ITU-R P533高频传播预测方法.doc

高频传播预测方法附件1内容1 引言2 控制点的位置3 基本操作最高可用频率3.1 基本最高可用频率3.2 E层临界频率(foE)3.3 E层基本MUF3.4 F2层特性3.5 F2层基本MUF3.5.1 低阶模式3.5.1.1 上限为的路径(km)3.5.1.2 大于的路径(km)3.5.2 高阶模式(路径上限9000km)3.5.2.1 上限为的路径(km)3.5.2.2 大于的路径(km)3.6 路径中运作的MUF4 E层最大截止频率5 平均天波场强5.1上限为7000km的路径5.1.1 考虑的模式5.1.2 仰角5.1.3 场强确定5.2 超过9000km的路径5.3 7000-9000km内的路径6 平均可用接收功率7 月平均信噪比8 天波场强，其他时间百分比时的可用接收信号功率和信噪比9 最低可用频率(LUF)10 基本线路可靠性(BCR)1 引言估计230MHz频率间的可靠性和兼容性的传播预测方法最初是由ex-CCIR的6/12 Interim工作组在1983年提出的，后来又在世界无线管理二次会议计划将高频段用于广播业务时进一步考虑。该方法使用射线路径分析了7000km内的路径，超过9000km时使用复合模式的经验公式，7000-9000km之间时可在两种方法间平滑的转变。月平均基本MUF，给定增益的无损耗接收天线的接收功率和入射天波场强已经确定。信号强度根据ITU-R测量数据库已经标准化了。该方法需要确定一些电离层特性和一些特定“控制点”的传播变量。2 控制点的位置假设沿发收位置间大圆路径上的传播是E模式(4000km内)和F2模式(所有距离)。依赖路径长度和反射层，控制点可按照表1来选择。表1由基本MUF，E层临界频率，射线路径的镜反射高度和电离层吸收确定控制点的位置 a) 基本MUF和相关的电子旋转频率 b) E层临界频率 c) 射线路径的镜反射高度 d) 电离层吸收和相关的电子旋转频率M：路径中点T：发射位置R：接收位置：F2模式最大跳距：最低阶模式的跳距3 基本操作最高可用频率估计运作的最高可用频率，也就是无线业务运作的可接受的最高频率，有两个过程：首先，根据电离层变量估计基本MUF，其次，确定在基本最高可用频率以上频率传播的修正因子。3.1 基本最高可用频率根据相关电离层临界频率和跳距因子计算各种传播模式的基本MUF。3.2 E层临界频率(foE)3.3 E层基本MUF根据表1a确定的控制点计算foE，2000-4000km内就选择更小的值。长度为的跳E模式基本MUF为 (1)其中是110km高度入射角3.4 F2层特性3.5 F2层基本MUF3.5.1 低阶模式3.5.1.1 上限为的路径(km)根据反射高度确定最低阶模式阶数，而反射高度可通过路径中点的控制点计算 -176km or 500km，选择最小值 (2)在该模式下，F2层的基本MUF： (3)其中：电子回旋频率，高度300km，根据每个控制点确定 (4)with (5) (6)其中 和 ：3000km时的值，或者是2，选大的一个3.5.1.2 大于的路径(km)路径长度为的最低阶模式的基本MUF等于(3)式确定的的较小值。3.5.2 高阶模式(路径上限9000km)3.5.2.1 上限为的路径(km)n跳模式F2层基本MUF可按3到6式计算。3.5.2.2 大于的路径(km)根据计算n跳模式的F2层基本MUF (7)其中 (8)两个控制点计算的值选择更小的一个。3.6 路径中运作的MUFThe path operational MUF大于F2模式和E模式的operational MUF。对于E模式，operational MUF等于基本MUF。4 E层最大截止频率对于通信距离在9000km以内，均要考虑E层对F2层的截止问题。当通信距离d2000km时，按表1b取距电路两端各1000km处控制点计算出的foE的大者，计算E层的最大截止频率 (9)其中 (10)： 高度110km时的入射角：地球半径，6371km：F2层模式仰角5平均天波场强预测的场强是月平均值。5.1上限为7000km的路径5.1.1 考虑的模式最多三阶E模式(路径4000km内)和6阶F2模式，每种都必须按照下面的标准：E模式 一跳距离在2000km内的最低阶模式，或是下两个高阶模式中的一个 高度110km仰角大于等于3度时的反射F2模式 一跳距离在km内的最低阶模式，或是下五个高阶模式中的一个 有按第4节计算的小于operating频率的E层最大截止频率。5.1.2 仰角应用到所有频率的仰角 (11)其中 ：n跳模式的跳距 ：等效平面反射高度 E模式时110km F2模式时是时间，位置和跳距的函数。F2模式的反射高度按下面计算： and or 1.8 选大的一个a) 以及时， or 800km，选较小的其中： 和大于等于0 其他情况 是距离和跳距的函数： b) 以及时， or 800km，选较小的其中 大于等于0 其他情况 or 0.1，选大的 or 0.65 ，选小的c) 时 or 800km，选小的路径长度在(km)内由路径中点来计算。5.1.3 场强确定平均场强： dB(1)其中： 发射频率(MHz)： 发射功率(dB(1)：射线路径损耗：虚拟倾斜范围(km) (17)：发射天线增益：n跳模式的系数损耗 其中 or 0.02 ，取大者 ： 110km处的入射角：控制点的数量(由表1d得到)：电子旋转频率均值，：第j个控制点的太阳天顶角和102度之间较小者：本地时间正午时的值：根据图1得到的当地正午吸收因子：根据图2得到的吸收层穿透因子：图3得到的日吸收指数对于大于基本MUF的频率，：“大于MUF”的损耗给定模式下频率小于等于MUF()时 E模式下时： or 81 dB ，取小者F2模式下时： or 62 dB ，取小者：在中间反射点的地面总反射损耗： 对于n跳模式 dB：表2给出的极光和其他信号损耗因子。：天波传播效应的区间。目前推荐值是9.9dB合成等效平均天波场强 dB(1) (25)5.2 超过9000km的路径在该方法中，通过把路径按跳距长度(不超过4000km)等分成最小数量来预测。等效的平均场强： dB(1)是功率3MW时的自由空间场强： dB(1)是根据17式和11式在300km时的值。：仰角在0-8度时发射天线增益的最大值：长距离上场强增加值 dB 当是的倍数时，会趋于无穷大，所以它被限制在15dB：与概念相似的区间。目前推荐值是-3.7dB注释1和都是独立于预测方法中其他部分的，因此其他部分的改变都伴随和的变化。：标准频率的上限值。由表1a独立的两个控制点确定，最小值是： MHz： F2(4000)MUF = 1.1F2(3000)MUF：本地正午时间的值： 24小时内的最小值表3给出了，。大圆路径的方位角由整个路径的中心来确定，：标准频率的下限值。 (31)不适合较大的值。时，等于0。：高度为90km时入射角：表4：冬季异常因子每小时都要计算直到本地时间，其中： MHz在下面的3小时：是后的时间(小时)。接下来的时间直到31式给出了更高的值。5.3 7000-9000km内的路径在该距离范围内天波场强由和插值来确定。 dB(1) (34)其中 路径基本MUF等于3式中的较小的值。6 平均可用接收机功率距离7000km以内，场强按5.1节的方法计算，给定的模式下频率为(MHz)时的天波场强为 dB(1)，相应的信号入射方向根据增益为的无损耗接收天线的信号可用功率为(dBW) dBW (35)总的平均可用信号功率(dBW)是各种不同模式下的功率之和，每种模式的值都依赖于该模式入射方向的接收天线增益。N个模式的总和为 dBW对于超过9000km距离，场强按5.2节的方法计算，是合成模式的结果。