1、STDeITU-R HDBK HCR-ENGL 1991 W 4855232 05435bb TIT BI CCIR COMITE CONSULTATIF INTERNATIONAL DES RADIOCOMMUNICATIONS INTERNATIONAL RADIO CONSULTATIVE COMMITTEE COMIT CONSULTIVO INTERNACIONAL DE RADIOCOMUNICACIONES MANUEL DES COURBES DE PROPAGATION DE LA SURFACE DE LA TERRE DES ONDES RADIOLECTRIQUES A
2、U-DESSUS HANDBOOK OF CURVES FOR RADIO WAVE PROPAGATION OVER THE SURFACE OF THE EARTH MANUAL DE CURVAS DE PROPAGACIN DE LAS ONDAS RADIOELCTRICAS SOBRE LA SUPERFICIE DE LA TIERRA UNION INTERNATIONALE DES TELECOMMUNICATIONS INTERNATIONAL TELECOM MUN CATION UN ION UNION INTERNACIONAL DE TELECOMUNICACION
3、ES Genve, 1991 CCIR COM ITE CONSULTATIF INTERNATIONAL DES RADIOCOM MUN CATIONS INTERNATIONAL RADIO CONSULTATIVE COMMITTEE COMIT CONSULTIVO INTERNACIONAL DE RADIOCOMUNICACIONES I MANUEL DES COURBES DE PROPAGATION DE LA SURFACE DE LA TERRE DES ONDES RADIOLECTRIQUES AU-DESSUS HANDBOOK OF CURVES FOR RAD
4、IO WAVE PROPAGATION OVER THE SURFACE OF THE EARTH MANUAL DE CURVAS DE PROPAGACIN DE LAS ONDAS RADIOELCTRICAS SOBRE LA SUPERFICIE DE LA TIERRA UNION INTERNATIONALE DES TELECOMMUNICATIONS INTERNATIONAL TELECOMMUNICATION UNION UNION INTERNACIONAL DE TELECOMUNICACIONES Genve, 1991 - - STD*ITU-R HDBK HCR
5、-ENGL 1771 = 4855212 0543568 892 9 1 TABLE DES MATIERES 1. 2. 3. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -. . . . . . . . . . . . . . . . . Theorie et mthode de calcul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Courbes de propagation de Ionde de sol . . . . . . . . . . . . .
6、. . . . . . . . 4. Prsentation des courbes . . . . . . . . . . . . . . - . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figures 1 246 Annexe I Courbes de propagation de londe de sol pour les frquences comprises entre 10 Wlt et 30 MHz . . . . ?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Annexe II Diag
7、rammes auxiliaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . fige 7 7 8 9 23 269 323 _ STD*ITU-R HDBK HCR-ENGL 1991 M 4855212 05435b9 729 = 3 TABLE OF COhTEhTS Page 1. Introduction . 13 2. Theory and method of calculation . 13 3. Ground wave propagation cumes. . 14 4. Present
8、ation of the curves 15 . Figures 1 to 246 23 Ground-wave propagation curves for frequencies between 10 1;Ht and 30 MHz AnnexII Awciliqdiagrams. 339 Annex I 287 . Previous page is blank STD-ITU-R HDBK HCR-ENGL mi m 4455232 0543570 440 m Pgina 1. Introdu b) la Terre est homogne en ce qui concerne ses
9、caractristiques lectriques; c) lindice de rfraction radiolectrique varie exponentiellement avec la hauteur comme indiqu dans la Recommandation 369 du CCIR N(h)= 315 exp(-0,136 h) pour h (km) d) lionosphre na pas dinfluence; e) le mcanisme de diffusion troposphrique na aucune influence. 3. Courbes de
10、 propagation de ronde de sol Les 1 476 courbes principales sont runies en 246 figures. Elles sont groupes en ensembles, selon ia polarisation, ia frquence et les caractristiques lectriques de la Terre. Les caractristiques lectriques de ia surface de ia Terre sont reprsentatives de leau de mer, de le
11、au douce, dun bon sol, dun sol moyen et dun sol mdiocre. Les valeurs effectives de la conductivit et de la permittivit relative varient avec ia frquence conformment ia Recommandation 527 du CCIR. Les valeurs initiales 10 MHz sont donnes ci-aprs: STDaITU-R HDBK HCR-ENGL 1771 4855232 0543573 L5T m Typ
12、e de surface Conductivit Permittivit S/m) relative - Eau de mer Eau douce Bon sol Soi moyen Sol mdiocre 5 0,003 0,o 1 0,oo 1 0,0001 Pour la Dolarkation horizontale. le chamo est 70 80 30 1s 3 Dratiauement indDendant des caractristiques lectriques pour des frquences suprieures - enviion 30 MHz. Des c
13、ourbes pour toutes les surfaces sont prsentes pour 10 et 30 MHz. Les courbes pour la polarisation horizontale et pour les frquences suprieures 30 MHz ont t calcules avec des valeurs de conductivit et de permittivit relative correspondant un sol moyen pour des frquences 100, 300, 1 000, 3 O00 et 10 O
14、00 MHz. Pour la polarisarion verticale, les courbes ont t calcules pour leau de mer toutes les frquences. Pour leau douce et le sol, le champ polarisation verticale est pratiquement indpendant des caractristiques lectriques des surfaces pour des frquences suprieures environ 300 MHz. Pour les frquenc
15、es de 1 000, 3 O00 et 10 O00 MHz, les courbes ont t calcules avec des valeurs de conductivit et de permittivit relative correspondant un sol moyen. Pour les frquences de 10, 30, 100 et 300 MHz, les courbes sont prsentes pour leau douce et les trois types de sol. Les courbes ont t calcules pour des h
16、auteurs de terminal de 1, 3, 10, 30, 100, 300, 1 O00 et 3 O00 m. Ces valeurs forment 36 couples de hauteurs de terminal. Chaque figure contient six courbes correspondant six des couples de hauteurs de terminal. Pour amliorer la visibilit, les courbes commencent soit au dernier minimum de la propagat
17、ion par trajets multiples, soit une distance minimale quexige la thorie. Lhorizon radiolectrique pour chaque couple de hauteurs de terminai est indiqu par un petit point sur les courbes. 4. Prsentation des courbes Les courbes sont donnes dans les Fig. 1 246. Les courbes pour la polarisation horizont
18、ale sont donnes dans les Fig. I 90 et celles pour la polarisation verticale dans les Fig. 91 246. Afin daider lutilisateur trouver une ou plusieurs courbes particulires, les Tableaux Ia et Ib ci-apres, fournissent les numros des figures donnant les courbes et ce, en fonction de la polarisation, de l
19、a frquence et du type de sol. Les valeurs prcises des paramktres utiliss pour le calcul de chaque courbe sont indiques sur les figures. STD-ITU-R HDBK HCR-ENGL 1991 W 4855212 0543574 O96 II 10 30 100 1- 6 31-36 61-66 7-12 37-42 61-66 13-18 43-48 61-66 19-24 49-54 61-66 25-30 55-60 61-66 10 300 loo0
20、3OOo loo00 67-72 73-78 79-84 85-90 67-72 7+78 79-84 85-90 67-72 73-78 79-84 85-90 67-72 7378 79-84 85-90 67-72 7378 79-84 85-90 TABLEAU Ia - Numros des figures donnant les courbes pour la polarisation horizontale 10 30 91-% El-126 97-102 127-132 103-108 u3-u8 109-114 l39-144 115-120 145150 Eau de me
21、r Eau douce Bon sol Soi moyen Soimdiocre 100 300 loo0 3OOo 10 o00 151-156 181-186 2ll-216 -228 235-240 157-162 1a7-192 2l7-Z! 229-234 241-246 163-168 l93m 217-222 229-234 241-246 169-174 199-204 2l7-Z2 29-a 241-246 175180 m210 27-Z! 229-234 241-246 TABLEAU Ib - Numros des figures donnant les courbes
22、 pour Ia polarisation verticale I Eau de mer Eau dou Bon sol Sol moyen Sol mdiocre MHZ REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES CCIR 119551 Atlas des courbes de propagation de londe de sol pour les frquences comprises entre 30 Mc/s et 300 Mc/s. UIT, Genve, Suisse. CCIR i9591 Atlas des courbes de propagation de l
23、onde de sol pour les frquences comprises entre 30 et 10 O00 Mc/s. UTT, Genve, Suisse. KIRBY, R.C. et HUGHES, K.A. 1989 Electronic Engineers Handbook. 3eme dition, section 18, paragraphe 76. Eds. D.G. Fink et D. Christiansen. McGraw-Hill, New-York, NY, Etats-Unis dAmrique. ROWERAM, S. 1981a Ground-wa
24、ve propagation. Partie I: Theory for short distances. Proc. IEEE. Partie F, Vol. 128, 5, 275-284. ROTHERAM, S. 1981b Ground-wave propagation. Partie II: Theory for medium and long distances and reference propagation curves. Froc. IEEE. Partie F, Vol. 128, 5, 285-295. REMERCIEMENTS Ce Manuel est le f
25、ruit du travail de nombreuses personnes agissant dans un esprit de coopration internationale. Le Groupe de travail intrimaire 511 de la Commission dtudes 5, prsid par M. Ake Blomquist (Sude) a fourni lorientation gnrale des travaux. Les quations thoriques de base ont t formules au Royaume-Uni par M.
26、 Stephen Rotheram. M. R. S. Gill a crit le programme informatique en Fortran. Nous sommes reconnaissants GEC-Marconi Ltd. pour leur soutien. Le programme informatique initial a t modifi pour faciliter la production des courbes aux Etats-Unis dAmrique par M. John F. Cavanagh, qui a galement mis au po
27、int le logiciel traceur et fourni les courbes dfinitives produites dans ce Manuel. Enfin, la coordination gnrale des travaux et la finalisation de ce Manuel ont t effectuees par M. Kevin A. Hughes, Conseiller-Ingnieur au Secrtariat du CCIR. STD.ITU-R HDBK HCR-ENGL 1991 4855212 0543576 969 13 HANDBOO
28、K OF CURVES FOR RADIO WAVE PROPAGATION OVER THESURFACEOFTHEEARTH This is the third publication of ground wave propaption curves by the International Radio Consultative Committee. At the time of the pubiication of the previous (zuves CQR, 1955,19591 it was recognized that a more realistic representat
29、ion of ground wave fields at great heights above the surface of the Earth would be given by a calculation which used a model of the refractive index of the atmosphere which varied exponentially with height. The older curves were computed with a linear model of the atmosphere. An annex to the curves
30、contained information on how the field values could be adjusted at great termiuai heights. In this Handbook, the mes have been computed for an exponential model of the refractive index of the atmosphere as presaibed in CCIR Recommendation 369 in response to the directive of the CCIR as set forth in
31、Resolution 72 The scope of this Handbook has been expanded from that of the previous curves. The curves have been computed for sea water, fresh water and for three merent types of land surface. The range of frequencies has been expanded and more pairs of terminal height are displayed The presentatio
32、n of the curves has been modified in response to current radio engiueering requirements. The radio wave field is expressed in terms of loss relative to the free space propagation loss. A combmed logarithmic and linear distance de has been used to emphasize the field at shorter distances. It must be
33、emphasized that these curves are theoretical reference curves. They are very usefui for illustrating the influence of frequency, poiariZation and elechical characteristics of the surface of the Earth on wave propagation. They may also be used to test the range of vaidity of other wave propagation mo
34、deis which are simpler for computation. The curves do not reflect the infiuence of terrain irregdarities. The an-iiution of tropospheric scatter propagation, which can ham a transmision loss of 60 dB or more below free space beyond the horizon, is not included. For these reasons, if the curves are u
35、sed to estimate either interference fields or coverage fields, the above factors should be taken into accouit. 2. Theory and method of calculation The theory of ground wave propagation is nearly as old as radio communications. The 6rst theory was formulated by Sommerfeld in the year 1909. The theore
36、tid formulation use to calculate the curves in this Handbook was devised by Rotheram 19la, b. The details of the theory will not be repeated here. A short summary of the methods of calculation is given below. The theory represents a solution to Maxwells quations for a source near a smooth spherical
37、homogeneous lossy dielectric surface surrounded by a medium whose index of refraction decreases exponentially with distance from the sphere. The solution requires the use of dinerent mathematical methods in each of three regions. sour, which are beyond the region of mutual visiiility, a At long dist
38、ances from the transmitting residue series fonnulaion is employed. This formuhiion is similar to the residue series found in solutions for a linear refractive model Kirby and Hughes, 199. The residue series uses up to nine terms and an accelerated convergence technique to achieve the desired accurac
39、y. At very long distances, ody the first term Previous page is blank STD*ITU-R HDBK HCR-ENGL 3993 4855232 0543577 BT5 14 Surfaatype seawater Fresh water Good soil Medium soil Poor soil of the series is significant and, in this case, the field canbe -res4 as the product of a distance term and two hei
40、i gain terms which are functions of the terminal heights Conductivity Relative (S/m) permittivity 5 70 0.003 80 0.01 30 om1 15 O.anIl 3 For short diuancesand near the surface of the Earth (in terms OfwaveIength), an (d) the ionosphere has no innuence; (e) the tropospheric b) que la Tierra es homogne
41、a en lo que se refiere a sus caractersticas elctricas; c) que el ndice de refraccin de las ondas radioelctricas vara exponenaalmente con la altura, segn lo especificado en la Recomendacin 369 del CCIR d) que la ionosfera no ejerce ninguna influencia; e) que el mecanismo de dispersin troposfrica no e
42、jerce ninguna influencia. 3. Curvas de propagacin de ias ondas de superficie Hay 1476 curvas principales incluidas en 246 figuras. Estas se encuentran agrupadas en conjuntos de acuerdo con la polarizacin, frecuencia y las caractersticas elctricas de la Tierra. Las caractersticas elctricas de la supe
43、rae terrestre son representativas del agua del mar, del agua dulce y de los terrenos de caractersticas favorables, intermedias y desfavorables. Los valores reales de la conductividad y de la permitividad relativa vman con la frecuencia, de acuerdo con la Recomendacin 527 del CCIR. Se indican seguida
44、mente los Valores iniciales a 10 MHz. STD.ITU-R HDBK HCR-ENGL 3993 4855232 05Y3582 Lh2 Tipo de superfiae Agua de mar Agua dulce Terreno de caractersticas favorables Terreno de caractersticas intermedias Terreno de caractersticas desfavorables Conductividad (S/m) 5 0,003 0,Ol 0,001 0,oOol Permit ivid
45、ad relativa 70 80 30 15 3 19 Para la polarizacin horizontal, el campo es prcticamente independiente de las caractersticas elctricas para frecuencias por encima de unos 30 MHz. Para todas las superficies, se presentan las CUNS correspondientes a 10 y 30 MHz Las curvas de polarizacin horizontal corres
46、pondientes a frecuencias superiores a 30 MHz se calcularon con los valores de conductividad y permitividad relativa del terreno de caractersticas intermedias para frecuencias de lOo,Mo,lO00, 3ooo y 10 O00 MHz En el caso de polarizacin vertid, las curvas se han calculado para el agua del mar y toda l
47、a gama de frecuencias. Para agua dulce y superficie terrestre, el campo electromagntico con polarizacin vertical es prcticamente independiente de las caractersticas elctricas del terreno, en el caso de frecuencias superiores a unos Mo MHz, y las curvas para frecuencias de 1O00,3O y 10 oOo MHz se han
48、 calculado para valores de conductividad y permitividad relativa correspondientes a terreno de caractersticas intermedias. Para frecuencias de 10,30,100 y 300 MHz, las curvas de presentan en condiciones de agua dulce y los tres tipos de terreno. Las curvas se calcularon para alturas de los terminale
49、s de 1,3,10,30,100,300, loo0 y 3O m. Estos valores forman 36 pares de alturas de terminales. Cada figura contiene seis curvas correspondientes a seis de los pares de alturas de terminales. A fin de facilitar la lectura, las curvas comienzan en el ltimo mnimo de trayectos miltiples o a alguna distancia mnima requerida p
