Повышение эффективности антенно-фидерных систем дальней кв радиосвязи Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Таблица 1

Результаты тестов

Сцена Производительность (Миллионов путей/с) Ускорение

PT SPT

Автомобильная краска 42.99 58.38 36%

Город 5.4 9.7 79%

Рисунок 3 - Сцена: Автомобильная краска Рисунок 4 - Сцена: Город

Список использованной литературы:

1. AILA, T., AND LAINE, S. 2009. Understanding the efficiency of ray traversal on GPUs. In Proc. High Performance Graphics, 145-149.

2. PARKER, S. G., BIGLER, J., DIETRICH, A., FRIEDRICH, H., HOBEROCK, J., LUEBKE, D., MCALLISTER, D., MCGUIRE, M., MORLEY, K., ROBISON, A., AND STICH, M. 2010. OptiX: A general purpose ray tracing engine. ACM Trans. Graph. 29, 4, 66:1-66:13.

3. PURCELL, T. J., BUCK, I., MARK, W. R., AND HANRAHAN, P. 2002. Ray tracing on programmable graphics hardware. ACM Trans. Graph. 21, 3, 703-712

4. Джейсон Сандерс, Эдвард Кэндрот : «Технология CUDA в примерах. Введение в программирование графических процессоров» ДМК Пресс, 2011 г. - 232 c.

5. Ray tracing API [электронный ресурс] : https://developer.nvidia.com/rtx/raytracing

6. Global Illumination in a Nutshell [электронный ресурс]: https://web.archive.org/web/20110428182101/http://www.thepolygoners.com/tutorials/GIIntro/GIIntro.htm

© Авагян Г.Е., Смагин Д.Е., Мешков М.В., 2020

УДК 621.3.09

A.С. Бусарев,

сотрудник Академии ФСО России, г. Орел, РФ

B.В. Сергеев,

сотрудник Академии ФСО России, г. Орел, РФ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ АНТЕННО-ФИДЕРНЫХ СИСТЕМ

ДАЛЬНЕЙ КВ РАДИОСВЯЗИ

Аннотация

В данной статье рассматривается устройство и принцип работы ромбической антенны используемой

для дальней КВ радиосвязи. Анализируются недостатки существующих принципов построения антенн, использующихся в настоящее время. Предлагается способ изменения конфигурации антенны, способствующий повышению энергетики радиолинии.

Передача информации по каналам радиолиний дальней КВ радиосвязи осуществляется с помощью радиоволн отражающихся от ионосферы. Схема радиолинии подобного типа показана на рисунке 1.

Рисунок 1- Схема радиолинии

На рисунке приняты следующие обозначения: Ф - угол падения ЭМВ на ионосферу; кт

отр - высота точки отражения от ионосферы; Г - расстояние между радиостанциями вдоль поверхности Земли.

В качестве передающих и приёмных антенн на радиолиниях дальней коротковолновой связи, как правило, используются ромбические антенны рисунок 2, а в качестве фидера - двухпроводный фидер открытого типа (рисунок 2).

L

¡с h

Сопротивление нагрузки

Рисунок 2 - АФУ для дальней КВ радиосвязи

Конструктивно ромбическая антенна представляет собой длинную двухпроводную линию, размещённую в пространстве на некоторой высоте над поверхностью Земли в форме ромба. Электрические характеристики антенны зависят от её физических размеров, таких как: высота подвеса (Ь),

длина плеча ромба ((:), величины острого угла ромба ( (Рр ).

Физические параметры антенны, в свою очередь, определяют её электрические характеристики такие как: коэффициент усиления (О), угол возвышения диаграммы направленности относительно поверхности Земли ( 0 ), входное сопротивление и др.

Наилучшим режимом работы, как антенны, так и фидера, является режим бегущей волны тока и напряжения. Кроме этого физические параметры антенны должны удовлетворять условиям, представленным аналитически формулами:

h

X

ор1

o

4 sin eo

9opt

e

^opt _

X

o

o

2

2sin eo

(1)

Из приведённых формул следует, что все оптимальные размеры антенны связаны с углом возвышения ( 0 ) и, следовательно, зависят от высоты точки отражения ЭМВ от ионосферы (точка М, рисунок 1), положение которой определяется временем суток, временем года, 11-летним циклом солнечной активности и другими явлениями.

Если условия оптимальности будут нарушены, то будут нарушены и условия качественной радиосвязи на подобной радиолинии.

В настоящее время на реально действующих радиолиниях, для минимизации энергетических потерь, на каждой КВ радиолинии в работу включаются две ромбические антенны: одна - для работы в дневное время, другая - для работы в ночное время.

Суточный ход оптимальной рабочей частоты и порядок выбора рабочих частот для круглосуточной работы показан на рисунке 3.

Л МГц

- . ОРЧ

Дневные частоты

Ночные частоты Ночные частоты

0 4 8 12 16 20 24

t,4

t2

Рисунок 3 - Рабочие частот радиолинии КВ для круглосуточной работы

Переход с дневной рабочей частоты на ночную частоту и обратно с одновременной сменой антенн, однозначно приводит к уменьшению коэффициента усиления и изменению волнового (входного сопротивления) антенн, что сопровождается уменьшением КПД фидера, а, следовательно, к уменьшению подводимой к антенне мощности от передатчика.

р = 120

ln

X

2na

/sinф0 -0,577

G =

7680 • l~2al• sin2 ф 0 • F2 (в) РФ

в

(2)

(3)

Рисунок 4 - Зависимость угла Рисунок 5 - Зависимость угла 0 от ф0

возвышения от отношения ^/А

Анализ формул (2, 3) и рисунков (4, 5) показывает, что изменение длины волны, без изменения

конфигурации антенны приводит к изменению волнового (входного) сопротивления антенны и к уменьшению её коэффициента усиления, что в целом ухудшает энергетику радиолинии. Если же

одновременно с изменением длины рабочей волны изменять конфигурацию антенны ( фо ), то

энергетику можно сохранить или повысить

Список использованной литературы:

1. Ерохин, Г. А. Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн. - М.: Горячая линия -Телеком, 2007. - 491 с.

2. Серков, В. П. Распространение радиоволн и антенные устройства / В.П. Серков. - Л.: ВОЛКАС, 1981. - 468 с.

3. Сергеев, В. В. Теоретические основы антенно-фидерных устройств / В.В. Сергеев. - Орел: Академия Спецсвязи России, 2004. - 230 с.

4. Лазоренко, В. С. Оценка осуществления радиосвязи на радиолиниях различной протяжённости с учётом особенностей распространения радиоволн. Учебно-методическое пособие / В.С. Лазоренко, В.В. Сергеев. - Орел: Академия ФСО, 2011. - 172с.

© Бусарев А.С., Сергеев В.В., 2020

УДК62

Б.А. Бушмарев

сотрудник Академии ФСО России,

г. Орел, РФ В.Б. Молчанов сотрудник Академии ФСО России,

г. Орел, РФ И.В. Бондарь сотрудник Академии ФСО России,

г. Орел, РФ

РАСЧЕТ ЗОНЫ ОБСЛУЖИВАНИЯ БАЗОВОЙ СТАНЦИИ ПРИ ПРОЕКТИРОВАВНИИ

СИСТЕМЫ РАДИОСВЯЗИ

Аннотация

Расчет зон обслуживания позволяет максимально эффективно применять средства связи при использовании спроектированной системы радиосвязи.

Благодаря расчету зон обслуживания можно с относительно высокой точностью предсказать будет ли связь с заданным качеством в данном регионе.

Ключевые слова: Проектирование, абонентская станция (АС), базовая станция (БС)

При планировании развертывания сети радиосвязи становится актуальной задача расчета зон обслуживания базовых станций. Целью расчета является определения качества связи на различных расстояниях от базовой станции. Минимально допустимое расстояние между БС и АС вычисляют для того, чтобы не появлялось различных взаимных помех при использовании одних и тех же частотных каналов.

При расчете необходимой зоны обслуживания и минимально допустимого расстояния между базовой и абонентскими станциями должны быть учтены следующие факторы:

1. Мощности передатчиков АС и БС.

2. Закономерности распространения радиоволн.

3. Параметры антенно-фидерного тракта.