GB T 14617.2-1993 陆地移动业务和固定业务传播特性 第二部分100－1000MHZ固定业务传播特性.pdf

1、中华人民共和国国家标准陆地移动业务和固定业务传播特性第二部分固定业务传播特性发布 实施国家技术监督局发布中华人民共和国国家标准陆地移动业务和固定业务传播特性第二部分固定业务传播特性国家技术监督局 批准 实施主题内容与适用范围本标准规定了工作在 固定业务有关的传播特性 主要内容包括视距传播 超视距传播干扰分析和林区传播计算等本标准适用于 内的中小容量的模拟通信系统和数字通信系统引用标准陆地移动业务和固定业务传播特性第三部分视距微波接力通信系统传播特性术语无线电地平线从无线电点源发出的直射线考虑到折射效应 与地球表面相切的点的轨迹视距传播直射线与地面障碍物有足够的余隙而可忽略其绕射效应的两点之间的

2、传播超视距传播接近地面的发射点和超出无线电地平线点之外的接收点之间的对流层传播对流层散射传播借助于对流层折射指数的不均匀性和不连续性所引起的散射而形成的对流层无线电波传播等效地球半径系数等效地球半径与真实地球半径之比叫做等效地球半径系数 这个系数与折射指数的垂直梯度与真实地球半径 有关视距传播自由空间传输损耗计算公式式中 自由空间传输损耗路径长度工作频率地面引起的干涉衰减对于完全导电的光滑地面相对于自由空间附加路径传输损耗是直接波和地面反射波之和 按下式计算式中 由地面引起的干涉衰减工作波长直射波和反射波的路程差这几个参数的几何关系见图对于较小的擦地角 可用如下近似式式中 天线离开地面的高度天

3、线离开反射面的高度等效地球半径地球真实半径等效地球半径系数反射点至两天线的距离 可用如下方程组求解图 路径几何关系图绕射损耗的计算在传播路径上往往会遇到一个或多个障碍物 为了估算这些障碍物的附加绕射损耗通常是将障碍物的形状理想化 一种情况是当障碍物的厚度相对较窄时 可假定为刃形障碍 另一种情况是当障碍物的厚度相对较宽时可假定为扁平的物体 并在顶部可定义出曲率半径 这种障碍物称为非刃形障碍单刃形绕射损耗的计算在工程设计中为了计算方便常常采用近似法计算绕射损耗 其近似计算如下式中 由单刃形绕射引起的损耗绕射损耗参数路径余隙上述几个参量如图 所示图 接力段地形剖面示意图单圆形障碍物绕射损耗的计算式中

4、 由单圆形障碍物引起的绕射损耗余隙为零时的绕射损耗自由空间传播路径余隙地形参数 近似计算公式为为与 有关的参数其对应关系如表表 与 的对应值图 确定 值示意图数值 的确定 见图 先将收发天线连成直线 然后 在障碍顶点向下截取等于自由空间余隙处作一条平行于 的直线 最高障碍物在这条平行线上所截取的 即为这里 是第一费涅尔区半径刃形与圆形障碍物的判别刃形与圆形障碍物可按下式来判别如果则此时可视为理想刃形平均起伏地形绕射损耗当接力段的段面形状介于刃形绕射和光滑球面绕射之间且 大于 时可用如下简便公式衰落概率的预测见 中的附录视距干扰传输损耗的预测传输损耗可按下式进行预测式中 视距干扰传输损耗瞬时聚焦

5、效应和大气中各射线之间干扰的统计之和对应于各个时间百分比如表 所示表 不超过 时间的 值超视距传播传播机制与路径分类传播机制频段的超视距传播机制 主要是对流层散射和绕射包括障碍绕射和光滑球面绕射 本章只考虑这样的机制 在较少的时间 也可能出现异常的层反射和对流层波导 这属于反常传播机制 在 超视距干扰一章考虑路径分类路径分类根据标准大气折射条件下的等效地球表面上的路径剖面进行障碍绕射路径路径上有一至四个孤立障碍物相邻障碍物间及离收发两点距离最近的障碍物与收发两点间的视线都不被地球曲面阻挡光滑球面路径路径表面起伏不大 没有任何突出障碍物混合障碍路径路径上有一至三个孤立障碍物相邻障碍物间及离收发两

6、点距离最近的障碍物与收发两点间的视线中有一处被地球曲面阻挡障碍林立路径路径上有四个以上的障碍物 其中可能包括地球曲面阻挡超视距传输损耗不同传播机制下的传输损耗总传输损耗的计算式中 绕射损耗刃形障碍绕射损耗单一刃形障碍绕射损耗参见 条对于多重刃形障碍式中 起作用的障碍总数第 重主障碍的绕射损耗第一重主障碍为全路径上绕射参数最大的障碍第二重主障碍为被第一重主障碍分成的两段路径上主障碍中参数最大者 依此类推单圆形障碍物绕射见 条其中光滑球面绕射损耗光滑球面的绕射损耗可按下式计算式中 两天线间的归一化路径长度两天线的归一化高度对于所有频率的水平极化波 以上陆地用的垂直极化波或 以上海洋用的垂直极化波

7、可近似取对于 陆地用的垂直极化波或 海洋上用的垂直极化波 必须看成 的函数进行计算而把 忽略不计 此时按下式计算对于两种不同的极化水平极化垂直极化距离项函数高度增益项函数式中 相对介电常数大地导电率不同地面的电特性参数 值见表表 值地形参数变化范围 平均值海水淡水湿土干土综合绕射损耗当路径上既发生障碍绕射又发生球面绕射时 综合绕射损耗按下式确定式中 综合绕射损耗球面绕射损耗刃形障碍 单一或多重 绕射损耗在计算 时假定障碍不存在 在计算 时地球曲面阻挡也按一个刃形障碍考虑对流层散射传播年度传输损耗大于 的时间的年度对流层散射传输损耗如下预测式中 时间内的传输损耗不超过的值最小散射角 即收 发无线

8、电地平线间的夹角毫弧度天线口面介质耦合损耗分别为收发天线的增益分别为气象参数因子和大气结构参数 见表表征对数正态分布斜率为 的函数 范围内 的典型值见表和 时间的传输损耗差和 型气候区的 如下确定区区型气候区的 由图 确定 其中 为路径长度与收 发端视距和的差图 型气候区有关气候区类型为 区 大陆性亚热带区 海洋性亚热带区 沙漠区 大陆性温带区 海洋性温带陆地区 海洋性温带海面以上各区的气象因子和大气结构参数见表表 气象因子和大气结构参数气候区表 的典型值最坏月份传输损耗最坏月份对流层散射传输损耗 由 条中年度传输损耗加以修正得到 此项修正由图 确定图 最坏月份和年度传输损耗差不同路径上的传输

9、损耗障碍绕射路径传输损耗对于 频段 孤立障碍均近似按刃形障碍处理单一障碍绕射路径传输损耗由 式确定二至四重障碍绕射路径传输损耗由 式确定光滑球面路径传输损耗取参考距离值式中 收 发端视距和当路径长度小于 时 按光滑球面绕射处理 传输损耗由 二式确定当路径长度大于 时按对流层散射处理 传输损耗按 条中方法确定当路径长度在 和 之间时按光滑球面绕射和对流层散射求出传输损耗 然后取其中较小的一个混合障碍路径传输损耗当路径长度小于参考距离 时按综合绕射处理传输损耗由 二式确定当路径长度大于 时按对流层散射确定传输损耗当路径长度在 和 之间时分别按综合绕射和对流层散射确定传输损耗 然后取其中较小的一个障

10、碍林立路径传输损耗按对流层散射确定林区传播林区传播受树林影响对于固定业务林区传播按天线高出局部树顶或在树林外部的场合考虑其传播预测按等效地形上的传播处理此等效地形上任意点的高度等于该点的真实地形高度加树顶高度再减去树顶高度缩减量 此高度缩减量如图 所示 单一突出树丛按刃形障碍处理 等效刃形障碍位置 按树丛离路径两端中较近的一侧的树丛边缘确定图 树顶高度缩减超视距干扰干扰路径分析根据干扰路径地面确定等效地球半径式中 地面以上 处和干扰路径地面的 值之差在各月中的最大值根据 式计算 的等效地球表面上的干扰路径剖面按 条中原则进行分析 从而确定干扰路径类别干扰信号电平单一干扰源产生的干扰电平按下式确

11、定式中 干扰信号发射功率干扰台在被干扰台方向的发射天线增益被干扰台在干扰台方向的接收天线增益干扰路径传输损耗不同传播机制下的干扰路径传输损耗绕射传播机制下的干扰路径传输损耗这种传播机制下的干扰预测适用于 的时间干扰传输损耗预测方法 与 条中所述相同 其中 刃形障碍绕射损耗按 条中方法计算球面绕射损耗按 条中方法计算 综合绕射损耗按 条中方法计算对流层散射机制下的干扰路径传输损耗这种传播机制下的干扰预测 适用于 的时间当干扰路径上收端或发端有很高的地形地物屏障时 也适于 以下的时间这种机制下的干扰传输损耗按 条中 式预测但是其中的 需要代之以并且 是干扰出现的时间百分数反常传播机制下的干扰路径传

12、输损耗超折射与对流层波导之类的反常传播机制下的干扰预测 适用于 以下的时间对于 频段 这种机制下的干扰传输损耗如下确定式中 时间内的传输损耗不超过的值与无线电气候区 频率和时间百分数有关的衰减率的值见表与地形不规则度 路径上 和 的地形高度值的差 有关的衰减率区区式中 耦合损耗 其值与气候区和时间百分数的关系列于表发收信端地平线仰角所引起的附加绕射损耗式中 发收信端的附加绕射损耗发收信端的地平线仰角度发收信两端的视距障碍物曲率半径式适用于 以下的 值相应的无线电气候区划分如下区 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 之外的其他所有陆地区

13、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 的圆面积当无线电路径涉及几个气候区时 式中的 应取所涉气候区的耦合损耗的平均值 式中代之以 其中 和 分别为 在 和 区中的值和 分别为无线电路径在 和 区中的长度表 在不同气候区的值区域表 耦合损耗区域时间百分数不同干扰路径上的传输损耗障碍绕射路径干扰传输损耗对于 时间的干扰 传输损耗按 条中方法确定其中涉及的绕射损耗按刃形障碍绕射计算对于 以下时间的干扰 传输损耗按 条反常传播中方法确定光滑球面路径干扰传输损耗对于 时间的干扰参考 式中的距离 或 决定传输损耗预测方法 该式中

14、的等效地球半径 按 式计算当路径长度小于 时 时间的干扰传输损耗按 条中方法确定 其中涉及的绕射损耗按光滑球面绕射计算当路径长度大于 时 时间的干扰传输损耗按 条对流层散射中方法确定当路径长度在 和 之间时先按 条中方法计算光滑球面绕射传输损耗 再按 条中方法计算 时间的对流层散射传输损耗 如果前者小于后者 按前者确定 时间的干扰传输损耗 如果后者小于前者 按 条中方法确定 时间的干扰传输损耗对于 以下时间的干扰 传输损耗按 条中方法确定混合障碍路径干扰传输损耗对于 时间的干扰 与 条类似参考所述距离 和 决定传输损耗预测方法当路径长度小于 时 时间的干扰传输损耗按 条中方法确定 其中涉及的绕射衰减按综合绕射计算当路径长度大于 时 时间的干扰传输损耗按 条中方法确定当路径长度在 和 时先按 条中方法计算综合绕射传输损耗 再按 条中方法计算 时间的对流层散射传输损耗 如果前者小于后者 按前者确定 时间的干扰传输损耗如果后者小于前者按 条中方法确定 时间的干扰传输损耗对于 以下时间的干扰 传输损耗也按 条中方法确定障碍林立路径以下时间的干扰传输损耗均按 条中方法确定附加说明本标准由国家无线电管理委员会提出本标准由邮电部第四研究所归口本标准由邮电部第四研究所和机械电子工业部二十二研究所共同起草本标准主要起草人刘胜祥张明高 雷斌奇