Media transmisyjne
Wykład 6: Metody obliczeń
propagacyjnych  VHF/UHF .
dr inż. Jarosław J. Janiszewski
p. 906 C-5, tel. [phone]
[e-mail]
Rec. ITU-R P.370-7
Krzywe propagacyjne  obliczanie natężenia pola  dla służb rozsiewczych w
zakresie częstotliwości 30  1000 MHz
30  250 MHz i 450  1000 MHz
Moc 1 kW promieniowana przez dipol półfalowy
Uwzględniają warunki klimatyczne  ląd (różne kontynenty: Europa,
Ameryka Płn.), ciepłe i zimne morze (Morze Śródziemne, Morze Północne)
Wysokość efektywna zawieszenia anteny nadawczej  wyznaczana od
średniego poziomu gruntu o odległości 3  15 km od anteny w kierunku
odbiornika
Nieregularność terenu opisuje parametr "h
Metoda obliczeń natężenia pola dla tras mieszanych lądowo-morskich
Antena odbiorcza na wysokości 10 m, nad lokalnym terenem
Poprawka na zmiany wysokości anteny odbiorczej w zakresie 1,5  40 m
Możliwość uwzględnienia tłumienia wprowadzanego przez lasy i roślinność
Kąt przesłony terenowej  teren w pobliżu anteny odbiorczej
Krzywe reprezentują natężenia pola przekraczane w 50% miejsc (otoczenie 200
x 200 m) dla różnych procentów czasu
Jarosław M. Janiszewski - Media transmisyjne 2
Rec. ITU-R P.370-7
Wysokość skuteczna anteny nadawczej (h1)
ha
Krzywe dla wysokości 37,5 m
Średnia wysokość
terenu
h1
 1200 m
3 km
Dla wysokości - interpolacja
15 km
liniowa
Dla wysokości h1 mniejszej od 37,5 m, w odległości x
x e" 4,1 h1
E(x,h1) = E[(x+25-4,1 h1);37,5]
x < 4,1 h1
E(x,h1)=E(x;37,5)-E(4,1 h1;37,5)+E(25;37,5)
Gdzie: E [dB(µV/m), x [km], h1[m]
Jarosław M. Janiszewski - Media transmisyjne 3
Rec. ITU-R P.370-7
Wysokość skuteczna anteny nadawczej (h1)
Dla wysokości h1 większej od 1200 m, w odległości x
E(x, h1) = E[(x +142 - 4,1 h1);1200] x e" 4,1 h1
x < 4,1 h1
E(x, h1) = E(x;1200) - E(4,1 h1;1200) + E(142;1200)
Gdzie: E [dB(µV/m), x [km], h1[m]
4,1 h1
odległość do horyzontu radiowego
Wartości uzyskane nie mogą przekroczyć wartości dla swobodnej przestrzeni
Skuteczny kąt przesłaniania  dla anteny nadawczej stosowany, gdy h1 ujemna
Ujemna wysokość
skuteczna
Jarosław M. Janiszewski - Media transmisyjne 4
Rec. ITU-R P.370-7
Skuteczny kąt przesłaniania
Effective clearance angle
Wartość natężenia pola z
krzywych wyznaczona jak dla
h1= 0 m i pomniejszona o
h
Ä…
poprawkę dla kąta przesłaniania
Ä…
3 km 9 km 15 km
Kąt przesłaniania ą wyznaczon
Ä…:
effective terrain clearance angle
h:
effective antenna height (negative) jako arctan (h/9000)
9000 m, to środek przedziału
3  15 km
Jarosław M. Janiszewski - Media transmisyjne 5
Rec. ITU-R P.370-7
Kąt przesłony terenowej
Stosowany w celu polepszenia dokładności uwzględnienia wpływu terenu w
otoczeniu anteny odbiorczej
Należy stosować zamiast "h  jeżeli to możliwe
Dla kÄ…tów spoza przedziaÅ‚u ( 20°,8 °)  ekstrapolacja liniowa (patrz Rec. 370-7)
Terrain clearance angle
IGURE 17
Terrain clearance angle correction factor
20
UHF
10
VHF
¸
negative
0
¸
 10
16 km
 20
¸
positive
¸
 30
 40
 20  15  10  5 0
¸
Clearance angle, (degrees)
Jarosław M. Janiszewski - Media transmisyjne 6
d
)
10 m
Correction( B
10 m
Rec. ITU-R P.370-7
Zmiana wysokości zawieszenia anteny odbiorczej
Krzywe dla h2 = 10 m
Zmiana wysokości h2 w przedziale 1,5  40 m  poprawka w odniesieniu do h2=
10 m
c h2
Heightgain(dB) = 20logëÅ‚ öÅ‚
ìÅ‚ ÷Å‚
8
íÅ‚10 Å‚Å‚
Gdzie współczynnik c
Typical height gain factors, c
Zone VHF UHF
(dB) (dB)
Rural 4 4
Suburban 5 6
Urban 6 8
Jarosław M. Janiszewski - Media transmisyjne 7
Rec. ITU-R P.370-7
"
Application of the parameter h for broadcasting services
Nierównomierność terenu 
10%
parametr "h
"h
90%
Krzywe dla "h = 50 m
Definicja "h - rysunek
0 10 50 km
Distance from transmitter
Mapa parametru "h dla Polski
Jarosław M. Janiszewski - Media transmisyjne 8
Rec. ITU-R P.370-7
Attenuation correction factor as a function of the distance d (km) and "h
30
Współczynnik korekcyjny
25
"h (m) = 500
20
uwzględniający pofałdowanie
15 300
terenu dla zakresu 80-250
10
150
100
5
MHz (pasmo II i III)
80
50
0
30
20
 5
10
 10
10 50 100 150 200 250 300
Distance, d (km)
Frequency: 80-250 MHz (Bands II and III)
Attenuation correction factor as a function of the distance d (km) and "h
30
"h
(m) 500
=
20 dB
20 dB
25
300
20
15
Współczynnik korekcyjny
150
10
100
uwzględniający pofałdowanie
5 80
terenu dla zakresu 450 - 1000
50
0
30
 5 20
MHz (pasmo IV i V)
10
 10
0 10 50 100 150 200 250 300
d
Distance, (km)
Jarosław M. Janiszewski - Media transmisyjne 9
Attenuation correction factor (dB)
Attenuation correction factor (dB)
Rec. ITU-R P.370-7
Natężenie pola przekraczane w innych niż 50% miejsc
Ratio (dB) of the field strength for a given percentage of the receiving
iving
Ratio (dB) of the field strength for a given percentage of the rece
locations to the field strength for 50% of the receiving locations
locations to the field strength for 50% of the receiving locations
20 40
15 30
10 20
5 10
0 0
 5  10
 10  20
 15
 30
 20  40
1 2 5 10 20 40 60 80 90 95 98 99
1 2 5 10 20 40 60 80 90 95 98 99
30 50 70
30 50 70
Percentage of receiving locations
Percentage of receiving locations
Frequency: 450-1 000 MHz (Bands IV and V)
Frequency: 30-250 MHz (Bands I, II and III)
Analogue systems
Analogue systems
Digital systems
(>1.5 MHz bandwidth)
Digital systems
Jarosław M. Janiszewski - Media transmisyjne 10
Ratio (dB)
Ratio (dB)
Rec. ITU-R P.370-7
W pasmie UHF, dla procentów czasu
<10%
Trasy mieszane lÄ…dowo-morskie
Em,t = El,t + A(Es,t - El,t )
Interpolation for mixed land/sea paths
Em,t  natężenie pola dla trasy mieszanej dla t%
1
czasu
El,t  natężenie dla trasy lądowej o długości równej
trasie mieszanej dla t% czasu
0.8
Es,t  natężenie dla trasy morskiej o długości równej
trasie mieszanej dla t% czasu
A  współczynnik korekcyjny zależny od stosunku
0.6
długości odcinka morskiego do całkowitej
5 %
długości trasy (wykres)
1 %
W pasmie VHF i UHF, dla procentów
0.4
czasu e"10%
di
Em,t = Ei,t
"
dT
0.2 i
Em,t  natężenie pola dla trasy mieszanej dla t%
czasu
Ei,t  natężenie dla trasy w sekcji i o długości
0
00.2 0.4 0.6 0.81 równej trasie mieszanej dla t% czasu
Fraction of path over sea
di  długość trasy w sekcji i
dT  całkowita długość trasy
Jarosław M. Janiszewski - Media transmisyjne 11
Interpolation factor,
A
Rec. ITU-R P.370-7
Krzywe propagacyjne 
Oddzielnie dla pasma 30  250 MHz i 450  1000 MHz
Moc 1 kW promieniowana przez dipol półfalowy
Ląd, morze, zimne morze, ciepłe morze
50% miejsc
50, 10, 5 i 1% czasu
10 m  wysokość anteny odbiorczej
37,5 m, 75 m, 150 m, 300 m, 600 m, 1200m  wysokość anteny nadawczej -
rodziny krzywych
Linia przerywana natężenie pola w swobodnej przestrzeni
"h = 50 m
Jarosław M. Janiszewski - Media transmisyjne 12
Rec. ITU-R P.370-7
90
80
Przykład 1
70
- wysokość masztu 80 m (od stopy
60
masztu)
50
h =1 200m
1
- Umieszczona na górze 700 m n.p.m.
h = 600 m
1
40
h = 300 m
1
- Średnia wyskość terenu (3  15 km)
30
wynosi 180 m
20
- Nadajnik 25 kW
h1=150 m
10
h1= 75 m
h1= 37.5 m
- Zysk anteny 40 (względem dipola /2
0
- Pofałdowanie terenu "h = 300 m
 10
(teren podgórski)
 20
Określić natężenie pola w odległości 200
 30
km
 40
 50
10 20 50 100 200 400 600 800 1 000
Logarithmic scale Linear scale
Distance (km)
Frequency: 450-1 000 MHz (Bands IV and V); land; 50% of the time;
"
50% of the locations; h2 =10 m; h =50 m
Jarosław M. Janiszewski - Media transmisyjne 13
µ
Field strength (dB( V/m))
Rec. ITU-R P.370-7
90
Przykład 1 c.d.
80
70
- zastępcza moc promieniowana przez dipol
półfalowy
60
25 x 40 = 1000 kW Ò! 30 dB
50
h =1 200m
1
h = 600 m - wysokość zawieszenia anteny nadawczej (3
1
40
h = 300 m
1
 15 km)
30
700 + 80  180 = 600 m
20
15 dB
15 dB
h1=150 m - wartość natężenia pola ("h = 50 m)
10
h1= 75 m
h1= 37.5 m
z krzywych w odlegÅ‚oÅ›ci 200 km Ò! 15 dB
0
- poprawka na "h = 300 m, dla odległości
 10
200 km Ò! 10 dB
 20
- Wartość natężenia pola, przy której zasięg
 30
E200(50,50) - p"h + pmoc=
 40
= 15  10 + 30 = 35 dB (µV/m)
 50
10 20 50 100 200 400 600 800 1 000
Logarithmic scale Linear scale
Distance (km)
Frequency: 450-1 000 MHz (Bands IV and V); land; 50% of the time;
"
50% of the locations; h2 =10 m; h =50 m
Jarosław M. Janiszewski - Media transmisyjne 14
µ
Field strength (dB( V/m))
Rec. ITU-R P.370-7
90
80
Przykład 2
70
- wysokość masztu 80 m (od stopy masztu)
60
- Umieszczona na górze 700 m n.p.m.
50
h =1 200m
1
- Średnia wyskość terenu (3  15 km) wynos
h = 600 m
1
40
180 m
h = 300 m
1
30
- Nadajnik 25 kW
20
- Zysk anteny 40 (względem dipola /2)
h1=150 m
10
h1= 75 m
- Pofałdowanie terenu "h = 300 m (teren
h1= 37.5 m
podgórski)
0
Określić zasięg
 10
 20 - wartość graniczna natężenia pola 67
dB(µV/m)
 30
 40
 50
10 20 50 100 200 400 600 800 1 000
Logarithmic scale Linear scale
Distance (km)
Frequency: 450-1 000 MHz (Bands IV and V); land; 50% of the time;
"
50% of the locations; h2 =10 m; h =50 m
Jarosław M. Janiszewski - Media transmisyjne 15
µ
Field strength (dB( V/m))
Rec. ITU-R P.370-7
90
Przykład 2 c.d.
80
70
- zastępcza moc promieniowana przez dipol
57 dB
57 dB
półfalowy
60
25 x 40 = 1000 kW Ò! 30 dB
50
h =1 200m
1
h = 600 m - wysokość zawieszenia anteny nadawczej (3
1
40
h = 300 m
1
 15 km)
30
700 + 80  180 = 600 m
20
60 km
60 km
h1=150 m - wartość natężenia pola ("h = 50 m)
10
h1= 75 m
h1= 37.5 m 67  30 = 37 dB, odległość z krzywych 90
0
km
90 km
90 km
 10
- poprawka na "h = 300 m, dla odległości 90
 20
km Ò! 20 dB
 30
- Wartość natężenia pola, przy której zasięg
 40
67  30 + 20 = 57 dB
 50
10 20 50 100 200 400 600 800 1 000
- Zasięg wynosi 55 km
Logarithmic scale Linear scale
Distance (km)
Frequency: 450-1 000 MHz (Bands IV and V); land; 50% of the time;
"
50% of the locations; h2 =10 m; h =50 m
Jarosław M. Janiszewski - Media transmisyjne 16
µ
Field strength (dB( V/m))
Rec. ITU-R P.529-3
Prediction Methods for the Terrestrial Land Mobile Service
in th VHF an UHF Bands
Krzywe propagacyjne 
Oddzielnie dla pasma 30  250 MHz i pasm 450 i 900 MHz
30  250 MHz (a)  krzywe dla 50 % miejsc i 50,10 i 1% czasu
450 i 900 MHz (b)  krzywe dla 50% miejsc i 50% czasu
Moc zastępcza 1 kW
Wysokość skuteczna zawieszenia anteny nadawczej (definiowana jak w Rec.
370) 
(a)  10, 20, 37,5, 75, 150, 300, 600 m
(b) - 30, 50, 70, 100, 150, 200, 300, 450, 600, 800, 1000 m
1,5 m  wysokość anteny odbiorczej nad poziomem terenu
450 i 900 MHz  krzywe dla obszarów zabudowanych
Linia przerywana natężenie pola w swobodnej przestrzeni
"h = 50 m
Jarosław M. Janiszewski - Media transmisyjne 17
Rec. ITU-R P.529-3
µ
Field strength (dB( V/m)) for 1 kW e.r.p.
110
100
90
80
70
h1 = 1 000 m
60
h = 800 m
1
h = 600 m
1
50
h = 450 m
1
h = 300 m
1
40
h = 200 m
1
30
h = 150 m
1
h = 100 m
1
20
h = 70 m
1
h = 50 m
1
10
h = 30 m
1
0
 10
1 2 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Logarithmic scale Linear scale
Distance (km)
H"
Frequency 450 MHz; urban area; 50% of the time;
50% of the locations; h2 = 1.5 m
Free space
Jarosław M. Janiszewski - Media transmisyjne 18
µ
Field strength (dB( V/m))
Rec. ITU-R P.529-3
µ
Field strength (dB( V/m)) for 1 kW e.r.p.
110
100
90
80
70
h1 = 1 000 m
60
h = 800 m
1
h = 600 m
1
50
h = 450 m
1
h = 300 m
1
40
h = 200 m
1
30
h1 = 150 m
h = 100 m
1
20
h = 70 m
1
h = 50 m
1
10
h = 30 m
1
0
 10
1 2 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Logarithmic scale Linear scale
Distance (km)
H"
Frequency 900 MHz; urban area; 50% of the time;
50% of the locations; h2 = 1.5 m
Free space
Jarosław M. Janiszewski - Media transmisyjne 19
µ
Field strength (dB( V/m))
Rec. ITU-R P.529-3
Dla krzywych z zakresów 450 i 900 MHz obowiązuje równanie Okumury-
Haty - można je stosować dla częstotliwości do 2 GHz i odległości do 20 km
E = 65,55 - 6,16log f +13,82log h1 + a(h2) - (44,9 - 6,55log h1)log Rb
Gdzie:
E  natężenie pola dla zastępczej mocy promieniowanej 1 kW
f  częstotliwość [MHz]
h1  wysokość skuteczna anteny stacji bazowej z zakresu 30  200 m
h2  wysokość anteny stacji ruchomej z przedziału 1  10 m
a(h2) = (1,1 logf  0,7)h2  (1,56 logf  0,8)
b = 1 dla R d" 20 km
0,8
R
öÅ‚
b = 1+ (0,14 +1,87 Å"10-4 Å" f +1,07 Å"10-3h1)ëÅ‚log
ìÅ‚ ÷Å‚ dla 20 km < R < 100 km
20
íÅ‚ Å‚Å‚
Jarosław M. Janiszewski - Media transmisyjne 20