3. Nacini Prostiranja Radio Talasa

8/19/2019 3. Nacini Prostiranja Radio Talasa

1/204

Prostiranje radio talasa


2/204


3/204

N N ačiniačini prostiranja radio talasa prostiranja radio talasa

Prostiranje površinskim talasom talas se prostiredu" povr#ine Zemlje sledeći njenu prirodnu zakrivljenostProstiranje jonosferskim talasom koristi seme%anizam jonosferske refleksije

Prostiranje prostornim talasom- direktan talas (po liniji optičke vidljivosti (o/, ine of /ig%t 0

reflektovan talas (od povr#ine zemlje refrakcija talasa u ni"oj troposferi (zakrivljenje

Prostiranje rasejanjem 1 koristi me%anizam rasejanjaenergije radio talasa kao posledica turbulencija utroposferi (troposcatter, ne%omogenosti jonosfere(ionoscatter i jonoizacioni% tragova izazvani%meteorskim padavinama (meteorscatter


4/204

Načini prostiranja radio talasa Načini prostiranja radio talasaPovr#inski talas (surface 2ave &alas vo3en sfernim zemaljskim talasovodom

4onosferski talas (sk5 2ave

direktni (o/, ine of /ig%t direktni 0 reflektovani

troposfersko rasejanje (troposcatter

Prostorni talas (space 2ave-

troposferska refrakcija


5/204

N N ačiniačini prostiranja radio talasa prostiranja radio talasa uu

zavisnosti od njihovih učestanosti zavisnosti od njihovih učestanosti

rekvencijski opseg oznaka 6pseg učestanosti Način prostiranja

7er5 lo2 fre8uencies 7 9 k)z 1 9: k)z &alasovodno ; povr#inskim talasomo2 fre8uencies 9: k)z 1 9:: k)z

'edium fre8uencies ' 9:: k)z 1 9 ')z Povr#inski 0 jonosferski (noću

)ig% fre8uencies ) 9 ')z 1 9: ')z 4onosferski talas

7er5 %ig% fre8uencies 7) 9: ')z 1 9:: ')zP r o s t or ni t a l a s

direktni0

reflekt.

4onos 0meteorsrasejanje


6/204


7/204


8/204

Prostiranje jonosferskim talasomProstiranje jonosferskim talasom 4onosfersko prostiranje (4onosfersko prostiranje ( sky wave propagation sky wave propagation koristi fizi koristi fiziččke uslove uke uslove u

jonosferi za refleksiju i refrakciju radiotalasa nazad ka Zemlji (uslovi u jonosferi za refleksiju i refrakciju radiotalasa nazad ka Zemlji (uslovi u jonosferi moraju da omoguće refleksiju jonosferi moraju da omoguće refleksiju, odnosno, odnosno refrakciju talasarefrakciju talasa..6stvaruje se na učestanostima fD9:')z, mada se ovaj me%anizam6stvaruje se na učestanostima fD9:')z, mada se ovaj me%anizam

prostiranja mo"e javljati i na ne#to vi#im učestanostima. !omet veze (u prostiranja mo"e javljati i na ne#to vi#im učestanostima. !omet veze (u jednom %opu je :::1F::: km. jednom %opu je :::1F::: km.

G:1F::km


9/204

Prostiranje prostornim talasomProstiranje prostornim talasom

Prostorno prostiranje (Prostorno prostiranje (space wave propagationspace wave propagation)) u nižoj troposferiu nižoj troposferi ––talasi se prostiru po liniji optičke vidljivostitalasi se prostiru po liniji optičke vidljivosti (LoS)(LoS) izmeizmeđđu predajnika iu predajnika i

prijemnika uz pojavu refleksije od Zemlje, atmosferske refrakcije,prijemnika uz pojavu refleksije od Zemlje, atmosferske refrakcije, difrakcije na različitim ojektima i sl! "vakav način prostiranjadifrakcije na različitim ojektima i sl! "vakav način prostiranja

dominantan je kada je visina predajne antene mno#o ve$a od talasnedominantan je kada je visina predajne antene mno#o ve$a od talasne

dužinedužine!! SSi#nal na prijemnoj anteni je rezultanta direktne ii#nal na prijemnoj anteni je rezultanta direktne i od zemljeod zemlje

reflektovanreflektovanee komponentkomponentee!! %omet direktnim talasom je oko &''&'km%omet direktnim talasom je oko &''&'km

f H 9:')z


10/204

Prostiranje rasejanjemProstiranje rasejanjem

Prostiranje rasejanjem (Prostiranje rasejanjem ( scatter propagation scatter propagation za za prostiranje se koriste turbulencije u troposferi prostiranje se koriste turbulencije u troposferi,,

ne%omogenosti u jonosferine%omogenosti u jonosferi ili meteorski tragovi.ili meteorski tragovi.

TR

volumen

rasejavanja


11/204

?ako dolazi do nekog od načina?ako dolazi do nekog od načina prostiranja prostiranja

?ada?ada se vertikalno polarizovanase vertikalno polarizovana antenaantena kojakoja emituje radioemituje radio

talasetalase nalazi blizunalazi blizu %orizontalne%orizontalne provodne povr#ine Zemlje, provodne povr#ine Zemlje,

re#enja E' (re#enja E' ('aksvelovi%'aksvelovi% jednačina jednačina (uzimajući u obzir(uzimajući u obzirgranične uslove uključuju različite komponentegranične uslove uključuju različite komponente ((zbogzbog

različitrazličiti%i% karakteristike dva medijumakarakteristike dva medijuma..

? ? ada se sve #to utiče u polju bliskom izvoruada se sve #to utiče u polju bliskom izvoru (anteni(antenizanemari, ostaju tri komponentezanemari, ostaju tri komponente zemaljskog talasazemaljskog talasa--

povr#inska, direktna i reflektovana. povr#inska, direktna i reflektovana.


12/204

Povr#inskaPovr#inska komponentakomponenta ima maksimum zaima maksimum za θθ@A:@A:°° (po ravni %orizontalne granice medijuma(po ravni %orizontalne granice medijuma ii jako jako

brzo izčezava za brzo izčezava za θθDA:DA:°°BB/uma direktne i reflektovane komponente te"i nuli/uma direktne i reflektovane komponente te"i nulizaza θθ@A:@A:°°B kombinacija direktne i reflektovaneB kombinacija direktne i reflektovanekomponente talasa čine prostorni talas.komponente talasa čine prostorni talas.

Iko se antena podigne za vi#e talasni% du"ina odIko se antena podigne za vi#e talasni% du"ina odZemljeZemlje,, dominiraće prostorni talas.dominiraće prostorni talas.



13/204


4onosferski talas je specijal4onosferski talas je specijalaan slučaj prostornog talasa kojin slučaj prostornog talasa koji

se javlja za frekvencijese javlja za frekvencije ni"eni"e odod 9: ')z9: ')z, mada se ovaj, mada se ovajme%anizam prostiranja ponekada javlja i na vi#imme%anizam prostiranja ponekada javlja i na vi#im

učestanostima od ove.učestanostima od ove.

Prostorni talas se usmeri ka jonosferi (jonizovani regionProstorni talas se usmeri ka jonosferi (jonizovani region

atmosfereatmosfere nana G:1F:: km iznad ZG:1F:: km iznad Zeemljine povr#ine koja gamljine povr#ine koja ga

pod odre pod odre

33

enim uslovima povija nazadenim uslovima povija nazad

ka Zemlji,ka Zemlji,

#to se#to se

javlja javlja uglavnom na viuglavnom na vi#im frekvencijama iz#im frekvencijama iz '' opsegaopsega ii uu

)) opseguopsegu..


14/204


'e%anizmi za rasejavanje ('e%anizmi za rasejavanje ( scatter scatter se se po ponneekadakada javljaju u prenosnom medijumu kao posledica javljaju u prenosnom medijumu kao posledica

turbulencija u troposferi, ne%omogenosti jonosfere,turbulencija u troposferi, ne%omogenosti jonosfere, jonizaci jonizacioni% tragovaoni% tragova meteora i sl.meteora i sl.

tropo1skater (


15/204

Karakteristike prostiranja i primene

pojedinih RF opsega


16/204

#opsega

*ranične frekv! +alasne dužine aziv talasno# područja "znaka opse#a

- . .' k/z &'' &' km vrlo du#i talasi 0L1 (0er2 Lo3 1re4uencies)

.'.'' k/z &' – & km du#i talasi L1 (Lo3 1re4uencies)

5 .'' .''' k/z &''' – &'' m srednji talasi 61 (6iddle 1re4uencies)

7 . .' 6/z &'' – &' m kratki talasi /1 (/i#8 1re4uencies)

9 .' .'' 6/z &' – & m ultra kratki talasi metarski 0/1 (0er2 /i#8 1re4uencies)

: .'' – .''' 6/z & – '!& m decimetarski ;/1(;ltra /i#8 1re4uencies)

&' . .' */z &' – & cm centimetarski S/1(Super/i#8 1re4uencies)

&& .' .'' */z &' – & mm milimetarski


17/204

VLF(Very Low Frequencies): 3-30 kHz

Vrlo niske rekvencije - vrlo dugi talasi (VDT ) !ros"iru se kao vertikalno polarizovani "alasi koris"e#i serni "alasovo$% koje& o'razuju !rovo$na!ovrina emlje i najni*i sloj jonosere+

, zavisnos"i o$ koni&uracije zemljine !ovrine i lokalno& vremena u "oku$ana% eek"ivna visina zemaljsko& "alasovo$a je !romenljiva% "j+ !renik ovo&"alasovo$a varira (z'o& !romenljivo& sloja . jonosere / no#u isezava%$anju u !o$ne najjonizovaniji )+

1la'ljenje !ri !ro!a&acij na ovim rekvencijama je rela"ivno malo% !a semo&u $os"i#i velika ras"ojanja !ri ovom nainu !ros"iranja (n!r+ naues"anos"i 20kHz sla'ljenje iznosi -4 $564000km+

7ro!usni o!se& je mali% !a je i irina emisije (kanala) mala% kao i 'rzina!renosa !o$a"aka+

Veoma izra*en a"moserski um+ 8n"ene koje se koris"e za VLF o!se& su iziki jako velike% ali su uelek"rinom smislu male (u o$nosu na "alasnu $u*inu)+ Teko je realizova"i

usmereni an"enski sis"em+ Veoma $u&i "alasi nalaze !rimenu u navi&aciji (n!r+ 9me&a sis"em)%

"ele&raskim vezama na velikim $aljinama (lon& $is"ance ), kao i ko$!o$zemni6!o$morski komunikacija.

;e"riki naziv ovo& o!se&a je Mirijametarski.


18/204

#opsega











19/204

LF (Low Frequencies): 30-300 kHz


20/204

#opsega











21/204

;F(;i$le Frequencies): 300-3000 kHz

1re$nje rekvencije (sre$nji "alasi-1T) !ros"iru se i kao !ovrinski i kao jonoserski "alasi (no#u% u viim $elovima ;F o!se&a)+

1la'ljenje !ovrinsko& "alasa u ;F o!se&u je ve#e ne&o u LF !o$ruju% !ase ove rekvencije koris"e za manje zone servisa ($ome"i su $o nekolikos"o"ina km% "o zavisi o$ sna&e !re$ajnika)

?onoserski "alas ima eeka"a no#u (ka$a iezne sloj . i o'ez'e@uje

mno&o iru zonu servisa)+


22/204

#opsega











23/204

HF(Hi& Frequencies): 3-30 ;Hz

Visoke rekvencije - kratki talasi (BT) !ros"iru se kao jonosferski talasi(!ovrinski "alas je mo&u#% ali je znaajno osla'ljen na ovim rekvencijama%!a se mo*e koris"i"i samo na kra"kim $is"ancama) Talas usmeren ka jonserise nakon niza sukcesivni rerakcija% "o za !osle$icu ima releksiju% vra#anaza$ ka emlji+ Veza se mo*e os"vari"i i u vie o!ova (skokova koji!re$s"avljaju vies"ruku releksiju o$ emlje i jonosere)+ 7re sa"eli"ski vezaomo&u#avali su &lo'alno !okrivanje i"ave emlje+

?onoserski "alas je veoma nes"a'ilan u vremenu (!ravilne i ne!ravilne!romene jonosere) 9snovni !ro'lemi su !rocena !olja na !rijemu%o$re@ivanje (ras!ore$) ra$ni rekvencija% !ro&noze !romena !onaanja jonosere(sezonski% $nevni% sa &eo&raskim koor$ina"ama% ne!ravilni isl+)

HF "alasi se !ros"iru (naroi"o ni*e rekvencije iz o!se&a) i !ovrinskim"alasom koji je me@u"im "ako osla'ljen $a su je$ine !rimene u !rio'alnimvezama% jer je sla'ljenje izna$ mora vrlo malo+

Cks"erni um varira sa vremenom i lokacijom Boris"e se i ver"ikalna i orizon"alna !olarizacija "alasa+ 8n"ene: sis"em oriz+ $i!ola% lo&-!erio$ine an"ene% ver"ikalne "a! an"ene Boris"e se za radio-difuziju veliko& $ome"a% ama"erske komunikacije% veze

"aka-"aka na velikim ras"ojanjima% !omorske i vaz$une mo"ilne veze+ ;e"riki naziv ovo& o!se&a je Dekametarski.


24/204

#opsega











25/204

VHF(Very Hi& Frequencies): 30-300;Hz

Vrlo visoke rekvencije ("alasi ije su D30;Hz nazivaju se i ,BT% ul"ra-kra"ki"alasi) !ros"iru se !ros"ornim "alasom !o liniji o!"ike vi$ljivos"i+


26/204

#opsega











27/204

,HF(,l"ra Hi& Frequencies): 300-3000;Hz ,l"ra visoke rekvencije (,HF) se% kao i VHF "alasi% !ros"iru !ros"ornim

"alasom $irek"no !o liniji o!"ike vi$ljivos"i% ali ko$ nji !os"oji znaajanu"icaj releksije o$ emlje ili neki o'jeka"a na "rasi% "ro!oserskererakcije% $irakcije na vrovima !lanina ili ve"aki o'jeka"a% eek"irasejanja i !ros"iranja vies"rukim !u"anjama+


28/204

#opsega











29/204


30/204

#opsega











31/204

CHF(CJ"ra Hi& Frequencies): 30-300 GHz

Cks"remno visoke rekvencije su eks"remno kra"ki "alasi koji nalaze!rimenu u sa"eli"skim i ra$arskim sis"emima+

Tako@e su jako ose"ljivi na me"eoroloke uslove (kia% ma&la i sl)+ Ras!olo*ivi su izuze"no iroki !ro!usni o!sezi

Boris"e se male visokousmerene an"ene% za"eva se $irek"nao!"ika vi$ljivos" Boris"e se za mala ras"ojanja Kena o!reme ras"e sa rekvencijom (o!sezi !reko 0GHz se re"ko

koris"e)

7rimene: 'u$u#e sa"eli"ske !rimene% $aljinska snimanja sa sa"eli"a%ko$ iksno& 'e*ino& !ris"u!a% za veze !reko s"ra"oserski!la"ormi+++

;e"riki naziv ovo& o!se&a je Milimetarski.


32/204

Načini prostiranja radio talasa i primenepojedinih RF opsega - rezime

opsegopseg

opsegopseg

prostiranjeprostiranje

Tipične primeneTipične primene

VLFVLF3 – 30 KHz

(00-0!km

"o#r$insko

Namena% Na#iga&ija na #elikim rastojanjima'sonariServisi % telegraske #eze za )rodo#e i l*ke'prekomorske #eze' podzemne i pod#odnekom*nika&ijeKarakteristike sistema% dimenzije antena male *

odnos* na talasn* d*+in*' mali proto&i'atmoserski $*m #eoma izra+en' talaso#odnoprostiranje' relati#no sta)ilna propaga&ija' zaopseg ispod ,kHz ne postoji me*narodnareg*lati#a

LFLF30 – 300 KHz

(0-!km"o#r$insko

Namena% na#iga&ija' di*zijaServisi % pomorske kom*nika&ije na #elikim

rastojanjima' iksni ser#isi za interkontinentalnarastojanja' ./ radiodi*zni ser#isi' #remenskereeren&e itdKarakteristike sistema% *o)ičajeno se primenj*je#ertikalna polariza&ija' mog*1a je realiza&ijaantena #elike eikasnosti po &en* #elikihdimenzija' stalno je pris*tan #isok atmoserski$*m' mali proto&i' mog*1e s* #eze na

rastojanjima do nekoliko hiljada kilometara'


33/204

opsegopseg opsegopseg prostiranjeprostiranje Tipične primeneTipične primene

/F/F300 KHz – 3 /Hz

(-0! km

"o#r$insko2 jonosersko

Namena% pomorske radio #eze' komer&ijalni ./radio' goniometrisanjeServisi % radiodi*zija' radiona#iga&ija' pomorskemo)ilne kom*nika&ijeKarakteristike sistema% antene prih#atlji#ihdimenzija' *smerene antene' po#r$inski talas jeizra+en preko morskih po#r$ina' intenzi#no

sla)ljenje jonoserskog talasa tokom dana (z)ogpostojanja jonoserskog sloja ! i malo sla)ljenjetokom no1i' #isok ni#o atmoserskog $*ma

HFHF 3 – 30 /Hz 4onosersko

Namena% spasilačke sl*+)e' &i#ilne i #ojneprimeneServisi % radio di*zija (me*narodna i na&ionalna!'pomorske i #azd*$ne mo)ilne kom*nika&ije'

kom*nika&ije tačka-tačka na #elikim*daljenostima' kontrola #azd*$nog sao)ra1aja i dr

Karakteristike sistema%



34/204

opsegopseg opsegopseg prostiranjeprostiranje Tipične primeneTipične primene

VHFVHF30 – 300 /Hz

(0-!m

"rostorno(line-o-sight!

Namena% F/ radio di*zija' VHF TV di*zija'mo)ilni sistemi' kontrola leta' poli&ija' na#iga&ijaServisi % kopneni' pomorski i #azd*$ni mo)ilniradio ser#isi' z#*čna radio-di*zija (F/ i .5! i TVdi*zija' #azd*$ni radiona#iga&ioni sistemi isistemi za sletanje' analogna )e+ična teleonija ipejd+ing'

Karakteristike sistema% antene * ormi dipola'atmoserski $*m je mali' dok je ind*strijski $*mznačajan' pra#olinijska propaga&ija

6HF6HF300 /Hz – 3 7Hz

(-0!m

"rostorno(line-o-sight!Rasejanjem

Namena% 6HF TV di*zija'mo)ilna teleonija'paging sistemi' radari na#iga&ija' satelitski sistemiServisi % TV di*zija' 1elijski i personalnikom*nika&ioni sistemi' mo)ilni satelitski sistemi'

7"8' radio-astronomski ser#isi' istra+i#ačkiradari' zemaljski tačka 9tačkaser#isi' sistemiiksog radio prist*pa' telemetrija' )e+ična k*1nateleonija i drKarakteristike sistema% porostiranje direktnimtalasom i troposersko rasejanje



35/204

opsegopseg

opsegopseg

prostiranjeprostiranje

Tipične primeneTipične primene

8HF8HF3 – 30 7Hz

(0-! &m


Namena% satelitske #eze' zemaljski mikrotalsnilinko#i (radio-relejne #eze!' #azd*hoplo#ni imeteorolo$ki radari' 8R:' ;i-/a<Servisi % iksni zemaljski i satelitski ser#isi'satelitski sistemi pose)ne namene' iksni$irokopojasni )e+ični prsit*p (F;.!

Karakteristike sistema% para)olične i horn antene#elikih do)itaka' talaso#odi' $iroki prop*sniopsezi i #eliki proto&i' sla)ljenje *sled ki$e'snega' magle na *čestanostima iznad 07Hz

=HF=HF30 – 300 7Hz

(-0!&m

"rostorno

(line-o-sight!

Namena% Radarska na#iga&ija' eksperimentalneprimeneServisi % )*d*1e satelitske primene' daljinski

nadzor sa satelita' $irokopojasni prist*p itdKarakteristike sistema% male #isoko*smereneantene' #rlo #isoki proto&i

THFTHF300 – 3000 7Hz

(-0!&m


=ksperimentalne primene



36/204

7arame"ri ra$io veze

P R snaga signala na izlazu iz predajnika P R snaga signala na ulazu u prijemnik GT dobitak predajne anteneG R dobitak prijemne antene L slabljenje na trasi (medijuma za prenos LT ,L R gubici napojni% vodova predajne i prijemne antene

EIRP = P T × GT efektivna izotropna izračena snaga


37/204

$5i / $o'i"ak u o$nosu na izo"ro!nu an"enu


38/204

Gu'ici (sla'ljenja) u 'e*inom sis"emu

Lb

= Lbf

+ L

Lbf

L s = L + Ltc + Lrc = P t ! P a

L = Lb ! Gt ! Gr

Gt Gr

Ltc Lrc

ree1space basic transmission loss, Lbf

Kasic transmission loss, Lb

Propagation

medium,

etc.

Jeceiver

ilters,

feeder, etc.

&ransmitting

antenna

losses

$sotropic

antenna

$sotropic

antenna

&ransmission loss, L

&ransmitter

ilters,

feeder, etc.

Jeceiving

antenna

losses

Jeceiving

antenna

&ransmitting

antenna

/5stem loss, L s

&otal loss, L"


39/204

1la'ljenje slo'o$no& !ros"ora

, slo'o$nom !ros"oru% ra$io "alasi se !ros"iru !ravolinijski% ali uzsla'ljenje koje je !ro!orcionalno sa kva$ra"om ras"ojanja o$!re$ajnika i kva$ra"om ues"anos"i+

9vo sla'ljenje se naziva sla'ljenje slo'o$no& !ros"ora ($%&, $ree%pace &oss) / !re$s"avlja $ominan"an izvor sla'ljenja u 'e*inomsis"emu

F1L !o$razumeva sla'ljenje na "rasi 'ez !re!reka i 'ez u"icajain"ererencija

c

f

λ =

talasna du"ina LmM f ! frekvencija L)zM

d! udaljenost od predajnika LmM


40/204

1la'ljenje slo'o$no& !ros"ora

M 8ko se ras"ojanjeu$vos"rui% sla'ljenjeslo'o$no& !ros"ora se

!ove#a za $5+M 8ko se rekvencijau$vos"rui% sla'ljenjeslo'o$no& !ros"ora se"ako@e !ove#a za $5% aako se rekvencija !ove#a

40 !u"a sla'ljenje se !ove#aza 20$5+

L M= + −

L# s $ %& "og f # '() $ %& "og d # k $ *%,+ d-


41/204

9snovni o'lici je$naina !ros"iranja

M one koje razma"raju varijacije jaineone koje razma"raju varijacije jaineeleleek"rino& !olja sa ras"ojanjemk"rino& !olja sa ras"ojanjem d d o$o$

!re$ajne an"ene!re$ajne an"ene%M one koje razma"raju o$&ovaraju#e nivoeone koje razma"raju o$&ovaraju#e nivoe

sna&asna&a% i% i

M lo&ari"amski o'lici !re"o$ni j-na+


42/204

?aina elek"rino& !olja?aina elek"rino& !olja

M 7" / sna&a !re$ajnika%M $ / ras"ojanje (u $alekom !olju o$ an"ene)M k - kons"an"a !ro!orcionalnos"i koja zavisi o$ vrs"e

!re$ajne an"ene+ Ba$a je ' izra*eno u mVm% t u k* i du km naziva se merni 'roj ($M ) an"ene i iznosi 43 zaizo"ro!nu% 242 za inkremen"alni linearni ra$ija"or% 222 za!olu"alasni $i!ol% 300 za kra"ki ver"ikalni mono!ol% i"$+

t P E k

d = × /$ jedinice


43/204

1na&a na !rijemu

M 8n"ene (ako nisu izo"ro!ne) u"iu $a se ve#i $eo ener&ijeusmeri ka !rijemniku i iz !ravca !re$ajnika i "o za +t na!re$aji za +r na !rijemu% !a je:

F F F

t r t

P P P

d d

λ λ

π π π

= × = ÷

F

t r r t

G G P P d π

λ

= ÷


44/204


45/204

Prostiranje površinskim talasomProstiranje površinskim talasom

(LF i ;F)


46/204

Prostiranje površinskim talasomProstiranje površinskim talasom• Površinskim talasom prostiru se radio talasi čije su frekvencije u opsegu od 30 kHz

do 3 MHz (! i M! opseg" Prostiranje površinskim talasom zavisi od opsega

frekvencija u kojima mogu da se koriste predajnici sa realnim vrednostima emisione

snage predajnika $la%ljenje polja na mestu prijema raste sa porastom frekvencije

pa su dometi ni&i' frekvencija vei

• )ako je informacioni kapacitet ograničen propusnim opsegom* +! se koriste samoza telegrafiju sa malom %rzinom telegrafisanja +* tj za uskopojasne navigacione

sisteme* dok se ! i M! koriste* osim za telegrafiju i navigaciju* i za radiodifuiziju

( radiofonija"

• Površinski talas se prostire po površini zemlje (talas je vo,en zemljom" pa uslovi

prostiranja zavise od specifične lokacije -emlja apsor%uje deo energijeelektromagnetnog polja* što izaziva opadanje energije talasa Potre%no je uzeti u

o%zir granične uslove * a takodje i efekte refleksije* refrakcije i difrakcije


47/204


• .edna od teorija prostiranja površinskog talasa %azirana je na pretpostavci da se

prostiranje odvija po sfernoj površini zemije sa 'omogenim elektromagnetnim

parametrima Pri tome se zanemaruje uticaj jonosfere koja okru&uje zemlju

• .ačina električnog poija opada z%og prostornog širenja talasa* apsorpcije odpovršine zemije* čija je provodnost konačna* i difrakcije

• / ovaj model uključena su dva medijuma zemija i atmosfera* što mo&e da se opiše

primarnim parametrima (permitivnost ε* permea%ilnost µ i provodnost σ " isekundarnim parametrima (talasna impdansa -* %rzina prostiranja v * koeficijentpropagacije γ * koeficijent sla%ijenja α* fazni koeficijent β, indeks prelamanja n" kojisu u vezi sa primarnim preko učestanosti f


48/204


M 7rema elek"roma&ne"noj "eoriji u zemiji !os"oje $ve kom!onen"e s"ruje+ ,omo&enom% sla'om $ielek"riku ija je !ro!us"ijivos" ε i !rovo$nos" σ !os"oje:


49/204

1ipične vrednosti parametara različiti' trasa1ipične vrednosti parametara različiti' trasa

Tip traseTip trase rr σ (mSm)(mSm) f f !! (6/z)(6/z)!!(na &! 6/z)(na &! 6/z)

"orska"orska vvodaoda #$#$ %$$$%$$$ &$$&$$ '$$'$$

Slatka vodaSlatka voda #$#$ ** $*#$*#

+la,na -emlja+la,na -emlja

.$.$

.$.$

/$/$

/$/$

''/%/%

/*/*

//

%%''

*0*0

##

1amenita1amenita podlo2apodlo2a00

00

/*'/*'

/*&/*&*0*0

#*'#*'

Suva -emljaSuva -emlja%%%%

$$

%*%*%%

..

.$.$

q rekvencija $o koje se neko "lo !onaa kao kao $o'ar !rovo$nik

;o*e se vi$e"i $a morska vo$a ima veliku !rovo$nos"% !a #e sla'ljenje !ovrinskekom!onen"e $o ak N00 ;Hz 'i"i !riva"ljivo% $ok je n!r+ sla'ljenje "alasa rekvencija

!reko 4+4;Hz izna$ sla"ke vo$e veliko+ Tako@e% sla'ljenje !ri !ros"iranju izna$ vla*nezemlje je manje ne&o izna$ kameni"e !o$lo&e


50/204

?e$naine !ros"iranja


51/204

2a2ačunska metoda za odre,ivanje poljačunska metoda za odre,ivanje polja• -a realna rastojanja izme,u predajnika i prijemnika (d'* d je du&ina veze* a '

visina antene"* polje na mestu prijema

• !aktor sla%ljenja 4 je

• )ada je 456 i d56km

• Parametar p je numerička distanca

• do%ra aproksimacija pravi' vrednosti za d


52/204

2a2ačunska metoda za odre,ivanje poljačunska metoda za odre,ivanje polja

M Ba$a nije is!unjen uslov qDD4

ro [MHz]

[mS/m]

( 1)f tgb

18

ε −

= σ

5po 8

2

(2 0.p) pA !"#b $

2(2 p 0.%p )

−+= −

+ +

2 od[km]f [MHz]&o!bp 0.582

[mS/m]=

σ

8 fi8 fiččk t dk t d


53/204

8rafi8rafiččka metodaka metoda

M 7reciznija !rocena !olja na osnovu !re$o$ni relacija% !ose'noka$a se uzme u o'zir i zakrivljenos" zemlje i $irakcija% je $os"akom!likovana+

M a"o se za !rocenu !olja es"o koris"e kar"e !ros"iranja !ovrinski"alasa $a"e u 7re!oruci =T,-R 7+ 3E- (Brive !ros"iranja!ovrinsko& "alasa za rekvencije o$ 40 kHz $o 30 ;Hz ) za sle$e#euslove:

/ emlja izme@u !re$ajnika T i !rijemnika R je ravna i serina% in$eksrerakcije u "ro!oseri o!a$a eks!onencijalno sa visinom% a o'e an"enesu na nivou "la%

/ rae#i elemen" je kra"ki ver"ikalni mono!ol (F;O300) koji zrai sna&omo$ 4k> "ako $a je na ras"ojanju o$ 4km in"enzi"e" !olja 300 mV6m+ 7o$ver"ikalnim mono!olom !o$razumeva se linearna an"ena% visine %

!os"avljena ver"ikalno na 'eskonano !rovo$nu orizon"alnu !ovrinuzemlje+ Bra"ki ver"ikalni mono!ol je ver"ikalni mono!ol ija je visinaP0+2Q% &$e je λ "alasna $u*ina emi"ovano& elek"roma&ne"no& "alasa+

M 9snovno sla'ljenje !renosa% za o!isane uslove% mo*e se o$re$i"i naosnovu in"enzi"e"a !olja kao:

( ( ( CF :logt '() d- 4 L f E µ = + −


54/204

Primer krivi' prostiranja površinskog talasa iznad mora sa

malim salinitetom za σ 5 6 $9m i εr5:0

<

i v o ! o l j a $ 5 µ

Ras"ojanje (km)

=n"e

nzi" e

"!olja

µ V6m


55/204


56/204

;ilin&"onova me"o$a

M 7o&o$na za !rocenu !olja u sluaju $a se "rasa sas"oji o$ 2 $eonice (ali se mo*e!rimeni"i i na sluaj "rase sa vie $eonica)

M 7os"u!ak je sle$e#i:

/ =za'eru se krive !ros"iranja !ovrinsko& "alasa sa o$&ovaraju#im σL i σ1 za za$"auues"anos" f

/ o$re$i se !olje u $irek"nom smeru C ($5µ) zanemaruju#i eeka" o!oravka (RC)% i !olje usu!ro"nom smeru Cr ($5µ) zanemaruju#i eeka" &u'i"ka (LC)+

/ 7olje na mes"u !rijema C(r) !re$s"avlja ari"me"iku sre$inu vre$nos"i C ($5µ) i Cr ($5µ) /


57/204

;ilin&"onova me"o$a

EE

(

(

(

((

((

E

E

CECE

CC

3G E LL E E E r E

LE RE

d E E LE 3G E E

d E E RE LL E E

d d E d d E 3G

d E d E LL

L3 r f

L L Lr

3 3 3 f

L3

L3

++−=

+=

≈

=−+=

=+−=

−−−=

−=

LL(lan$ loss) / &u'ici zemlje

1G(sea &ain) / $o'i"ak mora


58/204

Ra$io$iuzno !okrivanje / zona servisa

M ona !okrivanja !re$ajnika zavisi o$ nje&ove snage' $*ma i zahte#anogminimalnog polja na prijem* koje o'ez'e@uje za$ovoljavaju#i kvali"e"+

M Ti!ine sna&e !re$ajnika su re$a vie s"o"ina k> $o !ar ;>% u zavisnos"i o$za"evano& $ome"a% ues"anos"i i karak"eris"ika "la (!rovo$nos"i i $ielek"rinekons"an"e)+

M =n"enzi"e" !olja je srazmeran kva$ra"nom korenu iz izraene sna&e

!re$ajnika+M a manja ras"ojanja !olje je o'rnu"o !ro!orcionalno u$aljenos"i o$!re$ajnika% a $alje sa !oras"om ras"ojanja na&lo o!a$a+

M =n"enzi"e" !olja 'rzo o!a$a sa !oras"om ues"anos"i ra$io "alasa (jersla'ljenje !ovrinsko& "alasa ras"e sa kva$ra"om ues"anos"i)% "ako $a seve#a zona !rijema !ovrinsko& "alasa mo*e realizova"i u !o$ruju $u&i"alasa (LF)+


59/204

,"icaj a"mosersko& uma,"icaj a"mosersko& uma

M 8"moserski um je$ominan"an u LF% ;F i HFo!sezima+

M avisi o$ lokacije !rijemne"ake% lokalno& vremena i&o$inje& $o'a

M 7o"ie o$ elek"rini !ra*njenjai os"ali !riro$ni !oreme#aja ua"moseri koji se !u"em

jonosere mo&u !ojavi"i i navelikim u$aljenos"ima o$ mes"ana kojima se $eavaju+

M 1i"uacija je &ora no#u% ka$aiezne jonoserski sloj .%ne&o $anju

M , !rinci!u je ve#i u "ro!skimkrajevima ne&o u !olarnimzonama+

Tipične promene polja atmoserskog $*mazimi na srednjim geograskim $irinama


60/204


61/204

;inimalno !o"re'no !olje na !rijemu;inimalno !o"re'no !olje na !rijemu

• ivo si#nala na prijemu mora iti vi?i od nivoa ?uma, tj! potrean je određeni

odnos si#nal@?um da i veza ila zadovoljavaju$e# kvaliteta u npr! :'A

(zavisno od za8teva) vremena rada!

• ; opsezima L1, 61 i /1, zavisno od atmosfersko# ?uma, frekvencije i vrste

radio služe, mo#u$e je oezediti traženi kvalitet na prijemu određivanjemtzv! nivoa minimalno# potreno# polja Emin (B+;C preporučuje

od#ovaraju$e vrednosti)

• 6inimalno potreno polje zavisi odD

; 0rste služe

; Cadne frekvencije

; 0remena rada

; 1aktora ?uma za &6/z (lokacija prijemne tačke, #odi?nje doa, vreme rada)


62/204

M Bo$ ra$io $iuzije%!ros"orni ras!ore$o'jeka"a u zoni

!okrivanja u"ie navre$nos"i minimalno&!o"re'no& !olja i&eneralno je u sla'o

naseljenim mes"ima!o"re'no manje !oljene&o u &ra$ovima+ "otre)no polje na prijem*

Gra$% in$us"rijska zona

Gra$% rezi$encijalna zona

Ruralna zona

Re"ko naseljena mes"a

;inimalno !o"re'no !olje na !rijemu;inimalno !o"re'no !olje na !rijemu


63/204

ona servisaona servisa

M 7rocena zone servisa neko& !re$ajnika vri se na osnovu rekvencije%!rovo$nos"i "la% neosla'ljeno& !olja na u$aljenos"i 4 km o$ !re$ajnika iza"evano& minimalno& !o"re'no& !olja ' min.

, !raksi je ova zona es"o manja o$ onekoja je mo&u#a% z'o& o&ranienja sna&ena !re$aji i mo&u#nos"i ome"anja emisija$ru&i !re$ajnika koji ra$e na is"ojrekvenciji ili u suse$nim kanalima+

!68

!


64/204

ona servisa

M 7ro'lem o&ranieno& $ome"a !re$ajnika !ri !okrivanju o$re@eneo'las"i !revazilazi se "ako "o se !os"avi vie !re$ajnika narazlii"im lokacijama koji emi"uju is"i !ro&ram na is"oj rekvenciji+

M Ta$a mora $a se !azi $a ne $o@e $o !rekia!anja zona !okrivanja

(mo&u#a je !ojava so!s"veno& e$in&a z'o& razlii"i aza)+

M Taj !ro'lem se mo*e smanji"i na minimum sinronim &ru!nim ra$omkoji o'ez'e$uje o$nos *eljeno& i ne*eljeno& !olja na !rijemu(za"i"ni o$nos) :4 ($o'ro je sve $o 3:4)+ 1na&e !re$ajnika iz is"e&ru!e (emi"uju isti program na istoj frekvenciji ) se !roraunavaju

"ako $a u $elovima zona koje se !rekla!aju 'u$e za$ovoljen ovajza"i"ni o$nos+

M ;e@u"im% ka$a $olazi $o !rekla!anja servisni zona !re$ajnika kojiemi"uju razli0ite programe na istoj frekvenciji % !o"re'an za"i"nio$nos je $aleko ve#i 200:4 ak i $o 4000:4+

=n"ererencija jonosersko& "alasa


65/204

=n"ererencija jonosersko& "alasana LF i ;F

M LF i ;F !ros"iru se i !ovrinskim i jonoserskim "alasom+ .anju je jonoserska kom!onen"a skoro sasvim a!sor'ovana u najni*em sloju jonosere% oznaenim sa .% koji !os"oji samo u osunanim re&ionima% ano#u nes"aje+ .anju je nivo jonizacije u sloju . "akav $a je jonoserskakom!onen"a na ues"anos"i iz LF i ;F o!se&a zna"no osla'ijena+


66/204

Brive kvazimaksimuma jonosersko& "alasa


67/204

97XTC B8R8BTCR=1T=BC


68/204

97XTC B8R8BTCR=1T=BCR8.=9F9


69/204


70/204

8n"ene za LF i ;F o!se&

M Bo$ $u&i i sre$nji "alasa iskljuivo se !rimenjuje ver"ikalna!olarizacija C;T% !a !rema "ome an"ene za ova "alasna!o$ruja moraju 'i"i ver"ikalno !olarizovane% "j+ !os"avljenever"ikalno na$ !ovrinom emlje+

M Bao !re$ajne an"ene za niske rekvencije (LF) koris"e severtikatni monopoli veliki iziki $imenzija% ali sa malim$elom "alasne $u*ine u visini+

M 7o"o se mono!ol nalazi ne!osre$no izna$ zemlje% ona 'i"nou"ie na nje&ove k-ke zraenja+ , "om sluaju va*i "eoremalika u o&le$alu% !a je z'o& u"icaja !rovo$ne zemlje mono!olekvivalen"an sime"rinom $i!olu+

M 1 o'zirom na velike "alasne $u*ine% !ose'no u LF o!se&u (40$o 4 km)% ovi mono!oli ne mo&u 'i"i rezonan"ni (n!r+ $u*inel Oλ6W ili l Oλ62) iz kons"ruk"ivni razlo&a+

M 8n"ene za srednje talase (;F) kons"ruiu se u vi$urezonan"ni (naje#e) polutalasni i 0etvrttalasni ver"ikalnimono!ola+ 7olu"alasni mono!ol ima naj!ovoljniji $ija&ramzraenja sa s"anovi"a !ros"iranja !ovrinski "alasa+ 7ore$ovi% na ;F o!sezima mo&u se koris"i"i i kra"ke $i!ol an"ene+


71/204

8n"ene za LF i ;F o!se&

M 9!"imalna visina sre$nje "alasne (;F 300kHz / 3;Hz) !re$ajnean"ene je O0+3λ+ To je kom!romisno reenje: maksimalno!olje na u$aljenos"i d o$ !re$ajne an"ene $o'ija se zaO(6E)λ=0.625 λ% me@u"im sa !oras"om menja se i $ija&ramzraenja i !ojaava se jonoserska kom!onen"a (koja

!re$s"avlja sme"nju)+


72/204

7ros"iranje jonoserskim

"alasom o!se&: 3-30;Hz

HF (i& requency) - 1> (sor" waves) - BT (kra"ki "alasi)


73/204

?onosera

M 7o$ jonoserom se !o$razumeva o'las"a"mosere u kojoj je !ri"isak $ovoljnonizak $a slo'o$ni elek"roni i !ozi"ivni jonimo&u $a e&zis"iraju rela"ivno $u&vremenski !erio$ !re njioverekom'inacije+

M ?onosera je jako jonizovani sloja"mosere% ija je $onja &ranica na visinio$ oko 0km% a !ro"e*e se sve $o visinao$ oko 30+000km izna$ emlje+

M ;e@u"im% $elovi jonosere koji su;e@u"im% $elovi jonosere koji sunajva*niji za !ro!a&aciju jonosersko&najva*niji za !ro!a&aciju jonosersko&"alasa% nalaze se na visinama $o oko"alasa% nalaze se na visinama $o oko00km% "ako $a se !o$ jonoserom% sa00km% "ako $a se !o$ jonoserom% saas!ek"a ra$io komunikacija%as!ek"a ra$io komunikacija%!o$razumeva o'las" a"mosere koja se!o$razumeva o'las" a"mosere koja senalazi na visinama izme@u 0 i 00kmnalazi na visinama izme@u 0 i 00kmizna$ emlje+izna$ emlje+

M Boris"i se za "ele&raski i "eleonskiBoris"i se za "ele&raski i "eleonski!renos% ra$io$iuziju% u komercijalne%!renos% ra$io$iuziju% u komercijalne%ama"erske% civilne i vojne svre+ama"erske% civilne i vojne svre+


74/204

1"ruk"ura jonosere

M ?onosera se sas"oji o$ molekula i jonarazre@eno& &asa% kao i o$ o$re@enekoncen"racije slo'o$ni elek"rona+

M ?onizacija molekula &asa javlja se (unajve#oj meri) kao !osle$icaul"ralju'ias"o& zraenja sa 1unca ( u "omo!se&u je ener&ija jonizacije $ovoljna $aizvri jonizaciju molekula &asa% "j s"varanje

slo'o$ni elek"rona)+ 7ore$ "o&a% naormiranje jonosere u"iu (ma$a u manjojmeri) i ren$&ensko i kor!uskularnozraenje sa 1unca% kosmiko zraenje%s"rujanje (sa&orevanje) me"eora i $r+

M


75/204

1"ruk"ura jonosere

M 'o& s"alne rekom'inacije% kao i z'o&vie razlii"i izvora jonizacije% s"e!en jonizacije !oje$ini slojeva a"mosere ses"alno i neuniormno menja sa visinomizna$ !ovrine zemlje+

M Ve# na visinama o$ oko 0km%koncen"racija slo'o$ni elek"rona je"olika $a mo*e ima"i u"icaja na !ros"iranjera$io "alasa+

M 7oev o$ ove visine% !a sve $o visine o$oko 00km % &us"ina slo'o$ni elek"ronaras"e i o!a$a% !ri emu se mo*e uoi"inekoliko izrazi"i maksimuma+ 9veo'las"i (u okolini maksimumakoncen"racije slo'+ elek"rona) nazivaju seslojevima jonosere (.%C%F4 i F2)

M Boncen"racije slo'o$ni elek"rona u!oje$inim slojevima% maksimumikoncen"racije% kao i visine jonizovanislojeva menjaju se u zavisnos"i o$ $o'a$ana i &o$inje& $o'a% o$ &eo&raskeirine kao i o$ ciklusa 1uneve ak"ivnos"i(44 &o$ina)+


76/204

1"ruk"ura jonosere

M ;eanizam jonizacije je veomakom!likovan+ ?onizuju#e zraenje jenajve#e na s!oljanim $elovimaa"mosere% a znaajno se smanjuje (z'o&a'sor!cije a"mosere) kako se !ri'li*ava!ovrini zemlje+

M


77/204

?onoserski slojevi

.anjuM . 0-N0 kmM C (N0-430) kmM F4(40-200) kmM F2 (20-W00) km


78/204

?onoserski slojevi?onoserski slojevi

M


79/204

?onoserski slojevi?onoserski slojevi

1


80/204

1loj .

M . - sloj: =ma rela"ivno malu &us"inu slo'o$ni elek"rona ( oko \40N6m3) u !ore@enju sa &us"inom molekula &asa (40206m3)+

M ?avlja se samo $anju na visinama izme@u o"!rilike 0 i N0 km% a !ozalasku 1unca 'rzo isezava (jer je rekom'inacija u ovom slojunajve#a)+

M anemarljivo zakrivljuje i a'sor'uje visoke rekvencije (ne$evijan"naa'sor!cija)% ali znaajno sla'i ni*e rekvencije iz HF o!se&a(!ose'no znaajno sla'i one iz ;F o!se&a)+ To je&lavni a!sor'uju#isloj jonosere+ .akle% a!sor!cija . sloja je o'rnu"o !ro!orcionalnaues"anos"i ra$io "alasa ("j+ ve#a je na ni*im ues"anos"ima% a manjana viim)

M 9$ ovo& sloja mo&u $a se relek"uju samo $u&i "alasi (.T6LF)% $ok

sre$nji "alasi (1T6;F) !ro$iru kroz ovaj sloj uz jaku a!sor!ciju+M Bra"ki "alasi (BT6HF) "ako@e !ro$iru kroz ovaj sloj ka nare$nom slojuC% !ri emu je a!sor!cija zna"no manja

1l j C


81/204

1loj C

• .avlja se uglavnom danju* dok nou ostaje samo u rudimentima /%rzopo izlasku $unca* jonizacija se u ovom sloju poveava* oko podneva

dosti&e maksimum* a zatim polako opada do zalaska $unca• 630 km i ima gustinu slo%odni'

elektrona od oko 60669m3• ?anju* on unosi jaku apsorpciju na srednjim talasima (M!"* pa su oni

praktično izgu%ljeni


82/204

1l j F (F i F )


83/204

1loj F (F4 i F2)

M F - sloj:


84/204

7ros"iranje C;T u jonoseri

M 7ros"iranje C;T u jonoseri zavisi o$sle$e#i !arame"ara: / ,es"anos"i ra$io "alasa

/ 1"e!ena jonizovanos"i jonosere / .o'a $ana6no#i% kao i &o$inje& $o'a

/ ;a&ne"no& !olja emlje i $r+

M 7ri "ome mo*e $o#i $o !ojava !relamanja%a!sor!cije ili releksije C;T+

7 " i j


85/204

7arame"ri jonosere

M 7rimarni: / 7rovo$nos" σ / 7ermi"ivnos" (!ro!us"ljivos") εr / 7ermea'ilnos" µ

M 1ekun$arni (u vezi su sa !rimarnim !rekoues"anos"i ) / Boeicijen" sla'ljenja α / Fazni koeicijen" β

/ 5rzina !ros"iranja ν / =n$eks !relamanja n / 1o!s"vena im!e$ansa 1 i


86/204

= $ k l j= $ k l j


87/204

=n$eks !relamanja=n$eks !relamanja

• Eonosfera ima osoine poluprovodničke jonizovane sredine! Bndeksprelamanja u jonizovanoj sredini je uvek manji od & (nF&)! "n se možeizraziti preko relativne dielektrične konstante r , kaoD

• %ielektrična konstanta r je veoma zavisna od koncentracije sloodni8elektrona u jonosferi (opada sa porastom koncentracije)! Gako u svimslojevima jonosfere koncentracija elektrona nije jednaka, to $e se r , asamim tim i n menjati od sloja do sloja!

• Bndeks prelamanja n zavisi od koncentracije sloodni8 elektrona N , iučestanosti radio talasa f

r n ε =

EE

E E E

:

OCC C C

c 5e 5 n f

ω

ε ω ω

= − = − = −

(ka$a je ω Oω c ⇒nO0)

OC '

( ) E9:EE G.O:F;OC −=≈ se ε π

,"i j " lj lj


88/204

,"icaj ma&ne"no& !olja emlje

M , ma&ne"nom !olju na elek"ron% ija je 'rzina v %$eluje sila ev J #"o ima u"icaja na cirkularnokre"anje elek"rona !o !u"anji iji je !olu!renik r %"ako $a je 'rzina v3 4 π f ! r3ω ! r.

M Frekvencija f ! naziva se rekvencija ro"acije ili5iromagnetna frekvencija+

M =zje$naavanjem in"enzi"e"a cen"riu&alne i

ma&ne"ne sile koje $eluju na elek"ron sle$i:: @ ( ( ( (ev

e - e- f r

µ ν ω ω π = − = ⇒ =

&10 7 f ( 7 /18 '()

zavisi o$ lokacije

B " " k l k $i l k" ik


89/204

Bons"an"a kom!leksno& $ielek"rika


90/204

Rerak&ija talasa * jonoseri

nDn

W

nWDn

3

n3^n

2

n2^n

4

n4^n

0

n0

n4

n2

n3

nW

n

;eanizam jonoserske releksije;eanizam jonoserske releksije• Eonosferska refleksija se ne može striktno uporediti sa refleksijom svetlosti

od o#ledala! +ačnije je re$i da postoji sukcesivna refrakcija u slojevima sa

različitim indeksom refrakcije (prelamanja), čiji je ukupan učinakrefleksija!M 1vaki sloj jonosere mo*e se !o$eli"i na veliki 'roj !o$slojeva "ako $a svaki

o$ nji ima !ri'li*no kons"an"nu koncen"raciju slo'o$ni elek"rona% a "ime ikons"an"nu vre$nos" in$eksa !relamanja n+ .ru&im reima% slojevi u jonoseri mo&u se !o$eli"i na niz !o$slojeva o$ koji je svaki razlii"ekoncen"racije (orizon"+ s"ra"iikovana jonosera)+

n4 6n76n/ α2 α1α0

:8 5 8 n9 α 8

;eanizam jonoserske releksije;eanizam jonoserske releksije


91/204

nDn

W

nWDn

3

n3^n

2

n2^n4n4^n

0

n0

n4

n2

n3

nW

n

;eanizam jonoserske releksije;eanizam jonoserske releksijeM Bako sa !oras"om visine jonosersko& sloja% koncen"racija

elek"rona 2 ras"e% "o #e in$eksi !relamanja n u njima sve vie

o!a$a"i i 'i#e minimalni u maksimumima jonizovanos"i !oje$inislojeva+

M ? )% zais"i inci$en"ni u&ao α0% "alas se "ako@e savijau o$nosu na ver"ikalu% ali sa$a !o$ manjim


92/204

;eanizam jonoserske releksije;eanizam jonoserske releksije

Rerak&ija talasa * jonoseri

nDn

W

nWDn

3

n3^n

2

n2^n

4

n4^n

0

n0

n4

n2

n3

nW

n

u&lom α3^α4 !o"o in$eks !relamanja zavisi io$ rekvencije ra$io "alasa+, "om sluaju "alas #e !ro$ira"i $u'lje u

jonoseru% o$nosno relek"ova#e se ka emlji

na ve#oj visini ili #e ne!ovra"no iza#i iz jonosere (ukoliko je ues"anos" znaajnove#a)% !o$ is"im u&lom !o$ kojim je $os!eona $onju &ranicu jonizovano& sloja+

akljuak:

Releksija "alasa o$ jonosere zavisi o$

rekvencije ra$io "alasa% u!a$no& u&la u jonoseru i s"e!ena jonizacije jonosersko&sloja+

f 8 n 8 α 9 ( α :6α 7 )

5 a;

5 _

5 R


93/204

Bri"ina rekvencijaBri"ina rekvencija


94/204

Bri"ina rekvencijaBri"ina rekvencija

M Bri"ina rekvencija !re$s"avlja maksimalnu ues"anos" "alasa

emi"ovano& sa emlje u ver"ikalnom !ravcu ka jonoseri koji se jouvek relek"uje naza$ ka emlji+ Releksija #e se os"vari"i na visini nakojoj je n ; O0+

M


95/204

Bri"ina rekvencija

M 1vaki jonoserski sloj ima svoju s!eciinu vre$nos" za


96/204

! j! j

M 8ko je re o kosom u!a$anju"alasa u sloj jonosere% "a$a iues"anos"i f koje su ve#e o$kri"ine f c mo&u 'i"irelek"ovane ka emlji+

M ,koliko se $va "alasa razlii"iues"anos"i u!u"e ka jonoseri%

je$an !o$ o$re@enim o"rimu&lom α0% a $ru&i ver"ikalnonavie (α0O0o)% ali "ako $a$o!ru $o is"e visine% mo*e se

!okaza"i $a izme@uues"anos"i ova $va "alasa!os"oji sle$e#a relacija:

cc &

&

f f f sec

cosα

α = =

;,F;,F mmaksimalna u!o"re'ljiva rekvencijaaksimalna u!o"re'ljiva rekvencija


97/204

;,F;,F - m- maksimalna u!o"re'ljiva rekvencijaaksimalna u!o"re'ljiva rekvencija• Maksimalna frekvencija pri kojoj e signal* u datim uslovima (lokacija*

lokalno vreme* do%a godine* %roj $unčevi' pega* itd " još uvek %itireflektovan od jonosfere i vraen ka prijemniku naziva se

;,F(maJimum usa'le requency)

• Pri kosom upadanju talasa u sloj jonosfere* talasi čije su učestanosti

vee od kritične frekvencije fc* mogu se još uvek reflektovati nazadka -emlji* ako su nji'ove maksimalne učestanosti definisane izrazom

'


98/204

! jrekvencija

M 1a !oras"om u&la inci$encije α0 ras"e i vre$nos" ues"anos"i ;,F-a(ra$io "alasi vii ues"anos"i se mo&u i $alje relek"ova"i)

cc &

&

f f f sec

cos α

α = =

α 0


99/204

9!"imalna ra$na rekvencija F9T 6


100/204

! j9>F

M B-ke jonosere su jako nes"a'ilne i !o$lo*ne $nevnimsezonskim i &o$injim varijacijama+

M ,sle$ "o&a% !ouz$anos" !renosa si&nala nije uvek is"a+


101/204

7rivi$na visina releksije

7rivi$ni relek"uju#i sloj7ro&resivna releksija (nizsukcesivni rerakcija)os"varuje se na ni*oj visinio$ !rivi$ne+

7rivi$na visina

relek"uju#e& sloja je onavisina koju 'i "alas$os"i&ao% ako 'i se!ros"irao !ravolinijski kroz jonoseru !ri kojoj 'i seo$'io o$ ravne !ovrine

(o&le$ala)+ 9va visina seo$re@uje u unkciji u&la !o$kojim "alas na!u"a emlju(u&ao elevacije) i !o$ kojimse vra#a na nju+

.u*ina o!a 6 visina relek"uju#e&


102/204

sloja 6 u&ao elevacije

.u*ina o!a !re$s"avlja ras"ojanje izme@u !re$ajnika $o o$&ovaraju#e "ake na zemlji u

kojoj se !rvi !u" !rima relek"ovani jonoserski ra$io "alas+ Gornja &ranica $u*ine o!ao$re@ena je visinom jonosersko& sloja na kome $olazi $o releksije "alasa+ ;aksimalna$u*ina o!a za sloj C je 2000km% a za sloj F2 je W000km+Ras"ojana ve#a o$ ovi semo&u !remos"i"i !reko vie o!ova+

X"o je ve#i u&ao elevacije !re$ajne an"ene $u*ina je$no& o!a je manja (!o"re'an je ve#i'roj o!ova)

,"icaj visine relek"uju#e& sloja% u&la elevacije !re$ajne


103/204

an"ene i ues"anos"i na $ome" jonosersko& "alasaFiksan u&ao elevacije% f -varija'ilna

1a !ove#anjem rekvencije ra$io "alasa kavre$nos"ima ;,F-a% "alas se rerak"uje na

ve#im visinama !a je i $ome" veze ve#i(!u"anje (4) i (2))+


104/204

an"ene i ues"anos"i na $ome" jonosersko& "alasa

a male vre$nos"i u&la elevacije (4)% $u*ina o!a je najve#a+

1a !ove#anjem u&la elevacije !re$ajne an"ene (2) i (3)% smanjuje se $u*ina

o!a jonosersko& "alasa% a releksija se os"varuje na ve#im visinama (zaiksiranu rekvenciju ra$io "alasa)

,koliko se za$r*ava is"i u&ao elevacije% a pove=ava u0estanost elek"roma&ne"no& "alasa% "alas #e $os!e"i du"lje u jonoseru% !a #ese "ime !os"i#i i ve=a du5ina skoka jonosferskog talasa+

Fiksna ues"anos"

;r"va zona;r"va zona


105/204

;r"va zona;r"va zona

• -ona u okolini predajnika ukojoj nije mogue primiti jonosferski talas naziva seEmrtva zonaF* koja mo&eiznositi čak nekoliko stotina

kilometara M 1 je$ne s"rane% 'li*e

!re$ajniku mr"va zona je$einisana &ranicom na kojoj je!ovrinski "alas "oliko sla' $a

je !olje koje !o"ie o$ nje&ane$ovoljno za !rijem+M


106/204

;r"va zona" a o a

Fe$in& u jonoserskim vezama


107/204

Fe$in& u jonoserskim vezama

M Fe$in& usle$ !ros"iranja !o vies"rukim!u"anjama nas"aje kao !osle$ica $is!erzije"alasno& ron"a sa !re$ajne an"ene+


108/204

j j &

, !raksi se es"oos"varuju

jonoserske veze%ko$ koji je!u"anja ra$io"alasa os"varena!reko $va ili vie

skokova

"rimeri p*tanja sa #i$e skoko#a

Fara$ejev eeka" 6 ro"acija


109/204

Fara$ejev eeka" 6 ro"acija

M Faradeje# eekat @ ro"acija ravni !olarizacije ra$io "alasa kojanas"aje usle$ kom'inovano& u"icaja slo'o$ni elek"rona u jonoseri i ma&ne"no& !olja emlje+

M 7ojava $a linearno !olarizovan ra$io "alas ro"ira oko svo& !ravca!ros"iranja kroz jonoseru ,&ao ro"acije zavisi inverzno o$kva$ra"a rekvencije ra$io "alasa% a $irek"no o$ ma&ne"ne in$ukcije

i 'roja elek"rona $u* !u"anje !ros"iranja "alasa+

M f / rekvencija HzSM / ma&ne"no !olje zemlje 3 µ ! >'6m2S

M 2 / uku!an 'roj elek"rona

M Fara$ejev eeka" $o!rinosi !romeni !olarizacije ra$io "alasa !rinje&ovom !rolasku kroz jonoserske slojeve+

-5 f

:C:9N. ×=φ

Gru!no kanjenje


110/204

Gru!no kanjenje

M Rerak"ivnos" kojoj !o$le*e ra$io "alas !ri svom !ros"iranju kroz jonoseru rezul"uje $a !romena nje&ove aze 'u$e razlii"a o$oekivano& azno& !omeraja koji zavisi o$ izike $u*ine !u"a+

M 9vaj eeka" se mo*e !osma"ra"i kao !romena !rivi$ne $u*ine!u"a jonosersko& "alasa ∆r

M 9va !romena $u*ine !u"a mo*e se ekvivalen"no !osma"ra"a"i kaovremensko kanjenje si&nala t sS:

5 f

r 9.F:=∆ 5 ! koncentraci9a s"ob1 e"ektrona

5 cf t 9.F:

=

.is!erzija


111/204

.is!erzija

M 7romena eek"ivne $u*ine !u"a kao !osle$ice &ru!no& kanjenja ne 'i'ila !ro'lema"ina ukoliko 'i ona 'ila is"a za sve ues"anos"i+

M ;e@u"im% kanjenje zavisi o$ ues"anos"i ra$io "alasa% "o za !osle$icuima $is"orziju vremensko& o'lika !rijemno& si&nala iji s!ek"arzauzima iri rekvencijski o!se& (vie rekvencije iz s!ek"ra s"i*u ranijena mes"o !rijema)

M .is!erzija se $einie kao 'rzina !romene kanjenja u o$nosu narekvenciju ra$io "alasa:

M Razlika kanjenja krajnji s!ek"ralni kom!onen"i (najni*e i najvie

ues"anos"i) si&nala% s!ek"ralne irine ∆f iznosi:

[ ]C9

.O: −−= s() 5 f df

dt

f5 cf

t ∆−=∆9

.O:

?onoserska scin"ilacija


112/204

?onoserska scin"ilacija

M , jonoserskim slojevima% !os"oje lokalne o'las"i%!ose'no 'li*e suncu% u kojima se $eavajura!i$ne varijacije &us"ine slo'o$ni elek"rona%koje u"iu na !romene rerak"ivnos"i ra$io "alasa+

M 9vi $elovi jonosere se !onaaju kao soivo% kojeokusira i $iver&ira "alase i na "aj nain $ovo$i $o!romena am!li"u$a i aza (nivoa) si&nala% "o se

naziva jonoserskom scin"ilacijom+

,"icaj umova


113/204

,"icaj umova

M Xumovi !o"iu iz in"erni i eks"erni izvora+M =n"erni um / um &enerisan u !rijemnom $elu sis"ema (imanezna"an u"icaj u !ore@enju sa eks"ernim umom)

M Cks"erni um: !riro$ni (a"moserski i &alak"iki) i ve"aki (ovekovizazvan um)+

M .ominan"an u"icaj u HF vezama ima a"moserski um+M 8"moserski um je izra*eniji u ekva"orijalnim !o$rujima% a sa

!oras"om &eo&raske irine o!a$a nje&ov u"icaj+M Tako@e% nje&ov eeka" je izra*eniji na ni*im ues"anos"ima% "ako $a

se !ro'lemi javljaju ka$a se koris"e ni*e rekvencije (u !erio$imaminimalni solarni zraenja i "okom no#i)

M


114/204

7romene kar 7romene kar aak"eris"ika jonoserek"eris"ika jonosere

M 1 o'zirom na u"icaj razlii"i ra$ijacija% jonosera ima 2W-asovne% sezonske !romene i !romene vezane za

je$anaes"o&o$inji ciklus suneve ak"ivnos"i+M Bri"ini !arame"ri su maksimalno u!o"re'ljiva rekvencija

(;,F) i minimalno u!o"re'ljiva rekvencija (L,F)% koju jonosera mo*e $a !o$r*i+

M ;,F najvie zavisi o$ maksimuma elek"ronske &us"ine(koncen"racije) u F re&ionu+ 9vo se menja "okom $ana%"okom sunevo& ciklusa% kao i "okom &eoma&ne"ski

!oreme#aja+M L,F je ko"rolisan veliinom a'sor!cije ra$io "alasa u . iC re&ionu+

7romene kar7romene karaak"eris"ika jonoserek"eris"ika jonosere


115/204

7romene kar 7romene kar aak"eris"ika jonoserek"eris"ika jonosere

M 7ravilne: / $nevne ($an% no#) / sa &o$injim $o'om / !o$ u"icajem suneve ak"ivnos"i (R42 )

/ u unkciji &eo&raske irine i $u*ine+M


116/204

.nevne varijacije 2 ma;

M Ra$ne ues"anos"i u jonoserskoj vezisu "i!ino vie "okom $ana% a ni*e"okom no#i+

M 1unevo zraenje u"ie na !ove#anje'roja slo'o$ni elek"rona u jonoseri irekvencije koje se mo&u koris"i"i u$a"oj vezi $os"i*u svoje maksimalnevre$nos"i oko !o$neva

M Tokom !o!o$neva% $o!u"ene ra$nerekvencije !oinju $a o!a$aju z'o&nes"ajanja (rekom'inacije) slo'o$nielek"rona i uvee slojevi .% C i F4!os"aju 'eznaajni sa as!ek"areleksije+

M HF veze "okom no#i os"varuju se !rekosloja F% a a!sor!cija ra$io "alasa je

manja z'o& iezavanja sloja .+


117/204

.nevne i sezonske varijacije 2 ma;

Varija&ije /6F-a * *nk&iji g*stine elektrona jonoserea! dne#ne )! sezonzske(tokom >Ah! (sa godi$njim do)om!


118/204

(tokom >Ah! (sa godi$njim do)om!

7romene ;,F-a sa ciklusom k"i "i


119/204

suneve ak"ivnos"i

M avise o$ sre$nje& 'roja sunevi!e&a za 42 meseci (R42)+ 1uneve!e&e su ak"ivni re&ioni u vi$ljivom$isku sunca u kojima se !roizvo$inajve#i $eo ul"raviole"no& zraenja(sre$nje vre$nos"i za R42 su o$ 0-

20% sa ciklusom o$ 44 &o$inaizme@u 2 minimuma)M , nizu jonoserski !romena

navo$i se "zv+ $ecem'arskaanomalija koja !re$s"avlja !ojavuvisoki !o$nevni vre$nos"i oF2 u$ecem'ru o$nosno injenicu $a su$nevne kri"ine rekvencije u Fo'las"i u o!"em sluaju vie u$ecem'ru ne&o u junu+ 9vo va*isamo u uslovima jae suneveak"ivnos"i% $ok u &o$inama niskesuneve ak"ivnos"i ova razlika je

nezna"na+

7romene ;,F-a u unkciji k i i i $ *i


120/204

&eo&raske irine i $u*ine

M a ni*e irine% jonizacija je jaai ;,F-ovi slojeva C i F4 suve#i+

M .anju i sa !ove#anjem&eo&raske irine% sunevi

zraci !rolaze kroz a"moseru!o$ ve#om kosinom% !a sein"enzi"e" ra$ijacije i &us"inaelek"rona smanjuju i$u#i ka!olovima

M ;,F za sloj F2 zavisi na $os"akom!likovan nain o$ irine%ali ona se razlikuje i !rema$u*ini

7romene visine jonoserskil j


121/204

slojeva

M Visine slojeva C i F4 os"aju zna"no kons"an"neza vreme $ana% kao i za vreme &o$ine i u celom"oku suneve ak"ivnos"i+

M


122/204


123/204


124/204

! j j &! j j &

M 1na&a si&nala na !rijemu

M %la'ljenje !renosno& !u"a% &(p)% unajve#oj meri zavisi o$ : / !ros"orno& sla'ljenja &(s)

/ sla'ljenja usle$ a!sor!cije &(i) / $o$a"no& &u'i"ka &(")+

P# r $ P# t $ G# t $ G# r $ L# p $= + + −

77ros"orno sla'ljenjros"orno sla'ljenjee


125/204

77ros"orno sla'ljenjros"orno sla'ljenjee

'() > k > L# s $ %&"og f %& "og p *%1= + +

( )ili % %k >

sin d %R p %R p d #/ : R $ +:

cos# d %R $= = + +

∆ +

p je $u*ina !u"a jonosersko& "alasa

1la'ljenje usle$ jonoserske a'sor!cije1la'ljenje usle$ jonoserske a'sor!cije


126/204

j j j ! jj j j ! j

n

9

9 / (

?00,%seci L# i $ I

/,8@# f f $ /&,% ==

+ + ∑

/,*

9 /% I # / &,&&*0R $#cos&,@@/ $ χ = +

/%%

#0 &1&/8d $#/ &1&/R $ L# i $ f /&

+ +=+

.8


127/204

KRF ak"or !ouz$anos"i veze


128/204

!

M KRF(Kircui" Relia'ili"y Fac"or)

M d(b) / ak"or ras!olo*ivos"i ($o'ro"e) jonosersko& "alasa

M 7(b) / verova"no#a $a #e o$nos 16<!revazi#i minimalnu za"evanu vre$nos"

LTM LTMLTM

C::

A P BR6

×=

KRF ak"or !ouz$anos"i veze


129/204

!C: G:

G:

C: G: G:

G: A:

G:

G: A: G:

O:( LTM 9:,( (

O:( LTM C9:

( (

'


130/204

• / opštem slučaju* nije mogue sa jednom radnomfrekvencijom odr&avati vezu danju i nou* u svim godišnjimdo%ima i za vreme celog ciklusa sunčeve aktivnosti $togase mora predvideti uzastopna upotre%a više radni'frekvencija

• 8rupa frekvencija* koje se koriste u toku AG'* predstavlja

raspored radnih frekvencija za datu vezu• Prvo odrediti opseg raspolo&ivi' radni' frekvencija za datu

vezu; gornja graničnu frekvencija je jednaka medijani M/!>a ili !1>u*

u zavisnosti od toga kakva se pouzdanost veze za'teva I0D ili=0D respektivno

; sa donje strane opseg radni' frekvencija ograničen je za'tevanimkvalitetom veze (odnosom signal9šum" /koliko veza nije osetljivana multipat' efekat /! je 0C M/!

Ras!ore$ ra$ni rekvencijaRas!ore$ ra$ni rekvencija


131/204

! j! j

.anju se mo&u koris"i"i vierekvencije


132/204

! j! j

/ Gornja granična #rednost je vre$nos" me$ijane s"an$ar$no& ;,F-a iliF9T+ =z'or je$ne ili $ru&e vre$nos"i zavisi o$ vrs"e slu*'e koju "re'aos"vari"i+ Vre$nos" me$ijane s"an$ar$no& ;,F-a% kao maksimalnara$na rekvencija% omo&u#uje $a se us!os"avi veza sa verova"no#om o$0b (veze sa sre$njom !ouz$ano#u: ra$io-"eleonske veze 'ez!rikljuka na javnu mre*u% veze ) % a ka$a se ra$i sa F9T-om

verova"no#a se !ove#ava $o N0b (veze sa !ove#anom !ouz$ano#u:!renos !o$a"aka% au"oma"ska "ele&raija% aksimil% viekanalna "eleonijasa !rikljukom na javnu mre*u% veze koje se koris"e za s!aavanjelju$ski *ivo"a i $r+ )+

/ Donja granična rek#en&ija mo*e uze"i vre$nos" o$ 0+ ;,F-a usluaju veza koje nisu ose"ljive na eeka" !ros"iranja vies"rukim!u"anjama% a za veze koje jesu ose"ljive na eeka" !ros"iranjavies"rukim !u"anjama+ $onja &ranina ues"anos" se !omera !remaviim rekvencijama

Ras!ore$ ra$ni rekvencijaRas!ore$ ra$ni rekvencija


133/204

! j! j

C

C

9 C

CC

;

; ;

;

..........

; ;

'

nn

f f a

f f c c a b

f f c

f f c f b−

=

= =

=

= =

log;

log ; '

k n k f f

a b

= =;

;

gorn9a '


134/204

Prostiranje prostornim talasom space wave propagation

( f H9: ')z 7),


135/204


136/204

W Iko se antenaIko se antena po podigne za vi#e talasni% du"ina iznad povr#ine zemlje, komponentadigne za vi#e talasni% du"ina iznad povr#ine zemlje, komponenta povr#inskog talasa je vrlo mala i mo"e se zanemariti. povr#inskog talasa je vrlo mala i mo"e se zanemariti. < tom slučaju dominantan je prostorni< tom slučaju dominantan je prostornitalas. $ntenzitet prostornog talasa raste sa porastom visine antenatalas. $ntenzitet prostornog talasa raste sa porastom visine antena ii stoga predstavljastoga predstavljadominantan tip propagacijedominantan tip propagacije zzaa radio talase čije su učestanosti iz


137/204

Prostiranje po višestrukim putanjama

(multipath propa2ation)


138/204

Jeflektovan talas

Predajnikd

Prijemnik

% b

%m!ifraktovantalas

!irektan talaso/

zgrada

(multipath propa2ation)

Prostiranje po vi#estrukim putanjama(u"tipat: propagation


139/204

(u"tipat: propagation

posledica je refleksije, difrakcije ili rasejanja radio talasa od različiti% prepreka na trasi

propagacije izme3u predajnika i prijemnika

&roposfera


140/204

W Najni"i i najgu#ći deo zemljine

atmosfere, čija je prosečna visina okoC:1C km na srednjim geografskim#irinama (na polovima ima visinu

pribli"no km, a na ekvatoru dosti"evisinu oko CO km.

W ?arakteri#e se različitim parametrima, anajva"niji su- temperatura T , pritisak P i vla"nost p (pritisak vodene pare.

W 7rednosti pojedini% parametaratroposfere zavise od doba dana igodine, geografskog polo"aja

posmatranog sloja iznad zemlje, kao imeteorolo#ki% uslova.

W Pod normalnim (standardnim uslovimau troposferi temperatura, pritisak ivla"nost vazdu%a opadaju sa visinom.

&roposfera


141/204

W Na visinama do km pri%vatljiva je linearnaaproksimacija za promenu T,P i p vazdu%a

ML9O(

MLCCSAG:(

MLG.A:(

-:: p

-:: P

C ::T

−=−=−=


142/204

Jefraktivnost troposfere


143/204

/ %?

r

binoni ra)vo9 ?

/1/ @/& pn / P /&

T T

001? @/& pn / P /&

T T

ε −

−

= = + + → = + +

4ndeks troposferske refrakcije n=Dr je f1ja T, P i p

7rednosti n, dobijene na osnovu linearne veze T, P i p sa visino : suF

za :=& ⇒n#&$=C.:::OA

:=/ km ⇒ n#/$=/1&&&%/,

romene vrednosti za n su jako male⇒ uobičajeno da se umesto indeksa refrakci9en koristi troposferska refraktivnost N koja se defini#e preko n kao-

+=×−=

T p

P T

n 5 FOC:.SS

C:C(

5#&$=%@8 i 5#/$@GC

Promena refraktivnosti 5 u zavisnosti od visine:


144/204

:

'odeli troposfere


145/204

W 'odeli troposfere se defini#u u zavisnosti od

refraktivnosti 5 preko s"edei: ateatički: ode"a- =eneralni model

5=5 &e;p#H:$gde je : u k, a koeficijent H je u granicama od &1%/ do &1/%

'odel standardne eksponencijalne atmosfere 5=%@8e;p#&1/*:$

pri čemu je d5Jd:#&$=*8 na nivou zemlje 'odel standardne linearne atmosfere

5=%@8 *8:koji mo"e da se primenjuje do visine oko % km

!u"ina linije optičke vidljivosti


146/204

d @ dC 0 d dC

@ ( %t 0 J J @ %t

0 %t J ≈ %t J d

@ ( %r 0 J J @ %r 0 %r J ≈ %r J


147/204

&roposferska refrakcija


148/204

W Pri prolasku talasa kros pojedine slojeve troposfere, sa

različitim indeksima refraktivnosti n, doći će do pojavevi#estrukog prelamanja (prema /nellovom zakonu. 6va pojava poznata je pod imenom troposferska refrakcija. Pri refrakciji, javljaju se promena brzine i pravca prostiranja talasa.

( ):::C

C

µ µ ε

εµ

µ ε ≈=== va)du:r vcn

Jelativna dielektrična konstanta vazdu%a ε r

# a time i n$ zavisi od pritska P , temperatureT i relativne vla"nosti i p vazdu%a.

%Y P, T, p↓ * n ↓ * (n7@n4 @n:K) *

⇒


149/204

W 7arijacije refraktivni% uslova troposfere uzrokuju promene koeficijenta troposferskerefrakcije k i efektivnog poluprečnika Zemlje

W Posledica troposferske refrakcije je da putanja elektromagnetnog talasa nije potpuno


150/204

W Posledica troposferske refrakcije je da putanja elektromagnetnog talasa nije potpuno pravolinijska, već dolazi do njenog povijanja.

W Posledica toga je da će ovakav talas moći da stigne i do prijemne antene, koja se nalazi naudaljenosti većoj od optičkog %orizonta

;9 Dk D

/tandardne atmosfera k @ F;9

Reff @ k 9S: km

W Iko se u uslovima standardneatmosfere radio signal emituje


151/204

atmosfere radio signal emitujeskoro %orizontalno, mo"e se

smatrati (uz neka ograničenja kojasu u praksi skoro uvek ispunjenada je putanja po kojoj se talas

prostire krug radijusa J@GF:km(zakrivljenost putanje talasa je C;J@ 9A>C:1N

W /rednja zakrivljenost Zemlje jeC;9S:km@CGS>C:1N.

W Iko se obe zakrivljenosti smanjeza po 9A>C:1N * zakrivljenost

putanje talasa će biti @: (talas će se prostirati po pravoj liniji, aefektivna zakrivljenost Zemlje ćetada biti (CGS19A>C:1N@CCO>C:1N ⇒

W Reff @ k 9S: @ OFA: km (za k @F;9 9F

GF:

9S:C

C=

−=k


152/204


153/204

6ptički vs. radio %orizont


154/204

9!"iki orizon"

akrivljena !u"anjara$io "alasa

Ra$io orizon"

:ei

d Lsi


155/204

Ckvivalen"na !u"anja

ra$io "alasa

Ra$io orizon"

:ei

d Lsi

W Reff @ k 9S: @ OFS: km, gde je k @F;9.

?oeficijent troposferske refrakcije k


156/204

k

7rednost koeficijenta k zavisi od trenutni% meteorolo#ki% uslova u atmosferi.

7rlomale promene ovog faktora prouzrokuju značajne promene vrednosti :t , :r , d / ,d % , E d i E r , zbog promena efektivnog poluprečnika zemlje Reff i faktoradivergencije !, #to sveukupno doprinosi promeni rezultantnog polja E na prijemu.

Jefleksija (od ravne zemlje


157/204

+,-d- r-d"o t--! #-"-z" #- gr-#"& d$ !r$d"#$ r-z""t"prood#o!t" (-zd34$m-)6 "#&"d$#t#" t--! !$ r-zd-- #-r$7$kto-# " pr$#$!$#".

+$7$kto-#- kompo#$#t- t--!- do-z" #- -z pr"$m#"k-6gd$ z-$d#o !- d"r$kt#"m t--!om "#" r$zt-#t#o po$ #-m$!t pr"$m-.

+ 3

W < prvoj aproksimaciji, mo"e se smatrati da je zemlja savr#eno


158/204

provodna i u tom slučaju se pri refleksiji ne menja intenzitet

talasa (koeficijent refleksije po modulu je C, već samo dolazido promene faze za π(180ο).W Polja direktnog i reflektovanog talasa bi se na mestu prijema

praktično poni#tila (bila bi u protivfazi da ne postoji i dodatnifazni pomeraj izme3u direktne E d i reflektovane E r komponente talasa, koji odgovara razlici nji%ovi% puteva:t :r Jd , i dat je sledećim izrazom-

W Implitude direktne i reflektovane komponente E r i E d su skorosasvim iste i pribli"no jednake-

[ ]t r t r : : : :

rad d d

π π φ

λ = × =

2 2 :

d

E /

E / neoslabljena komponenta polja na udaljenosti Ckm

W Jezultantno polje (direktna0reflektovana komponentana prijemu je-

$ntenzitet polja zavisi dvojako odrastojanja - inverzno i po sin zakonu.'aksimumi polja su EC;d (pojavljujuse kada je sinusni član@C, a minimumi

su : (kada je sinusni član @:


159/204

6ve varijacije jačine električnog polja kao posledica interferencije

direktnog i reflektovanog talasa javljaju se na relativno bliskim

udaljenostima od predajnika (u prečniku do C:1tak km. 6vevarijacije su izra"enije ukoliko se

primenjuje vertikalna polarizacija, pa je to razlog zbog čega seuglavnom koristi %orizontalna

polarizacija

na prijemu je-

W ogaritamski oblik ove jednačine je-

= −= d ::%

sind

E %

%cos

d

E % E

r t //

λ

π φ π

t r /

%: : E#d- $ = E #d- $+ ? I %&"ogd#k$+ %&"og sin

d

π µ

λ

÷

VVarijacije jačinearijacije jačine

polja sa rastojanjempolja sa rastojanjemd, pri refeksiji radiod, pri refeksiji radiotalasa od morsketalasa od morskepovršine, pri čemupovršine, pri čemu

je je EE11

=87dB=87dBµ ,, aa

< praktičnim situacijama, koef.refleksije nikada nema tačnovrednost 1C, #to znači da ćeminimumi nivoa polja (kao

posledica interferencije direktne ireflektovane komponente biti zaoko :dK ispod vrednosti EC;d

(polje koje bi se dobilo u slučajuo/ prostiranja u slobodnom

prostoru, a maksimumi nivoa polja

će biti za dK iznad ove vrednosti

su : (kada je sinusni član @:

W 'aksiui 9ačine e"ektričnog po"9a 9av"9a9u se )aF

k::% rt ππ


160/204

#k=/,*,K$, odnosno za rastojanja-

W Najudaljeniji maksimum je za k=/ na rastojanju

ma>

F t r : :d

k λ

=

[ ]

[ ]

[ ]k*&&/&&& '() f ::+

k/&&&

::+::+

d

r t r t r t

/k ⋅==== λ λ

%

k

d

::% r t π

λ

π =

W Za mala rastojanja, do najudaljenijeg maksimuma, jačina poljaij d 3 j l iji


161/204

na prijemu se odre3uje prema relaciji

W Za rastojanja iznad najudaljenijeg maksimuma (uz pretpostavku da je λ d HH:t :r tj. da je fazna razlika izme3udirektnog i reflektovanog talasa mala sve do kraja linijeoptičke vidljivosti moguće je uvesti aproksimaciju sinθ =θ , pase pret%odna relacija svodi na-

W jednačina inverznog rastojanja pokazuje da polje opada sakvadratom rastojanja od predajnika (snaga opada sa F.1timstepenom rastojanja

/ t r '()> k> E#d- $ = E #d- $ +%&"og#: : $ + %&"ogf I@0,? I &"ogd µ µ

t r / %: : E#d- $ = E #d- $+ ? %&"ogd#k$+ %&"og sin d π µ

λ ÷


162/204


163/204

Zavisnost prijemne snage od rastojanja


164/204

:t @9:m :r @m

6ptimalna visina prijemne antene


165/204

W Iko se svi uticajni parametri na nivo snage prijemnog signala smatraju poznatim(konstantnim, osim prijemne antene, tada se

optimalna visina prijemne antene mo"eodrediti iz uslova-

( ) Mt r t r r

r t

% : : % :dP d % cos & : %k /

d: d d :

π π λ

λ λ

= = ⇒ = + ÷

k @:,±C...

Promena jačine polja za četiri različitetalasne du"ine kanala


166/204

Pri fiksnoj visini predajne antene i na fiksnoj udaljenosti od predajnika, jačina električnog polja zavisiće od visine prijemne antene i talasne du"ine (kao #to je ilustrovano na slici. *

Na fiksiranoj visini :r ∗ različite frekvenc. kanale primaćemo sa različitom jačinom polja ⇒

visina :r mora se podesiti za optimalni prijem "eljenog kanala

Jefleksija od zakrivljene zemlje


167/204

W < realnoj situaciji, posebno u slučajudu"i% veza, mora seuzeti u obzir i stvarna

zakrivljenosti Zemlje,zbog čega se za visineantena moraju uzetinji%ove efektivnevisine iznad tangenteu tački refleksije.

R

d :: t t

C; −=

;r r

d : :

R= −

22

2

′t/r

"!"#$ -#t$#- od#o! #- !r$d#" #"o t$r$#- (s"var

t/r "!#$ -#t$#- od#o! #- t-#g$#t (eek"ivne)

t

r

: d

: d = 1

2

$ O d1


168/204

pojave divergencije talasa, odnosno #irenja

talasnog fronta nakon refleksije. 6va pojava je, tako3e, posledica realne zakrivljenostiZemlje i doprinosi smanjenju amplitude

reflektovane komponente talasa. ( )Cd E E N R= ±

( )

!/

/ % %

t r

% d d /

R : :

− ≈ +

+

d / , d % k>:t , :r > R ; 865

R1 koeficijentrefleksije


169/204

Ed

!⋅Er

Jezultanta Er 0Ed kada se zanemari d divergencija

Jezultanta Ed0!Er kada je kkomponenta reflektovanog talasamodifikovana sa !

Er

!ifrakcija prostornog talasa

!if k ij j bi l kt t i%


170/204

W !ifrakcija je osobina elektromagnetni%talasa da se blago zalamaju, odnosnokrive, na ivicama objekata (preprekakoji dodiruju nji%ov pravac prostiranja.

W Jadio talas koji nailazi na neki veći objekat(prepreku pod a"i upadni ug"o menja svoj pravac prostiranja i nastavljadalje prostiranje pod drugačijim uglom u

odnosu na prvobitni pravac (prepreka postaje sekundarni izvor zračenjaW !ifrakcija u nekim situacijama omogućava

prijem talasa i na mestima zaklonjenim preprekama (izvan 6/.

W Prema obliku prepreke razlikuju se dvatipa difrakcije- na o#trici no"a i glatkoj povr#ini.

W Nifrakci9a na oOtrici noa najjednostavniji tip difrakcije javlja se na prepreci koja mo"e da se predstavi beskonačno tankom *o#tricom no"a+.

W Posledica ove difrakcije je dodatni gubitak usleddifrakcije na o#trici no"a ( Lke očitava se s

Documents

3. Nacini Prostiranja Radio Talasa