время радиолокационных исследований во время Второй мировой войны.. На частотах выше 400 ГГц атмосфера Земли блокирует большую часть спектра, но при этом пропускает часть - вплоть до ультрафиолетового света, который блокируется озоном, - но передаются видимый свет и часть ближнего инфракрасного диапазона. Сильный дождь и падающий снег также влияют на поглощение микроволн.

Измерение распространения HF [ править ]

Условия распространения ВЧ могут быть смоделированы с использованием моделей распространения радиоволн , таких как Программа анализа покрытия «Голос Америки» , а измерения в реальном времени могут выполняться с использованием передатчиков ЛЧМ . Для радиолюбителей режим WSPR предоставляет карты с условиями распространения в реальном времени между сетью передатчиков и приемников. ^[10] Даже без специальных радиомаяков можно измерить условия распространения в реальном времени: всемирная сеть приемников декодирует сигналы кода Морзе на любительских радиочастотах в реальном времени и обеспечивает сложные функции поиска и карты распространения для каждой принятой станции. ^[11]

Практические эффекты [ править ]

Обычный человек может заметить влияние изменений в распространении радиоволн несколькими способами.

В AM-радиовещании резкие ионосферные изменения, которые происходят в течение ночи в средневолновом диапазоне, приводят к уникальной схеме лицензирования вещания с совершенно разными уровнями выходной мощности передатчика и диаграммами направленности антенн , чтобы справиться с распространением небесной волны в ночное время. Очень немногие станции могут работать без модификаций в темное время суток, обычно только те, которые работают на чистых каналах в Северной Америке . ^[12] Многие станции вообще не имеют разрешения на работу в нерабочее время. В противном случае без этих модификаций не было бы ничего, кроме помех на всей полосе вещания от заката до рассвета.

Для FM-радиовещания (и нескольких оставшихся низкодиапазонных телевизионных станций ) погода является основной причиной изменений в распространении на УКВ, наряду с некоторыми суточными изменениями, когда небо в основном не облачно . ^[13] Эти изменения наиболее очевидны во время температурных инверсий, например, в поздние ночные и ранние утренние часы, когда ясно, что позволяет земле и воздуху рядом с ней остывать быстрее. Это не только вызывает росу , мороз или туман., но также вызывает легкое "перетягивание" нижней части радиоволн, изгибая сигналы вниз, так что они могут следовать за кривизной Земли над нормальным радиогоризонтом. В результате, как правило, слышно несколько станций с другого медиа-рынка - обычно соседнего, но иногда и на расстоянии нескольких сотен километров. Ледяные бури также являются результатом инверсий, но они обычно вызывают более рассеянное всенаправленное распространение, что в основном приводит к помехам, часто между метеорологическими радиостанциями . В конце весны и в начале лета сочетание других атмосферных факторов может иногда вызывать пропуски, которые направляют мощные сигналы в места, расположенные на расстоянии более 1000 км.

Это также влияет на нешироковещательные сигналы. Сигналы мобильных телефонов находятся в диапазоне УВЧ в диапазоне от 700 до более 2600 МГц, что делает их еще более подверженными изменениям распространения, вызванным погодными условиями. В городских (и в некоторой степени пригородных ) районах с высокой плотностью населения это частично компенсируется использованием меньших сот, которые используют более низкую эффективную излучаемую мощность и наклон луча для уменьшения помех и, следовательно, увеличения повторного использования частот и пропускной способности пользователей. Однако, поскольку это было бы не очень рентабельно в более сельских районах. области эти соты больше и поэтому с большей вероятностью будут вызывать помехи на больших расстояниях, когда позволяют условия распространения.

Хотя это, как правило, прозрачно для пользователя благодаря тому, как сотовые сети обрабатывают передачу обслуживания от ячейки к ячейке , при использовании трансграничных сигналов может возникнуть непредвиденная плата за международный роуминг, несмотря на то, что он вообще не покинул страну. Это часто происходит между южным Сан-Диего и северной Тихуаной на западном конце границы США и Мексики , а также между восточным Детройтом и западным Виндзором вдоль границы США / Канады . Поскольку сигналы могут путешествовать беспрепятственно по телу воды гораздо больше , чем реки Детройт, а прохладная вода также вызывает инверсии в приземном воздухе, этот «бахромой» иногда происходит через Великие озера и между островами в Карибском море . Сигналы могут передаваться из Доминиканской Республики на горный склон в Пуэрто-Рико и наоборот, или, в частности, между США и Британскими Виргинскими островами . В то время как непреднамеренный трансграничный роуминг часто автоматически удаляется биллинговыми системами компаний мобильной связи , межостровный роуминг обычно не исключается .

Эмпирические модели[ редактировать ]

Модель распространения радиоволн , также известная как модели распространения радиоволн или модель распространения радиочастот , является эмпирической математической формулировкой для характеристики радиоволн распространения как функция от частоты , расстояния и других условий. Обычно разрабатывается единая модель для прогнозирования поведения распространения для всех аналогичных каналов при одинаковых ограничениях. Созданные с целью формализовать способ распространения радиоволн из одного места в другое, такие модели обычно предсказывают потери в тракте связи или эффективную зону покрытия канала связи.передатчик .

Поскольку потери на трассе, встречающиеся на любом радиолинии, служат в качестве доминирующего фактора для характеристики распространения для линии, модели распространения радиоволн обычно фокусируются на реализации потерь на трассе с вспомогательной задачей прогнозирования зоны покрытия для передатчика или моделирования распределения. сигналов по разным регионам

Поскольку каждая отдельная линия электросвязи сталкивается с разным рельефом, трассой, препятствиями, атмосферными условиями и другими явлениями, трудно сформулировать точные потери для всех систем электросвязи в одном математическом уравнении. В результате существуют разные модели для разных типов радиоканалов в разных условиях. Модели основаны на вычислении медианных потерь на тракте связи при определенной вероятности того, что возникнут рассматриваемые условия.

Модели распространения радиоволн являются эмпирическими по своей природе, что означает, что они разрабатываются на основе больших наборов данных, собранных для конкретного сценария. Для любой модели набор данных должен быть достаточно большим, чтобы обеспечить достаточную вероятность (или достаточный объем) для всех видов ситуаций, которые могут произойти в этом конкретном сценарии. Как и все эмпирические модели, модели распространения радиоволн не указывают на точное поведение линии связи, скорее, они предсказывают наиболее вероятное поведение линии связи при определенных условиях.

Различные модели были разработаны для удовлетворения потребностей в реализации поведения распространения в различных условиях. Типы моделей распространения радиоволн включают:

Модели для затухания в свободном пространстве

• Потери в свободном пространстве
• Напряженность дипольного поля в свободном пространстве
• Уравнение передачи Фрииса

Модели для наружного затухания

• Модели местности
  • Модель местности ITU
  • Эгли модель
  • Двухлучевая модель отражения от земли
• Городские модели
  • Окумура модель
  • Модель Хата для городских территорий
  • Модель Хата для дачных участков
  • Модель Хата для открытых пространств
  • СТОИМОСТЬ Хата модель

Модели для внутреннего затухания

• Модель ITU для затухания внутри помещений
• Модель потерь на пути с логическим расстоянием

См. Также [ править ]

Сноски [ править ]

Ссылки [ править ]

Дальнейшее чтение [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы, связанные с распространением радиопередач .

• Солнечный виджет Виджет распространения на основе данных NOAA. Также доступен как плагин WordPress.
• ARRL Распространение Page American Radio Relay League страница на распространения радиоволн.
• Служба высокочастотного радио и ионосферного прогнозирования - Австралия ^{[ мертвая ссылка ]}
• Центр действий НАСА по космической погоде
• Онлайн-инструменты распространения, ВЧ-данные о солнечной энергии и учебные пособия по ВЧ-распространению
• ВЧ ионосферное распространение несколько страниц