Расчет радиорелейной линии связи прямой видимости (стр. 2 из 2)

пространстве) и потерями в антенно-фидерном тракте L_ф.

L₀ = [l/(4pR₀)]² (4.9)

L₀ = [15,8*10^-2/(4*3,14*39*10³ )]² = 1,04*10^-13

Так как на пролете применяем одинаковые антенны как на передачу так и

на прием, то коэффициент усиления:

G_п = G_пр = G = 31,5 дБ

Находим потери мощности сигнала в антенно-фидерном тракте. Для нашего передатчика мы используем перескопическую антенну (из тех. данных на аппаратуру КУРС-2), то вертикального фидера нет. При этом в качестве горизонтального фидера длиной по 5 м на станцию используется коаксиальный кабель РК-75-24-32 с погонным затуханием a_г = -0,08 ^дБ/_м. Потери в элементах антенно-фидерного тракта в соответствии с техническими данными аппаратуры КУРС-2 составляют -2,5 дБ.

L_ф = a_г*l_г - 2,5 (4.10)

L_ф = -0,08*10 - 2,5 = -3,3 дБ

L_пост = 10lg[l/(4pR₀)]² + L_ф + 2G (4.11)

L_пост = 10lg[15,8*10^-2/(4*3,14*39*10³)]² = -70,13 дБ

Минимально допустимый множитель ослабления для телефонного V_minтф и телевизионного V_minтв стволов:

V_minтф = 44 - K_тф - L_пост (4.12)

V_minтв = 49 - K_тв - L_пост (4.13)

где К_тф , К_тв - коэффициент системы (табл. 1.1)

V_minтф = 44 - 153,8 + 70,13 = -39,67 дБ

V_minтв = 49 - 152,8 + 70,13 = -33,67 дБ

4.3. Суммарная вероятность ухудшения качества связи.

Суммарная вероятность ухудшения качества связи на РРЛ из-за глубоких замираний сигнала на одном из пролетов обуславливается в общем случае тремя причинами:

а) Экранировкой препятствиями минимальной зоны Френеля при

субрефракции радиоволн T₀(V_min)

б) Интерференцией в точке приема прямого луча и лучей отраженных от

слоистых неоднородностей тропосферы T_инт(V_min)

в) Ослаблением сигнала из-за дождей Т_д(V_min)

Таким образом:

T_пр(V_min) = T₀(V_min) + T_инт(V_min) + T_д(V_min) (4.14)

Определяем среднее значение просвета на пролете:

H(g) = H(0) +

H(g) (4.15)

где

H(g) = -(R₀²/4)g*k(1-k) (4.16)

H(g) = -(39*10³)²/4*(-10*10^-8)*0,5*0,5 = 9,51 м

H(g) = 23,14 + 9,51 = 32,65 м

Относительный просвет:

P(g) = H(g)/H₀ = ^32,65/_22,66 = 1,44 (4.17)

Вероятность ухудшения качества связи на РРЛ из-за экранировки препятствием минимальной зоны Френеля при субрефракции радиоволн зависит от формы верхней части препятствия. Для унификации расчетов принято аппроксимировать препятствие любой формы сферой. Параметр m

, характеризующий аппроксимирующую сферу, определяют следующим образом: проводят прямую АВ параллельно радиолучу на расстоянии y = H₀ от вершины препятствия (рис.4.1) и из профиля находят ширину препятствия r.

r = R₀ = 39 км

m =

* (4.18)

где l = r/R₀ = 39/39 = 1 ; a =

y/H₀ = 1 (4.19)

m =

* = 0,79

Из графика Л1 рис. 1.5 определяем множитель ослабления V₀ при Н(0)=0

V₀ = -18 дБ

Рассчитаем значение относительного просвета p(g₀) , при котором наступает

глубокое замирание сигнала, вызванное экранировкой препятствием минимальной

зоны Френеля.

p(g₀) = (V₀ - V_min)/V₀ (4.20)

p(g₀) = [ -18 - (-33,67)]/-18 = -0,87

Рассчитаем параметр Y

Y = 2,31 * A[p(g) - p(g₀)] (4.21)

где А = 1/s *

(4.22)

A = 1/10,5*10^-8 *

= 0,983

y = 2,31 * 0,983 * [1,44 - (-0,87)] = 5,3

Из графика Л1 рис. 1.6 определяем значение T₀(V_min)

T₀(V_min) » 0 %

Расчет величины T_инт(V_min) на пересеченном пролете определяется только замираниями из-за отражений радиоволн от слоистых неоднородностей тропосферы.

T_инт(V_min) = V_min² * T(De) (4.23)

где V_min - в относительных единицах

V_min = -33,67 дБ

V_min = 4,3 * 10^-4

T(De) = 4,1*10^-4*x*R₀*

(4.24)

где x = 1 для сухопутных трасс

R₀ - в километрах

f₀ - в гигагерцах

T(De) = 4,1 * 10^-4 * 39² *

= 1,63 %

T_инт(V_min) = (4,3 * 10^-4)² * 1,63 = 3 * 10^-7 %

Предельно допустимая интенсивность дождя J для данного пролета определяем

из графика Л1 рис. 1.9 по известному значению V_min = -33,67 дБ

J > 190 ^мм/_ч

По найденной интенсивности дождя определяем Т_д(V_min) по графику

Л1 рис. 1.10

Т_д(V_min) » 0,00014 %

Суммарная вероятность ухудшения качества по формуле 4.14

T_пр(V_min) = 0 + 3*10^-7 + 14*10^-5 = 1,4 * 10^-4 %

4.4. Расчет устойчивости связи на РРЛ

После расчета для каждого пролета РРЛ величин Т₀(V_min), T_инт(V_min), T_д(V_min)

рассчитывают суммарный процент времени ухудшения качества связи для всей РРЛ:

T_å(V_min) =

T_0i(V_min) + Т_инт(V_min) + T_дi(V_min) (4.25)

где n - число пролетов проектируемой РРЛ

n = 18

T_å(V_min) = 18 * 0 + 18 * 3 * 10^-7 + 18 * 14 * 10^-5 = 2,5 * 10^-3 %

Допустимый процент времени ухудшения качества связи для всей РРЛ:

T_доп(V_min) = 0,1 % * L/2500 (4.26)

где L - длина трассы L = 560 км

Т_доп(V_min) = 0,1 * 560/2500 = 22,4 * 10^-3

T_å(V_min) < T_доп(V_min)

2,5 * 10^-3 < 22,4 * 10^-3

Таким образом суммарный процент времени ухудшения качества связи для всей РРЛ не превышает допустимого процента.

5. РАСЧЕТ ОЖИДАЕМОЙ МОЩНОСТИ ШУМОВ НА ВЫХОДЕ КАНАЛА

ТОНАЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ И ОТНОШЕНИЕ СИГНАЛ - ШУМ НА ВЫХОДЕ

ТВ КАНАЛА

5.1. Расчет мощности шумов на выходе ТФ канала

При реальном проектировании РРЛ рассчитывают только Р_т(80) для

верхнего ТФ канала:

10 lg P_т(80) = 90 - К_тф - L_пост - V²(80) (5.1)

где К_тф = 153,8 дБ (табл. 1.1)

L_пост = -70,13 дБ из 4.11

V²(80) = -3 дБ (Л1 табл. 1.5)

10 lgP_т(80) = 90 - 153,8 + 70,13 + 3 = 9,33

P_т(80) = 8,57 пВт

Мощность шума из-за отражений в АФТ :

Р_АФТ = Р_АФТ1 + Р_АФТ2 (5.2)

где Р_АФТ1 - мощность шума, обусловленная внутренним волноводом

Р_АФТ1 = 0,8 пВт (Л2 рис. 1.36)

Р_АФТ2 - мощность шума, обусловленная внешним волноводом,

не зависит от длины этого волновода и может быть принята равной 5,8 пВт

Р_АФТ = 0,8 + 5 = 5,8 пВт

Суммарная мощность шума на выходе ТФ канала (в ТОНУ) в конце проектируемой РРЛ :

Р_шå =

Р_тi(80) + Р_ВЧi + Р_АФТ + Р_грk (5.3)

где n - число промежуточных станций на проектируемой РРЛ n = 13;

m - число узловых станций m = 4;

Р_гр - нелинейный шум в верхнем ТФ канале за счет группового

тракта Р_гр = 20 пВт0 (табл. 1.1)

Р_ВЧ - нелинейный шум в верхнем ТФ канале за счет ВЧ канала

Р_ВЧ = 25 пВт0 (табл. 1.1)

Р_шå = 111,41 + 325 + 150,8 + 80 = 667,2 пВт

Суммарная мощность шума, рассчитанная по формуле 5.3 сравним с допустимой,

определяемой рекомендациями МККР:

Р_{ш доп}(80) = 3L + 200 (5.4)

где L - длина РРЛ, км 280 < L < 840

Р_{ш доп}(80) = 3*560 + 200 = 1880 пВт

Рассчитанная мощность не превышает допустимой

667,2 пВт < 1870 пВт

5.2 Расчет сигнал-шум на выходе ТВ канала

В канале передачи ТВ изображения суммарное отношение шум-сигнал:

(U_ш/U_рс)²_å80% =

(U_ш/U_рс)²_80% + n(U_ш/U_рс)_гет + m(U_ш/U_рс)_мод (5.5)

где n - число пролетов на РРЛ n = 18

m - число участков m = 5

10lg(U_ш/U_рс)²_80% = -(K_ТВ + L_пост + V(80)) (5.6)

где V(80) = -3 дБ (Л1 табл. 1.5)

К_ТВ = 152,8 дБ (табл.1.1)

L_пост = -70,13 дБ из формулы 4.11

10lg(U_ш/U_рс)²_80% = -(152,8 - 70,13 - 3) = -79,67 дБ

(U_ш/U_рс)²_80% = 1,1*10^-8 (5.7)

(U_ш/U_рс)_гет = 0,07/700 = 10^-4 (5.8)

(U_ш/U_рс)_мод = 0,14/700 = 2*10^-4 (5.9)

где U_{ш гет} = 0,07 мВ (табл.1.1)

U_{ш мод} = 0,14 мВ (табл. 1.1)

U_рс = 700 мВ (табл. 1.1)

(U_ш/U_рс)²_å80% = 1,98*10-7 + 1,8*10-3 + 10-3 = 2,8*10-3

Р_ш = -51,1 дБ

Р_{ш доп} = 61 + 10lg(2500/L) (5.10)

где L - длина трассы РРЛ L = 560 км

Р_{ш доп} = 61 + 10lg(2500/560) = 64 дБ

Таким образом рассчитанная мощность не превышает допустимой.

6. ЛИТЕРАТУРА

1. Б.Г. Андреянов, Н.И. Андреянова «Системы радиосвязи»

Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования. Казань 1996

2. Л.Г. Мордухович, А.П. Степанов «Радиорелейные линии связи»

Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования.

Москва «Радио и связь» 1987

3. Атлас автомобильных дорог СССР под редакцией Н.Т. Марковой

Москва 1974