Документация Engee

tropopl

Потери на наклонной трассе вследствие поглощения газов атмосферой.

Библиотека

EngeePhased

Синтаксис

Вызов функции

  • Lgas = tropopl(R,f,platformHeight,el) — вычисляет потери на трассе распространения из-за тропосферной рефракции, используя стандартную атмосферную модель Международного союза электросвязи (МСЭ), известную как средняя годовая глобальная эталонная атмосфера (Mean Annual Global Reference Atmosphere, MAGRA), которая аппроксимирует стандартную атмосферу США 1976 года с незначительной относительной погрешностью.

  • Lgas = tropopl(___,Name=Value) — задает параметры с помощью одного или нескольких аргументов типа «имя-значение» в дополнение к входным аргументам предыдущего варианта синтаксиса.

  • Lgas,Llens = tropopl(___) — вычисляет соответствующие потери линзы. Изменение коэффициента преломления в зависимости от высоты приводит к тому, что атмосфера действует как линза, потери которой не зависят от частоты. Лучи, исходящие из антенны, преломляются в тропосфере, и энергия, излучаемая в пределах некоторого углового диапазона, распределяется по несколько большему угловому сектору, тем самым уменьшая плотность энергии по сравнению с распространением в вакууме.

Аргументы

Входные аргументы

# R — наклонная дальность
скаляр | вектор

Details

Наклонная дальность в метрах, заданная как положительный скаляр или вещественный вектор длины .

Типы данных

Float32, Float64

# f — радиолокационная частота
скаляр | вектор

Details

Радиолокационная частота в Гц, заданная как положительный вещественный скаляр или положительный вектор длины .

Типы данных

Float32, Float64

# platformHeight — высота радиолокационной установки
скаляр

Details

Высота радиолокационной установки над средним уровнем моря в метрах, заданная как положительный скаляр от 0 до 100 км. Значения, выходящие за пределы заданного диапазона, приводят к выводу NaN.

Типы данных

Float32, Float64

# el — угол возвышения
скаляр | вектор

Details

Угол возвышения траектории распространения в градусах, заданный как скаляр или вещественный вектор длины .

Типы данных

Float32, Float64

Входные аргументы «имя-значение»

Укажите необязательные пары аргументов в формате Name = Value, где Name — имя аргумента, а Value — соответствующее значение. Аргументы типа «имя-значение» должны располагаться после других аргументов, но порядок пар не имеет значения.

Пример: tropopl(R, f, ht, el, LatitudeModel = "Mid", Season = "Winter") задает модель средних широт в зимний период.

# WaterVaporDensity — стандартная абсолютная влажность на уровне земли
7.5 (по умолчанию) | скаляр

Details

Стандартная абсолютная влажность на уровне земли в г/м3, заданная как скаляр.

Чтобы использовать этот аргумент, установите для аргумента LatitudeModel значение "Standard".

Типы данных

Float64

# ScaleHeight — шкала высоты над уровнем моря
2.0e3 (по умолчанию) | скаляр

Details

Шкала высоты над средним уровнем моря в метрах, заданная как положительный скаляр.

Чтобы использовать этот аргумент, установите для аргумента LatitudeModel значение "Standard". В условиях сухой атмосферы установите для этого аргумента значение 6.0e3 м.

Типы данных

Float64

# LatitudeModel — эталонная модель широты
"Standard" (по умолчанию) | "Low" | "Mid" | "High"

Details

Эталонная модель широты, заданная как одно из следующих значений:

  • "Standard" — модель представляет собой стандартную глобальную атмосферу (MAGRA), характеризующуюся среднегодовыми значениями температуры и давления по всему земному шару.

  • "Low" — модель предназначена для низких широт менее 22 градусов, где сезонные колебания незначительны.

  • "Mid" — модель предназначена для средних широт от 22 до 45 градусов с сезонными профилями для значений "Summer" и "Winter", задаваемых с помощью аргумента Season.

  • "High" — модель предназначена для высоких широт более 45 градусов с сезонными профилями для значений "Summer" и "Winter", задаваемых с помощью аргумента Season.

# Season — сезонный профиль
"Summer" (по умолчанию) | "Winter"

Details

Сезонный профиль для моделей широты "Mid" и "High", заданный как "Summer" или "Winter". Другие модели широты игнорируют этот аргумент.

# AtmosphereMeasurements — пользовательские измерения атмосферы
матрица

Details

Пользовательские измерения атмосферы для расчета показателя преломления, заданные как матрица размером на , где — количество измерений высоты. Значение должно быть больше или равно 2. Первый столбец матрицы — это температура атмосферы в кельвинах, второй столбец — атмосферное давление в гПа, третий столбец — абсолютная влажность в г/м3, а четвертый столбец — высота измерений над средним уровнем моря в метрах, указанная в порядке возрастания. При использовании пользовательской модели все остальные аргументы типа «имя-значение» игнорируются, и выходной показатель преломления применяется к входной высоте.

Модель, используемая функцией tropopl, основана на предположениях геометрической оптики, поэтому волноводное распространение и субрефракция не должны присутствовать в предоставленных измерениях. Если предоставлены измерения атмосферы, демонстрирующие волноводное распространение и субрефракцию, эта функция выдаст ошибку.

Функции atmositu, gaspl и tropopl используют разные единицы измерения давления и температуры.

Функция Единицы измерения давления Единицы измерения температуры

atmositu

Гектопаскали (гПа)

Кельвины (К)

gaspl

Гектопаскали (гПа)

Кельвины (К)

tropopl

Паскали (Па)

Градусы Цельсия (°C)

1 гПа равен 100 Па, а . Следует проявлять осторожность при совместном использовании этих трех функций.

Типы данных

Float32, Float64

Выходные аргументы

# Lgas — потери на трассе распространения сигнала
матрица

Details

Потери на трассе распространения сигнала из-за тропосферной рефракции, измеряемые в дБ и возвращаемые в виде вещественной матрицы размером на , где и определяются размерами входных аргументов наклонной дальности R и частоты f соответственно.

# Llens — односторонние потери линзы
матрица

Details

Односторонние потери линзы в дБ, возвращаемые в виде вещественной матрицы размером на для углов возвышения менее 50 градусов. Значения и определяются размерами входных аргументов наклонной дальности R и частоты f соответственно.

Типы данных

Float64

Примеры

Построение графика зависимости затухания от дальности

Details

Рассчитаем зависимость затухания от дальности для радиолокационной частоты 100 ГГц при угле возвышения 5 градусов, используя модель атмосферы средних широт в зимний период.

import EngeePhased.Functions: tropopl

R  = (10:100) * 1e3    # m
f  = 100e9             # Hz
ht = 0                 # m
el = 5                 # deg
Lgas = tropopl(R, f, ht, el, LatitudeModel = "Mid", Season = "Winter")

Построим график с результатами.

plot(R * 1e-3, Lgas,
     yscale = :log10,
     xlabel = "Range (km)",
     ylabel = "Attenuation (dB)",
     title = "Attenuation for Mid-Latitude, Winter Atmosphere")

tropopl

Дополнительно

Слоистая атмосфера

Details

В функции tropopl используется модель слоистой атмосферы, в которой температура, давление и абсолютная влажность зависят от высоты.