GBT13620-1992.pdf

中华人民共和国国家标准 卫星通信地球站与地面微波站之间 协调区的确定和干扰计算方法 发布实施 国 家 技 术 监 督 局发 布 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 卫星通信地球站与地面微波站之间 协调区的确定和干扰计算方法 国家技术监督局批准实施 主题内容与适用范围 本标准给出在范围内 卫星通信地球站 正文简称地球站 和地面微波站 正文简称微 波站 之间的协调 干扰计算方法对协调区的确定 干扰预排除 干扰计算提供实用方法 为应用方便 附录中给出了可作为快速计算的图解法 本标准适用于卫星固定业务地球站与各种不同微波系统微波站之间的协调 干扰计算 其预测结果 可为系统设计 安装调测 竣工验收提供基础数据 也可作为无线电管理主管部门进行干扰协调的依据 术语 协调区 地球站周围的区域 在此区域以外的与该站共用同一频带的地面电台所产生或受到的干扰电平不 超过某允许值 协调等值线 环绕协调区的线 协调距离 在某给定方位上从地球站起算的距离 位于这个距离以外的与该站共用同一个频带的地面电台所 产生的或受到的干扰电平应不超过某允许值 辅助等值线 采用较确定协调等值线稍许有利的假设为依据绘出的一些等值线 自然水平线 从地球站天线中心至各方向障碍物最高点的连线 干扰预排除 借助辅助等值线 简单快速地进行干扰排除的方法 干扰预测 干扰预排除后 对仍没有排除掉的干扰源进行精确的计算 这个过程称为干扰预测 传播模式 信号通过接近大圆路径的对流层进行传播 传播模式 信号通过雨区而产生的散射传播 回避角 微波站天线主波束轴线的水平投影与微波站至地球站连线之间的夹角 代号 模拟调制 数字调制 频分多路复用 调频 电视 调频 连续可变斜率增量调制 二相相移键控 单路每载波 脉冲编码调制 时分多路相相移键控 脉冲编码调制 时分多路电平正交幅度调制 脉冲调幅 干扰允许值 卫星通信系统干扰允许值 模拟卫星通信系统干扰允许值 由微波接力通信系统对频分复用调频卫星固定业务假设参考通道任一话路相对零电平点上 引起 的一分钟平均干扰噪声功率加权值应符合下述要求 任何月份以上的时间内应不超过 任何月份以上的时间内应不超过 数字卫星通信系统干扰允许值 微波接力通信系统对脉冲编码调制卫星固定业务假设参考通道输出端引起的干扰 应符合下述要求 任何月份以上时间 任一分钟射频干扰功率应不超过相当于产生平均误码率的解 调器输入端的总噪声功率的 任何月份以上时间 任一秒钟射频干扰功率引起的平均误码率应不超过 任何月份由于射频干扰功率引起的误码秒累积时间应不大于 微波接力通信系统对连续可变斜率增量调制卫星固定业务假设参考通道 输出端引起的干扰应符合下述要求 任何月份以上时间 任意十分钟射频干扰功率应不超过相当于产生平均误码率 的解调器输入端的总噪声功率的 任何月份以上的时间 任一分钟射频干扰功率引起的平均误码率应不超过 微波接力通信系统干扰允许值 模拟微波接力通信系统干扰允许值 卫星固定通信系统地球站对频分复用调频微波接力系统假设参考通道任一话路相对零电平点上 引起的一分钟平均干扰噪声功率加权值应符合下述要求 任何月份以上的时间内应不超过 任何月份以上的时间内应不超过 数字微波接力通信系统干扰允许值 卫星固定通信系统地球站对数字微波接力系统的干扰值应符合下述要求 任何月份以上的时间 任一分钟射频干扰功率引起的平均误码率应不超过 任何月份以上的时间 任一秒钟射频干扰功率引起的平均误码率应不超过 任何月份由于射频干扰功率引起的误码秒累积时间应不大于 干扰协调区的确定 协调区划分 确定协调区时 应考虑两种情况 发射地球站协调区 可能存在地球站干扰微波站的情况 接收地球站协调区 可能存在微波站干扰地球站的情况 最小允许传输损耗 在干扰发射机和被干扰接收机之间所需的衰减量由时间内最小允许传输损耗 给出 实际或预测的传输损耗在以上的时间内应大于该传输损耗值 式中在参考带宽内干扰站天线输入端最大可用发射功率 被干扰站接收机的输入端在与干扰信号同一参考带宽内不大于时间内可以超过的 来自单一干扰源的允许发射干扰功率 最小允许基本传输损耗 在大圆传播模式 模式的情况下 考虑干扰路径两端的天线增益 最小允许基本传输损耗 为 式中发射天线增益 接收天线增益 的定义与式相同 干扰协调基本参数 接收机入口干扰允许电平 在受到干扰影响的地球站 或微波站 的接收机输入端 在参考带宽内不大于的时间内来自任 何一个干扰源的允许发射干扰电平按下式计算 式中 波尔兹曼常数 接收机输入端的热噪声温度 参考带宽 被干扰系统的带宽 在该带宽内可以对干扰功率进行平均 被干扰系统接收机输入端的允许长时间干扰功率与接收系统的热噪声功率之 比 从所有干扰源来的干扰可以超过允许值的时间百分数 预期的干扰途径数目 假定这些干扰途径是互不相关的 从一个干扰源来的干扰可以超过允许值的时间百分数由于各干扰途径不一定会同时 出现 所以 所有干扰途径在时间内的干扰允许电平与时间内的干扰允许电平之比 一个干扰途径在时间内允许干扰电平对所有各干扰途径在时间内的允许干扰 电平之比 来自发射干扰的干扰同在参考带宽内由于引入功率相等的额外热噪声而引起的干扰相 比的等效因数当发射干扰比热噪声引起的恶化大时 该因数为正数 以上各参数的取值详见表和表 表确定接收地球站协调距离的参数 空间无线电通信业务卫星固定业务 频带 调制信号类型 地球站 宽带预分配话音 微波站 干扰参数和指标 视距参数微波站 在带宽内 在带宽内 超视距参数微波站 在带宽内 在带宽内 带宽参考 表确定发射地球站协调距离的参数 微波站类型视距接力站超视距微波站 频带 微波站信号调制方式 干扰参数 和指标 续表 微波站类型视距接力站超视距微波站 频带 微波站信号调制方式 微波站 参数 辅助参数 在带宽内 注表中和的值对应于其他频率的值见附表 频率 干扰灵敏度因子 从公式中分离出项 定义为被干扰站的干扰灵敏度因子 表给出了干扰灵敏度因子的值 对于地球站发信协调区 协调等值线是对应于某一最大灵敏度因子的等值线 并用其数值作为等 值线之标明辅助等值线的值比相应协调等值线的值分别低等 等效全向辐射功率 从公式中 同样可以分离出项 定义为干扰站等效全向辐射功率 对地球站收信协调区 协调等值线对应于一个最大值 并用此值在曲线上标明辅助等值线的 值比相应协调等值线的值分别低等 辅助协调区 由于地球站协调区的确定是采用最大值或最大值因此 实际上位于协调区内的某些地面微 波站并不一定会产生或受到干扰为能方便地进行干扰预排除 在绘制协调等值线的同时 宜采用较确 定协调等值线稍许有利的假设为依据绘出一些辅助等值线 这些辅助等值线所包围的区域 称为辅助协 调区 辅助等值线一般以干扰灵敏度因子或等效全向辐射功率为参数绘制 但实际中 为了能方便 地进行干扰预排除 宜在辅助等值线上同时标出相应的回避角参数 传播模式协调距离的计算 无线电气候区的划分 为了计算传播模式的协调距离 划分为四个基本无线电气候区这些气候区定义为 区与区或区相邻的海岸或海湾陆地 其海拔标高低于且离最近的区或区 的距离不超过的地带 区除区之外的其他所有陆地 区纬度高于的海 洋和其他大面积水域 至少覆盖直径为的圆面积但不包括地 中海和黑海 区纬度低于的海 洋和其他大面积水域 至少覆盖直径为的圆面积包括地中海 和黑海 单个无线电气候区协调距离的计算 对传播模式协调距离是通过把地球站和假设的地面微波站之间最小允许基本传输损耗与预测 的基本传输损耗相比较而确定的 预测基本传输损耗为 式中距离 频率 时间百分比 由氧引起的损耗系数 由水蒸汽引起的损耗系数 路径损耗系数 其中 取决于无线电气候区 区 区 区 区 路径损耗系数取决于无线电气候区 频率和时间百分比 区 区 区 区 公式中的项是地球站水平仰角的修正值与方位角有关可由下式计算 最大值为 式中为以天线中心点看去地球站周围自然水平线仰角 度 最小允许基本传输损耗以时间的累积分布形式给出 式中 地球站天线水平方向增益 微波站天线的最大增益与之间的差值表和表给出了几种频域的值 公式中的其他参数同前面定义的一样注意时间百分比是一个独立变量是短时间指标 的百分比 为了确定协调距离 根据公式对的所有时间百分比分别算出允许的 并令即可算出协调距离其中最大距离就是所考虑方位上的协调距离 可以验证 时为最大 即 多个无线电气候区协调距离的计算 当计算的协调距离跨越一个以上的无线电气候区时 应用如下方法进行预测 利用下标表示不同区域内连续的路径段 则有 式中是第一区中的损耗系数 在所考虑方位上 如果计算出的第一区距离值大于第一区的实际距离则可以写成 从中可以计算出如果大于第二区的实际距离则可以写成 从中可以计算出此方法可以根据需要类推在以上给定的条件下 总的协调距离为 附录给出了图解法 对于传播模式来说 最大的协调距离为 传播模式协调距离的计算 确定降雨散射 雨散射 的协调等值线是根据路径的几何关系加以预测的这种路径关系完全不同 于大圆传播机理的几何关系作为第一阶近似 能量是由降雨而各向同性散射的这样 在大散射角和 偏离大圆路径的射束交点都可能产生干扰 归一化传输损耗分布 为了确定与雨散射有关的协调等值线 必须确定 归一化传输损耗分布它表示最小允许传输损耗 对的累积分布 式中各参数同前面的定义一样 传输损耗的数值计算 传输损耗是距离频率和表面降雨率的函数 式中降雨散射距离 表面降雨率附录给出了各个雨区的值 微波站天线增益 假定为 由下式给出 由下式确定 其中 表给出了垂直极化的值和值 表各种频率的 频率 因此 对于已知的一个降雨区 令通过迭代过程 即可算出雨散射距离 沿地球站波束方位 确定位移距离 式中地球站天线波束仰角 度 沿地球站通信方位 以距离地球站处为圆心为半径画圆 此圆就是雨散射协调等值线 在所有 方位上 传播模式的协调距离就是从地球站到协调等值线间的距离 记为不同纬度区域的最大 雨散射距离如表 表最大雨散射距离 纬度 度最大雨散射距离 雨区划分 按年时间的雨强 将我国划分为五个雨区见附录中图所示 协调区的确定 在任意一个方位角上 传播模式的协调距离和传播模式的协调距离中较大的一个就为 协调区的协调距离 如果则令同样 如果则令总之 协调区的 最小协调距离为 干扰预排除程序 传播模式的干扰预排除 最小允许传输损耗 预测基本传输损耗 其中 在接收地球站协调区内 考虑地面微波站的等效全向辐射功率 当减小时 由于实际的发射功率和天线增益比协调用的数值小允许的最小传输损耗将减小 这样 微波站与地球站之间的距离就可以减小而不致对地球站产生超过允许的干扰 即协调区可以缩 小 以辅助协调区为判断依据 设某一方位角协调等值线上 接收地球站的允许基本传输损耗为地面微波站等效全向辐 射功率为协调距离为某一辅助等值线上 允许基本传输损耗为等效全向辐射功率为 协调距离为则由上面公式可推出 即 辅助等值线距离为 式中 注意的一点是下面不等式成立的条件是和应大于 在干扰预排除时 如果某一微波站满足 实际 实际 则此站不会对地球站产生超过允许的干扰 在发射地球站协调区内 考虑地面微波站的干扰灵敏度因子设某一方位角协调 等值线上干扰灵敏度因子为协调距离为某一辅助等值线上 干扰灵敏度因子为协调距离为 原理同上 最后辅助等值线的距离为 式中 在干扰预排除时 如果某一微波站满足 实际 实际 则此站不会受到地球站超过允许的干扰 在实际应用中 为了能快速方便地进行干扰预排除 常以微波站与地球站之间的回避角为参数 见 图 图以回避角为参数的辅助等值线的例子 传播模式传播模式 如果某一微波站满足 实际 实际 则此站不会产生或受到超过允许的干扰 某一辅助等值线上微波站的回避角 某一辅助等值线与地球站间的距离 为了分析方便 对接收地球站协调区 如果同时存在等效全向辐射功率的减小和回避角时 可将回 避角计入内此时同理 对发射地球站协调区 可将计入回避角的灵敏度因子等 效为这样可利用的等值线同时排除包括回避角及有关协调参数的减小而引 起的各个干扰源 提高计算速度 传播模式的干扰预排除 最小允许传输损耗 预测传输损耗 式中各参数定义同式 当微波站的回避角 位置方位角变化时 可按其变化大小画出辅助等值线 此时相当于最小 传输损耗的减小量为 式中微波站天线主波束指向偏离地球站的角度 微波站在位置上偏离地球站天线主波束指向的方位角 令 利用迭代计算或图解法得到各向雨散射距离 连接各距离的端点得到雨散射协调区辅助等值线 干扰计算方法 在协调区内经过干扰预排除后 仍有少数地球站与微波站之间相互干扰超过允许容限 这时必须进 一步计算实际干扰电平 以便进行干扰恶化的定量分析 模拟微波系统干扰计算方法 干扰计算 首先要根据不同的干扰途径和有关设备参数 路由断面确定实际的载波干扰比 值然后再根据信号和干扰所采用的调制方式和调制参数 计算干扰降低因子当干扰和信号的调制 输出频谱密度和比确定后 对下面各种不同信号和干扰的任一种组合 都可以确定实际的干扰量 在模拟电话传输的情况下 干扰以噪声表示 在数字传输的情况下 干扰以比特 误码率表示 在电视信号的情况下 干扰以输出端信噪比的容限表示 有用信号为时干扰降低因子计算通式 当射频干扰电平低于信号电平时 基带信号中任一话路的信号 干扰噪声比与射频载波 干扰比之 商称为干扰降低因子 其关系可用下式表示 式中干扰降低因子 一个话路的测试音功率 一个话路的未加权干扰噪声功率带宽内 接收的有用信号射频功率 接收的干扰信号射频功率 低调制指数信号对高调制指数信号的干扰 这种情况相当于地面模拟微波接力系统干扰卫星固定业务系统在本标准中相当于微波站干扰地 球站 干扰降低因子可用简化公式计算 式中有用信号测试音有效频偏 有用信号基带内有关话路的中心频率 有用信号基带最高频率 有用信号基带内有关话路的预加重因子 话路带宽 有用信号和干扰信号的载波间隔 有用信号的多路信号有效频偏 基带内音频话路数 负荷因子 峰值在非忙时小于 高调制指数信号对高调制指数信号的干扰 这种情况相当于卫星固定业务系统间的干扰 同时在地面无线电接力系统中 对以上频段 为提高抗干扰能力也可能采用高调制指数的调制参数其干扰降低因子与式的形式一 致 只需用代替式中的 式中和为有用信号和干扰的多路信号有效频偏 具有中等调制指数的信号间的干扰 对于调制指数为的调制信号可利用图计算归一化频谱 当干扰和信号的均方根调制指数已知时 其干扰降低因子为 式中扩散因子计算方法如下 当时 等效调制指数由下式确定 令 图归一化频谱密度 从图再根据式至对应的值求出然后计算 当时 则 式中有用信号和干扰信号最高话路中心频率 有用信号和干扰信号的均方根调制指数 的定义同式 高调制指数信号对低调制指数信号的干扰 这种干扰相当于卫星固定业务系统干扰地面微波接力系统干扰降低因子的简化式为 式中基带最低话路中心频率 基带最高话路中心频率 有用信号多路信号有效频偏 干扰信号多路信号有效频偏 式中其他参数定义同式 干扰计算时应注意到当时 在处值最小时 在处值最小 干扰计算时应注意最小时的影响 角度调制数字信号对信号的干扰 在角调数字信号所占带宽比有用信号带宽更窄的情况下 干扰降低因子的公式可用式近 似计算 在角调数字信号所占带宽比有用信号带宽更宽的情况下 干扰降低因子的简化公式 为 式中 符号周期 信号比特率 调相相数 式中其他符号定义同式 正交调幅数字信号对的干扰 干扰降低因子的简化公式为 式中调制电平数 的定义见式 脉冲调幅信号对低调制指数的干扰 脉冲调幅信号相当于雷达发射信号 干扰源是已调高频脉冲信号 设雷达干扰为矩形脉冲调幅的微 波信号 干扰降低因子的简化公式为 式中脉冲重复周期 脉冲宽度 脉冲调幅信号对高调制指数信号的干扰 设高调制指数信号的频谱密度服从高斯分布 干扰降低因子的简化公式与式相同 式中 式中符号同式 信号对信号的干扰 干扰降低因子的简化式为 连续等幅多个信道总带宽 式中其他符号定义同式 信号对高调制指数信号的干扰 这种情况相当于地面微波接力系统调频电视波道对卫星地球站信号的干扰 调频电视信号的频谱包括连续图象信息和离散型的行频频谱分量 静止图象 方形和阶梯波分量 等其表达式为 表示取值的较大者 调频电视信号的频谱 若考虑干扰分量主要是活动图象的连续部分起作用 有用信号服从正态分布 则干扰降 低因子为 式中符号定义同式 对静止图象 方形和阶梯波干扰降低因子分别为 电视信号调制频偏 扩散频偏 信号对低调制指数信号的干扰 这种情况相当于卫星系统调频电视信道干扰地面微波接力系统 由于卫星发射的电视信号通常都 加扩散信号 因此在没有图象信号时干扰最严重 此时当时 式中所有符号定义同式 数字微波系统干扰计算方法 干扰效应 数字系统的干扰效应可以用误码率门限载波干扰比允许值或中断率允许值表示根据和 节有关数字通信系统干扰允许值要求在外部干扰电平小于系统本身的噪声电平时 数字系统的 载波干扰比允许值可采用统一的公式表示 式中误码率门限载波干扰比允许值 对应于某一误码率门限值 例如的实际载噪比 对应于某一误码率门限 例如载噪比 理论值 设备及传输系统恶化量 厂家给定 误码率计算公式 调制误码率表达式 式中余误差函数 信号单位比特能量与噪声功率密度比 载噪比 调相相数 时 使用下式计算 调制误码率表达式 式中调制电平数 同频干扰计算 当同时存在多个干扰信号的载波频率与有用的数字信道载波频率相同 且每个干扰源的干扰电平 均小于数字信道接收机的噪声电平时 多个干扰源的干扰电平可按功率叠加计算 式中干扰源的个数 第个干扰源的载干比 总的载干比 异频干扰计算 当同时存在的多个干扰信号的载波频率与有用数字信道载波频率不完全相同 且每个干扰源的干 扰电平均小于数字信道接收机的噪声电平时 多个干扰源的干扰电平在相加时应计及干扰降低因子 式中第个干扰源的干扰降低因子 干扰降低因子计算 式中信号功率归一化频谱密度 干扰功率归一化频谱密度 干扰源载波频率与数字信号载波频率的差值 信号滤波器选择性 射频载波干扰比计算方法 地球站干扰微波站 图射频载干比计算示意图 如图所示 为微波站为地球站 为信号传输路径 站距为 为干扰传输路径 站距为 式中 站接收天线在有用信号方向上的天线增益 站接收天线在干扰信号方向上的天线增益 距离去耦 交叉极化去耦 地球站水平仰角修正值 当时 当时 当时 当时 距离 单位为 水和氧吸收系数 站信号发射的等效全向辐射功率 站干扰发射在方向的等效全向辐射功率 为站天线输入端的发射功率 为站的发射天线增益 为站天线输入端的发射功率 为站发射天线在方向上的增益 微波站干扰地球站 如图为通信卫星为地球站为微波站 当微波站至地球站的距离时 当微波站至地球站的距离时 地球站接收天线增益 地球站在接收天线在干扰方向上的增益 附录 确定协调区图解法 补充件 确定传播模式协调距离的图解法 用图解法确定传播模式的协调距离是很方便的图解法中采用的基本协调损耗可用 最小允许基本传输损耗减去水平仰角修正值求出 图给出了作为水平仰角和频率函数的地平线仰角修正值 图到图画出了个无线电气候区的和的关系每一个图都是针对某个单一 频率 而且对个无线电气候区 给出了种不同的横坐标 图解法确定的步骤为 首先根据正文中的公式和公式求出基本协调损耗 也可以从图中查得 在图图中 选择一适当频率的图表 对特定的无线电气候区 在横坐标上找出所需要 的时间百分比 与值相交于曲线上某一点 此曲线所代表的距离就是如果相交点不在曲线 上 则用线性插值法可求得 确定传播模式协调距离的图解法 为了简单明了 对组雨气候区 推导出了之间的雨散射距离的传输损耗累积分布 确定雨散射协调距离的步骤如下 根据正文中公式求出归一化传输损耗分布 在图图中 选择一合适频率的图 对某一特定雨散射区 在相应的横坐标上找出所 需要的时间百分比 该值与值相交于某曲线上一点 此曲线所代表的距离为如果相交点不在 曲线上 则用线性插值法求得如果相交点在所有曲线的下方 则令 将与正文表中的相应距离比较 较小的一个就是雨散射距离 沿地球站波束方位 确定位移距离可由下式得到 式中地球站天线主波束仰角 度 也可由图查得 以此点为圆心 以为半径画圆 此圆就是雨散射协调等值线在所给方位上 传播模式的 协调距离就是从地球站到协调等值线间的距离 记作 雨区分布 图所示曲线表示了对应于图图中某一横坐标的几个雨区分布情况降雨率 可由下式表达 式中降雨率为零的百分比 和值由表给出 表不同雨区的和值 雨气候区 图给出了国内雨区分布图 图所示降雨率分布也可近似地用数学法表示如下 区区 区区 区区 区区 区区 其中 图解法确定混合路径协调距离的例子 二区域 下面介绍包括两个区的混合路径的例子地球站位于距区的区处假设协调损耗为 频率为时间百分比为步骤如下 根据所给的协调损耗 完全在区中确定一协调距离 此例子中为从图中 从 原点出发在横坐标上标出此点 根据所给的协调损耗 完全在区中确定一协调距离 此例中为从原点出发在纵坐 标上标出此点 连接点画一直线 从原点出发 地球站到区之间的距离在横坐标轴上用标出 从点出发 沿平行于纵坐标轴的方向 用标出区的路径长度 下一个区的距离可从点作平行于横坐标轴的直线与相交于点测量的长度 得到 这段距离为 协调距离是和的总和 等于 三区域 在某些特殊情况下 混合路径横跨所有三个无线电气候区 即区区和区 在仅包括两个区 域的混合路径所遵循的程序中加入一个第三维 就可以找出这一问题的解 在理论上这意味着必须确定 一点的第三个坐标这一点的其他两个坐标对应头两个区域的已知距离 并且处在由和轴上的 三点所确定的平面内 这三点分别对应于在区区和区将给出所需基本传输损耗的距离 实际上 这一程序可以归结为图所示的简单图解法 例如 假如频率的协调损耗为 要求的是从地球站沿图所示方向上的协调距离这里地球站处在区内 在给定的方位 角上距离区在同一方位角上区的长度为接着是区的未知长度 在这种情况下 图解法步骤如下 重复上述仅包括两个区域的至步骤 从点作一直线与线平行并与横轴交于点 确定完全位于区的协调距离在图上从原点沿纵轴标出这个距离 本例中为 如所示在点和点之间画一直线 从点出发平行于纵轴作一直线并与相交于点 测量间的距离为即为区的未知距离 协调距离为和距离之和本例中等于 图水平仰角修正值 图对各协调距离等值线作为时间百分数的协调损耗 图对各协调距离等值线作为时间百分数函数的协调损耗 图对各协调距离等值线作为时间百分数的协调损耗 图对各协调距离等值线作为时间百分数的协调损耗 图对各协调距离等值线作为时间百分数的协调损耗 图对各协调距离等值线作为时间百分数函数的协调损耗 图对不同雨区以水滴散射距离为参数作为时间百分数函数的传输损耗 图对不同雨区以水滴散射距离为参数作为时间百分数函数的传输损耗 图对不同雨区以水滴散射距离为参数作为时间百分数函数的传输损耗 图对不同雨区以水滴散射距离为参数作为时间百分数函数的传输损耗 图对不同雨区以水滴散射距离为参数作为时间百分数函数的传输损耗 图距离与雨散射距离的关系曲线 图各雨区降雨率的统一累积分布 图国内雨区分布图 图确定含区和区的混合路径 协调距离的例子 图确定含区区和区的混合路径 协调距离的例子 附录 绕射损耗计算 补充件 单刃形绕射损耗的计算 在工程设计中 为了计算上的方便 常常采用近似法计算绕射损耗 绕射损耗的近似计算公式如下 式中绕射损耗 路径余隙 自由空间余隙 其中分别为两站天线海拔高程 障碍物的标高 标高低的天线至障碍物的距离 两站间距离 等效地球半径系数 地球半径 其中波长 多刃绕射的计算 在计算多刃绕射损耗之前 首先看是否能合并如图所示 连接干扰源天线与被干扰接收机天 线以路径最大第一费涅尔区半径作一平行于的线 这条线截出了各障碍物之间的距 离和如果这个距离小于两相邻障碍物的宽度之和 则可等效为一个障碍物来计算 如果两障碍物之间的距离大于两障碍物的宽度之和时 则应分开计算 在多障碍物绕射的情况下 一般将这些障碍物等效为几个单一障碍物的绕射计算 然后取其绕射损 耗和 两个障碍物 设图的断面中有两座尖山连接两天线求得它们分别阻挡由单障碍物 绕射计算中 我们知道绕射损耗与阻挡点的位置及阻挡空隙大小有关图可以分别视为两个断面情 况下 单个绕射损耗的分贝和一个是断面中仅有绕射 另一个是断面中仅有绕 射的情况 总的绕射损耗为它们的分贝和 多个障碍物 象图所示的个障碍物绕射时 先选择一个主要障碍点选择的办法是连接设 点的余隙分别为各点的分别为求得每点的值 选取 值最小者作主要障碍点 设图中为主要障碍点 先在整个断面中求得的绕射损耗 其他 各障碍点在各自的小断面图中分别求得其绕射损耗 决定小断面图的方法是从主障碍点起 顺次分 别与构成各点绕射损耗的参数如表所示 表 参数 障碍物 断面图 障碍物的断面理应由构成 但因在断面中为正值 因此顺次向下推移 在为正时 仍然用为开路为半开路方法来判断和计算障碍物的影响 总的 绕射损耗为 单圆形障碍物的绕射 在实际地形断面中 起伏缓慢的丘陵地带 其断面变化不剧烈 这种障碍物称为圆形障碍物 其绕射 损耗可用下面方法计算 先将干扰天线与被干扰天线连成一条直线从断面图中障碍物的最高点垂 直向下量这里取等于该点的通过的下端作一平行于的直线与障碍物相交于两点 量得这两点的障碍物宽度求得障碍物的地形参数 式中 由参数在图上求得空隙为零时的绕射损耗线路的绕射损耗可以简单地求 得 其中 在闭路区应为负值 光滑球面绕射 光滑球面绕射损耗的近似计算公式如下 式中两天线间的归一化长度 天线的归一化高度 式中路径长度 等效地球半径 天线高度 频率 是一个与地型 频率和极化类型有关的参数 对于本标准所考虑的频段可近似为 距离项函数 高度增益项函数 这里表示地面导纳归一化因子 并由下式给出 对于水平极化 对于垂直极化 式中等效地球半径 介电常数 大地导电率 不同地面的电特性参数值见表 表 地形 参数变化范围平均值 海水 淡水 湿土 干土 图 附录 地球站水平方向上的天线增益 参考件 概述 地球站周围实际水平方向上的天线增益分量和天线主波束轴与所考虑的水平方向之间的夹角成 函数关系 所以需要知道每个方位角的值 从纬度的地球站看 对地静止卫星的仰角和方位角是唯一相关的 图中以矩形仰角 方位 角曲线图示出对地静止卫星可能位置的弧度 每一弧度对应于一个地球站纬度 在确定较大值时 球面坐标系的平面图象可能产生误差但是 因为天线方向图在大角时 的变化非常不敏感 所以对水平天线增益误差不会有多大的重要影响 此处所介绍的图解法 空间站可设置在沿着轨道圆弧的任何地方 但是 为了协调 应使用给定的轨 道位置因此 如图所示 这个位置作为一点表示出来从这点开始 确定角 特殊的相对卫星经度事先可能并不知道但即使知道 也还有增加新卫星和重新设置卫星的可能 性所以建议把整个或部分可用圆弧看作后续卫星的位置 确定的数字法 在给出计算的等式之前 先给出下列可能用到的辅助等式 是对于地球站位于北半球 卫星位于地球站西边的情况 是对于地球站位于北半球 卫星位于地球站东边的情况 式中地球站纬度 卫星和地球站间的经度差 地球站和星下点之间的大圆弧 从地球站方向看去的卫星方位角 从地球站方向看去的卫星仰角 相关方向的方位角 相关方位角上的水平仰角 主波束轴线与相关方位角上的水平方向之间的夹角 轨道半径 地球半径 假定为 以上所有弧度 单位为 度 确定的图解法 把选用的正确弧度或弧度段适当地标在图上 再把水平断面图加绘在图上如图 所示 图是一个例子 地球站位于纬度 而所希望定位的卫星位置是在经度和间的 某处 对于局部水平上的每一点来说 可根据仰角标度确定并测量到达圆弧的最小距离 图的实 例说明方位角和水平仰角测定角的值 测得的值为 所有方位角都按上述程序去作 用适当增量 即可得出的关系 天线增益的确定 利用地球站实际天线方向图或利用给出近似值的式子 根据方位角的函数 通过关系式可 导出水平天线增益假如 天线直径与波长之比不小于应使用下列等式 式中天线直径 波长 第一旁瓣增益 等于 度 度 对于的比值小于的天线 不能使用上述的参考天线方向图在没有实测数据和可供引用 的建议时 可采用下述公式预测 式中天线直径 波长 第一旁瓣增益 等于 度 图同步卫星的弧度位置 在地面纬度处的地球站可视同步卫星弧度 地球站与星下点的经度差 卫星经度在地球站经度之东 卫星经度在地球站经度之西 卫星经度等于地球站经度 图求解角的示例 在地面纬度处的地球站可视同步卫星弧度 水平剖面图 地球站与星下点的经度差 卫星经度在地球站经度之东 卫星经