Курсовое проектирование цифровой радиорелейной системы передачи прямой видимости
Определение структуры зоновой цифровой радиорелейной линии связи. Выбор трассы и определение мест расположения радиорелейных станций. Рекогносцировка на местности и определение азимутов антенн. Расчет мощности сигнала на входе приемника и уровня шумов.
Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
Вид | методичка |
Язык | русский |
Дата добавления | 08.02.2017 |
Размер файла | 977,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО СВЯЗИ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций
им. проф. М.А. Бонч-Бруевича»
Колледж телекоммуникаций
Радиорелейные и оптические системы передачи
«Курсовое проектирование цифровой радиорелейной системы
передачи прямой видимости»
для студентов очного и заочного обучения
специальности 210405
«Радиосвязь, радиовещание и телевидение»
среднего профессионального образования
Санкт - Петербург, 2016
Методическое пособие по курсовому проектированию цифровой радиорелейной системы передачи (ЦРРСП) прямой видимости написано преподавателем колледжа телекоммуникаций
Пособие рассмотрено и одобрено на заседании цикловой комиссии «Специальных дисциплин связных специальностей» колледжа телекоммуникаций.
Методическое пособие утверждено заместителем директора по учебной работе
Компьютерное исполнение:
Содержание
Пояснительная записка
Основные понятия и определения
Введение
1. Техническое задание
2. Определение структуры ЗЦРРСП
3. Выбор трассы и определение мест расположения радиорелейных станций
4. Построение продольных профилей интервалов
5. Рекогносцировка на местности и определение азимутов антенн каждой РРС; планы частот на радиорелейной линии (РРЛ)
6. Определение высот подвеса антенн
7. Расчет ослабления поля свободного пространства
8. Расчет мощности сигнала на входе приемника
9. Оценка влияния земной поверхности и атмосферной рефракции
10. Расчет уровня шумов в каналах РРСП
11. Расчет устойчивости связи
12. Способы повышения надежности связи
Заключение
Приложение 1. Таблица данных профилей интервалов
Приложение 2. Таблицы исходных данных на проектирование
Приложение 3. Частотные планы РРС
Приложение 4. Краткое описание ЦРРС
Список литературы
Пояснительная записка
Методическое пособие написано для оказания помощи студентам в проведении проектирования радиорелейной системы передачи (РРСП) прямой видимости.
В пособии раскрываются необходимые понятия, используемые при проектировании.
Данное пособие содержит 12 пунктов, введение, заключение и приложения. Все пункты методического пособия содержат пояснения по излагаемому материалу и расчеты, проводимые на конкретном примере зоновой РРСП.
За основу пособия взято учебно-методическое пособие «Радиорелейные системы передачи» часть 2 Конторовича Л.М. Также в пособии приняты во внимание опыт и методические указания, разработанные в Санкт-Петербургском государственном университете телекоммуникаций, в трудах Л.Г.Мордуховича, М.М.Маковеевой, С.В.Бородича.
В приложениях содержатся основные данные для проектирования. В процессе проектирования студенты могут размещать в приложениях программы расчетов, перечень известных новых радиорелейных станций с их тактико-техническими данными, другие методики проектирования, экономическое обоснование проекта и др. сведения.
При оформлении курсового проекта (КП) на официальном бланке указать следующую тему: «Зоновая цифровая радиорелейная система передачи» (ЗЦРРСП).
На бланке «Задание на КП» указать основные данные РРСП. Более подробно все исходные данные для расчета привести в техническом задании проекта.
Проектировщик - студент вправе выбрать территорию для РРСП в любой точке РФ, предпочтение лучше отдавать изученным местностям (место жительства, места отдыха и др.).
Построение продольного профиля интервала и все дальнейшие расчеты проводить для своего варианта (порядковый номер фамилии студента в журнале учебных занятий предмета «РРОСП»).
Содержание курсового проекта должно включать все пункты методического пособия, начиная с введения. Лист с содержанием лучше разместить перед введением.
Основные понятия и определения
Радиорелейная связь - радиосвязь, основанная на ретрансляции радиосигналов метровых (ОВЧ), дециметровых (УВЧ) сантиметровых волн (СВЧ) волн станциями, расположенными на поверхности земли.
Радиорелейная станция (РРС) - приемопередающая станция, с помощью которой обеспечивается радиорелейная связь.
Оконечная РРС (ОРС) - РРС, устанавливаемая на концах РРСП.
Промежуточная РРС (ПРС) - РРС, с помощью которой обеспечивается РЕТРАНСЛЯЦИЯ радиосигнала (прием, усиление, сдвиг по частоте, передача в направлении следующей РРС).
Узловая РРС (УРС) - РРС, где часть каналов ретранслируется, а часть каналов выделяется, вместо выделенных каналов могут вводится новые.
Канал связи - совокупность технических средств, обеспечивающих передачу сообщений от источника к получателю, а также среда распространения радиоволн (РРВ).
Радиорелейный ствол или линейный тракт - совокупность радиотехнических устройств между комплексами каналообразующей аппаратуры (КОА) двух ОРС, а также среда РРВ.
Тракт РРВ - среда РРВ.
Простой радиорелейный ствол - радиорелейный ствол, организованный двумя ОРС без ретрансляции сигнала.
Составной радиорелейный ствол - радиорелейный ствол при наличии одной и более ретрансляций.
Раздаточный ствол - это ствол, где регламентируется число ответвлений и ретрансляций в групповом тракте и тракте низкой частоты (НЧ) - транзит отдельных каналов связи.
Радиорелейная линия (РРЛ) - совокупность РРС и трактов РРВ или совокупность каналов, используемых для радиорелейной связи.
Радиорелейный интервал (пролет) - часть РРЛ между соседними РРС, включающая аппаратуру и тракт РРВ.
Радиорелейный участок - часть РРЛ связи, ограниченная двумя близлежащими РРС, которые являются оконечными или узловыми.
Сдвиг по частоте - это сдвиг частот между сигналами сверхвысоких частот (СВЧ) трактов передачи и приема.
Многоствольная РРСП - совокупность нескольких однотипных и разнотипных РРСП и отдельных стволов, имеющих общий тракт РРВ, общие ОРС и ПРС, а также устройства их обслуживания.
Трасса - расположение РРС на местности или карте.
Местная первичная сеть Взаимосвязанной сети связи (ВСС) служит для связи внутрирайонных сельских и городских абонентов с местными узлами и станциями.
Внутризоновая первичная сеть ВСС РФ соединяет областные центры с районными центрами и крупными областными городами.
Зоновая сеть ВСС - совокупность местных и внутризоновых сетей на территории области.
Цифровой ствол - радиорелейный ствол, в котором цифровой сигнал передается во всем спектре основной полосы частот.
План распределения частот - это определенный порядок распределения частот между РРС и стволами данной РРС.
Введение
В введении надо пояснить назначение зоновой цифровой радиорелейной линии связи (ЗЦРРЛ). Для этого надо изучить экономико-географические условия регионов, где будет организована РРЛ.
Так ЗЦРРЛ может быть предназначена для выполнения следующих целей:
1. Организация взаимодействия между смежными отраслями народного хозяйства региона (области, района);
2. Для организации обслуживания нефтепровода, газопровода и предприятий для переработки углеводородного сырья;
3. Для организации обслуживания линий электропередач;
4. Для организации обслуживания сотовых сетей;
5. Для организации добычи и переработки полезных ископаемых;
6. Для организации производства продуктов сельского хозяйства и их переработки;
7. Передача телевизионных сигналов (ТВ) от областных центров или от магистральной РРЛ на маломощные ТВ ретрансляторы.
ЗЦРРЛ могут иметь и другое назначение.
Далее, уважаемый проектировщик, приведу пример введения. Введение Вашего проекта не должно быть его подобием.
Проектируемая ЗЦРРЛ предназначена для организации взаимодействия между взаимосвязанными высокопроизводительными отраслями народного хозяйства Северо-Западного региона и Тихвинского района. Используя данную ЦРРЛ по передаче информации, появляется возможность отладить своевременное и регулярное взаимодействие между лесодобывающими и лесообрабатывающими отраслями народного хозяйства, между промышленными центрами и портовыми службами Северо-запада. Строительство РРЛ позволит организовать эффективное обслуживание газопровода, линий электропередач.
Данная ЦРРЛ войдет в состав Взаимосвязанной системы связи (ВСС), поможет в организации обслуживания сотовых сетей связи.
В рекомендациях Международного Союза Электросвязи (МСЭ) отмечается, что эффективность вложения средств в связь в несколько раз выше, чем вложения средств в другие отрасли народного хозяйства.
Строительство ЗЦРРЛ позволит ускорить процесс оборота капитала, поднимет производительность труда, создаст предпосылки для дальнейшего развития региона.
1. Техническое задание
Техническое задание должно включать весь перечень тактико-технических данных для проектируемой ЗЦРРЛ, необходимых для расчетов в соответствии с содержанием проекта.
Номер варианта задания должен соответствовать порядковому номеру фамилии в журнале учебных занятий предмета «Радиорелейные и оптические системы передачи» (РРОСП). Данные профиля интервала задаются для соответствующего варианта в таблице 1 приложения 1. Номер типа аппаратуры, тип РРС, диапазон частот, номер рисунка частотного плана задаются в таблицах 1, 2 приложения 2, а сам план распределения частот указан в приложении 3, в соответствии с номером рисунка (табл.2, приложение 2).
Длину ЗЦРРЛ, длину интервала линии, скорость передаваемого цифрового потока, среднее значение вертикального градиента диэлектрической проницаемости воздуха g, стандартное отклонение вертикального градиента диэлектрической проницаемости тропосферы у выбирают из таблицы 1 приложения 2.
Чувствительность приемника РРС в дБ относительно милливатта [дБм] выбирается в зависимости от скорости передачи информации из таблицы 3 приложения 2. Мощность передатчика и соответствующий ей диаметр антенны задаются в таблице 3 приложения 2 и могут меняться в процессе расчетов. Коэффициент шума приемника выбирается из этой же таблицы.
Трасса ЗЦРРЛ выбирается самостоятельно проектировщиком в любом регионе РФ. Длины РРЛ и интервала при прокладке трассы по карте допускается корректировать относительно исходных данных в задании. Необходимо помнить, чтобы эти данные не превышали номинальных (рис.2.1).
В разрабатываемом проекте техническое задание должно выглядеть в соответствии со своим вариантом следующим образом.
ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ. № варианта 1 (журнал учебных занятий.)
Данные профиля интервала (приложение 1. Табл.1) |
Параметры препятствия |
|||||||||||||
Кн |
Кк |
|||||||||||||
Относительные координаты k,раз |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
0 |
1 |
|
Высотные отметки h,м |
120 |
130 |
110 |
100 |
130 |
140 |
150 |
130 |
120 |
140 |
140 |
11 |
11 |
Номер типа аппаратуры |
1 |
Приложение 2 (Пр.2). Табл.1. |
|
Тип РРС |
МИКРОН |
Пр.2. Табл.2. |
|
Диапазон частот (ДЧ), ГГц |
7,25…7,55 |
Пр.2. Табл.2. |
|
Частотный план |
двух или четырехчастотный план |
||
Номер рисунка |
1 |
Пр.2. Табл.2. |
|
Рисунок частотного плана |
рис.1. |
Пр.3. |
|
Длина ЗЦРРЛ - L, км |
446 |
Пр.2. Табл.1. |
|
Длина пролета - Rо, км |
36,4 |
Пр.2. Табл.1. |
|
Скорость цифрового потока - U, Кбит/с |
34368 |
Пр.2. Табл.1. |
|
Среднее значение градиента g, 1/м |
-6,5·10-8 |
Пр.2. Табл.1. |
|
Стандартное отклонение у, 1/м |
8,5·10-8 |
Пр.2. Табл.1. |
|
Чувствительность приемника - Рс. вх. мин, дБм |
-80 |
Пр.2. Табл.3. |
|
Мощность передатчика - Рпд, дБм |
20 (23) |
Пр.2. Табл.3. |
|
Диаметр антенны - d, м |
0,6 (1,2) |
Пр.2. Табл.3. |
|
Коэффициент шума - Кш, дБ |
5 |
Пр.2. Табл.3. |
|
Трасса ЗЦРРЛ |
Светогорск - Тихвин |
По выбору проектировщика. |
2. Определение структуры ЗЦРРСП
Качество связи в ЦРРСП зависит от мощности передатчиков, чувствительности приемников, протяженности, структуры РРЛ и др. показателей. Знание структуры РРСП предполагает знание количества УРС, ОРС, ПРС, протяженности радиорелейных участков. Чем больше будет преобразований сигналов (ретрансляция, транзит) на РРЛ, т.е. чем больше будет УРС, ПРС, тем больше будет накапливаться в линии искажений сигнала, тем самым снижаются качественные показатели каналов связи.
Для того, чтобы проектируемая линия соответствовала рекомендациям МСЭ, необходимо соблюдать определенные протяженности радиорелейных участков (РРУч). Для этого МСЭ предложена гипотетическая (номинальная, эталонная) внутризоновая (зоновая) РРЛ, представленная на рис.2.1 [3, с.6; 4, с.184].
Гипотетическая (предполагаемая) эталонная цепь - это полная цепь между источником и приемником сообщения, имеющая определенную протяженность и включающая определенное число преобразований сигнала [4, с.181].
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис.2.1. Гипотетическая цепь ЗЦРРЛ.
На рис.2.1 расстояние между УРС составляет 200 км, а длина эталонной линии - 1400 км. Между УРС, а также между ОРС и УРС располагаются ПРС, где не происходит выделение каналов и ввод новых каналов.
Так как реальные УРС будут располагаться в крупных населенных пунктах, где производится ввод и вывод цифровых потоков, а конкретные места их установки ещё не определены, то протяженности радиорелейных пролетов и участков в проектируемой ЦРРЛ могут незначительно отличаться от указанных в техническом задании и от гипотетических, но не превышающих эталон. Ниже на конкретном примере подбирается структура РРСП.
Используя исходные данные, изложенные в техническом задании, определяется структура проектируемой ЗЦРРЛ.
1. Число интервалов (пролетов) РРЛ nинт. рассчитывается по формуле
. (2.1)
2. Число радиорелейных участков (секций) определяется с учетом того, что предполагаемая протяженность участка не превысит протяженности радиорелейного участка зоновой гипотетической РРЛ Rуч.=150 км (рис.2.1).
. (2.2)
3. Тогда количество интервалов N на радиорелейном участке равно
. (2.3)
4. С учетом полученных данных для проектируемой ЗЦРРЛ выбирается радиорелейный участок с nинт.=4.
В сумме количество интервалов РРЛ должно соответствовать nинт.=12.
5. Число узловых РРС рассчитывается по формуле
. (2.4)
6. Общее количество радиорелейных станций определяется следующим образом
. (2.5)
7. Число промежуточных РРС (ПРС) равно
, (2.6)
где - число оконечных РРС (ОРС).
8. Тогда с учётом проведенных расчётов структура проектируемой ЗЦРРЛ имеет вид, представленный на рис.2.2.
Рис.2.2. Структура ЗЦРРЛ.
9. Принимая за основу длину ЗЦРРЛ по техническому заданию L=446 км и =36,4 км, определяются протяженности радиорелейных участков
. (2.9)
10. Результаты расчетов протяженности отдельных участков радиорелейной линии необходимо перенести на структуру ЗЦРРЛ, рис.2.2.
В дальнейшем структура РРЛ уточняется при расположении РРС на конкретной местности.
3. Выбор трассы и определение мест расположения РРС
Выбор трассы - это определение местоположения УРС и ПРС, уточнение числа пролетов на РРСП, их протяженности при заданных оконечных пунктах РРЛ [3, с.10].
Места расположения оконечных РРС определяются из назначения ЗЦРРСП (введение) и протяженности всей РРЛ (техническое задание).
Затем по известной структуре РРЛ выбирается оптимальная траектория связи. При этом необходимо помнить, что для снижения взаимных помех между РРС, работающих на одинаковых частотах, их необходимо располагать зигзагообразно относительно направления между ОРС.
Чтобы снизить стоимость строительства РРСП и ее эксплуатации необходимо учитывать природно-географические условия и экономику районов расположения РРС (строительные ресурсы, транспорт, возможности подачи электроэнергии и др.).
При проектировании трассы необходимо выделить населенные пункты, где будут располагаться УРС, ПРС, учитывая возможные ответвления или ввод потоков информации.
Уточнение проекта трассы лучше всего проводить по топографическим картам. Сначала используют мелкомасштабные карты (1:1 000 000 или 1:500 000), а затем крупномасштабные (1:100 000 или 1:50 000), где имеется возможность для более подробного изучения местности.
При отсутствии топографических карт можно использовать любые доступные карты.
Принимая во внимание вышесказанное, при выборе трассы необходимо учитывать следующие факторы:
1) Для обеспечения устойчивой связи целесообразно использовать пересеченную местность. Равнины и водные поверхности создают многолучевость. Коэффициент отражения от таких поверхностей близок к единице, поэтому таких подстилающих поверхностей надо избегать;
2) Трасса должна иметь вид ломаной линии (принцип «зигзагообразности»), соединяющей соседние РРС;
3) РРС располагаются в экономически выгодных местах;
4) Антенны РРС располагать на возвышенных местах;
5) Из практических соображений на среднепересеченной местности при л=(15..18) см, (50..60) км, при л=(6..10) см, (45..50) км. В горных районах в дециметровом диапазоне волн (УВЧ) (150..200) км, в сантиметровом диапазоне волн (70..80) км [3, с.11].
При проектировании трассы рекомендуется отметить особенности местности (лес, строения, возвышенности и др.), через которую проходит РРЛ.
Далее рассмотрен пример выполнения данного пункта.
Трасса выбирается с учетом экономики и природно-географических условий региона и районов прохождения РРСП. При этом учитывались пути сообщения, наличие основных местных строительных ресурсов, возможности обеспечения электроэнергией РРС и прочие факторы.
Проектируемая трасса связывает город Светогорск Северо-западного региона с городом Тихвином. Она должна пройти через города Выборг, Приморск, Солнечное, Санкт-Петербург, Волхов, Тихвин.
При выборе трассы производилось уточнение расположения узловых РРС и ПРС - В - с выделением телевидения и вещания.
Таким образом, ЦРРЛ на данном этапе проектирования имеет следующий вид (рис.3.1)
Рис.3.1. Схема трассы РРСП.
Принимая во внимание размещение РРС на местности, трасса приобретает вид ломаной кривой, что соответствует требованиям проектирования, учитывающим электромагнитную совместимость (ЭМС) радиоэлектронных средств (РЭС) на трассе радиорелейной связи (рис.3.2).
Рис.3.2. Трасса ЦРРЛ.
При проектировании трассы на карте и, учитывая особенности местности, вводится коррекция структуры ЗЦРРЛ (рис.2.2), т.е. на II РРУч будет использоваться 5 интервалов и 4 ПРС, а на III РРУч - и 5 ПРС (рис.3.3).
Рис.3.3. Структура ЗЦРРЛ.
В данном примере показан момент коррекции структуры РРЛ, который может встретиться при размещении РРС на карте, но совсем не обязательно его показывать в курсовом проекте. Рисунки 3.1 и 3.2 разрешается модернизировать, увязать с конкретным рельефом местности.
4. Построение продольных профилей интервалов
Построение продольного профиля интервала, в дальнейшем просто профиля, осуществляется для оценки рельефа местности, наличия возможных препятствий, для определения в последующих пунктах типа пролета, вида трассы.
Построение профиля в курсовом проекте осуществлять для одного интервала РРЛ, указанного в техническом задании проекта.
Профиль интервала представляется в виде вертикального разреза местности по линии, соединяющей две соседние РРС. При этом на профиль наносятся все высотные отметки, включая строения, лес и т.д., водные поверхности: реки, болота и др.
В некоторых случаях для построения профилей может применяться метод аэрофотосъемки. На практике для критических (максимальных) высот профиля точность построения профиля должна быть не хуже ±3 м [10, с.230].
Высотные отметки профиля для трасс большей части территории РФ намного меньше длины пролета, поэтому при построении профиля рекомендуется применять разные масштабы по горизонтали и по вертикали.
Рекомендуемые масштабы для построения профилей указаны в таблице 4.1 [3, с.12], [10, с.231].
Масштабы расстояний (по оси Ох - горизонтальной оси) и масштабы высот (по вертикальной оси - Оу) выбираются в зависимости от длины интервала и перепада высот рельефа местности (горы, сопки, распадки - входят в рельеф местности).
Построение продольного профиля интервала надо начинать с построения дуги земной кривизны (линии уровня моря или условного нулевого уровня) в виде параболы. Данные для построения дуги рассчитываются по формуле [3, с.12].
, (4.1)
где Y [км] - текущая ордината (размер по вертикали), [км] - расстояние от левого края интервала до точки, где определяется Y, 6370 км - геометрический радиус Земли.
Дугу земной поверхности можно построить, используя относительные координаты рельефа местности интервала связи [10, с.231].
, (4.2)
где Y, , имеют такие же размерность и обозначения, как и в формуле (4.1); k - относительные координаты точек рельефа местности (Приложение 1, табл.1).
По данным расчета с использованием формул (4.1) или (4.2) строится дуга земной поверхности. Затем от точек дуги, соответствующих относительным координатам k рельефа интервала (техническое задание), восстанавливаются точки рельефа своего варианта (техническое задание) в выбранном из таблицы 4.1 масштабе [3, с.12]. Причем, для сокращения размеров чертежа линию земной кривизны допускается условно приподнимать на несколько десятков метров.
Таблица 4.1. Рекомендуемые масштабы.
, км |
Масштаб расстояний |
Перепад высот , м |
Масштаб высот |
|
38 |
1:100 000 (1см:1км) |
100 |
1:500 (1см:5м) |
|
250 |
1:1000 (1см:10м) |
|||
75 |
1:200 000 |
50 |
1:500 |
|
150 |
1:1000 |
|||
450 |
1:2000 |
|||
1100 |
1:4000 |
Затем ломанной кривой соединяются точки отложенных высот рельефа местности. Таким образом строится продольный профиль рельефа местности.
После этого на полученный рельеф местности наносится препятствие, размеры которого указаны в техническом задании. Завершая данный пункт для наглядности рекомендуется смоделировать горизонтальную проекцию профиля интервала, определив особенности препятствия.
В качестве примера в дальнейшем проводится построение продольного профиля интервала для варианта, указанного в техническом задании (рис.4.1.).
1. Рассчитать максимальную разность высот профиля рельефа
(4.3)
где и - максимальная и минимальная высоты рельефа, выбираются из таблицы данных профиля в техническом задании.
.
2. Учитывая рекомендации (табл.4.1) и целесообразность отображения продольного профиля выбрать соответствующие масштабы по горизонтальной оси - оси расстояний и вертикальной оси - оси высот рельефа.
Масштаб высот на рисунке профиля соответствует
1:1000 (1см:10м)
Масштаб расстояний выбирается условным, наглядно отображающим рельеф интервала, так как для оси расстояний даны относительные координаты k. Таким образом по оси Ох откладываются относительные координаты k (техническое задание).
3. В прямоугольной системе координат на рис.4.1 нанести линию уровня моря. Для этого рассчитать вертикальные размеры этой линии для относительных координат k по формуле (4.2). Данные расчета занести в таблицу 4.2.
В формуле (4.2) отношение
Таблица 4.2. Данные расчета.
k |
0 |
0,2 |
0,3 |
0,5 |
0,7 |
0,8 |
1,0 |
|
k(1-k) |
0 |
0,16 |
0,21 |
0,25 |
0,21 |
0,16 |
0 |
|
Y, км |
0 |
0,013 |
0,017 |
0,02 |
0,017 |
0,013 |
0 |
По данным расчета таблицы 4.2 построена линия уровня моря (рис.4.1). Для сокращения размера рисунка по вертикали линия уровня моря условно поднимается на 90 метров, т.е. высотные отметки рельефа в дальнейшем будут откладываться с учетом, что 90 метров уже отложено. Т.е. линия условного горизонта строится при начальной точке отсчета Y=0, а на рис.4.1 изображена при Y=90 м (условно поднимаем).
4. Отложить от линии уровня моря высотные точки рельефа h (техническое задание).
5. Соединить ломанной линией соседние высотные отметки рельефа.
6. На профиль рельефа нанести препятствие в соответствии с его параметрами (техническое задание), H=11 м.
7. Отметить критическую точку (самая высокая точка) на профиле трассы; нарисовать предполагаемый фрагмент топографической карты на рис.4.1 (над профилем) и нанести на карту интервал РРЛ.
Рис.4.1. Продольный профиль интервала
5. Рекогносцировка на местности и определение азимутов антенн каждой ррс, планы частот на РРЛ
Определение азимутов антенн каждой РРС проводится по карте. Азимут магнитный Ам - это угол, измеряемый по ходу часовой стрелки между северным направлением магнитного меридиана данной точки (направлением установившейся магнитной стрелки компаса или буссоли) и направлением на определяемый пункт установки соседней РРС (Рис.5.1).
Рис.5.1. Азимут магнитный.
Обратный азимут отличается от прямого на 180° (Рис.5.1). Из рис.5.1 азимут магнитный на РРС2 для РРС1 Ам=150°, тогда азимут магнитный на РРС1 для РРС2 Ам обр. = 150° + 180° = 330°.
При рекогносцировке на местности уточняются профили трассы, места расположения РРС, корректируются азимуты магнитные с учетом возможных поправок.
План распределения частот должен чередоваться на прямых участках при невозможности обеспечить «зигзагообразности» трассы. При распределении частот необходимо прогнозировать обеспечение электромагнитной совместимости (ЭМС) проектируемой РРЛ с существующими и проектируемыми спутниковыми и наземными радиосредствами. Выбранные частоты надо обязательно согласовать с радиочастотным комитетом или другим органом, контролирующим использование радиочастотного спектра.
Во всех современных радиорелейных системах планы радиочастот строятся следующим образом (приложение 3):
1. Выбирается средняя частота диапазона частот РРС f0 путем нахождения среднего арифметического крайних частот ДЧ технического задания;
2. Частоты приема и передачи располагаются в разных половинах выделенной полосы частот. Частотные сдвиги между сигналами каждого ствола Дf в трактах передачи и приема соответствуют сдвигам в планах распределения частот Рекомендаций МККР (Международный консультативный комитет по радио) [10, с.8; 2, с.12; 8, с.226]. Частотные сдвиги частотных планов для курсового проектирования показаны на рисунках приложения 3 [1, 5].
3. В том случае, если частотный сдвиг между трактами передачи и приема не обеспечивает эффективного приема сигналов, тогда допускается использовать дополнительную развязку трактов по поляризации. Такая развязка осуществляется за счет смены вида поляризации (горизонтальная, вертикальная) в передающем и приемном трактах на ПРС и УРС или путем использования между ОРС1 и ОРС2 одной поляризации, а в обратном направлении другой поляризации электромагнитных волн.
4. Так как в плане частот радиорелейные стволы не разделены по частоте защитным интервалом, поэтому для обеспечения ЭМС радиостволов на одну антенну должны работать четные или нечетные стволы.
5. Разнос частот между четными и нечетными соседними стволами равен удвоенному шагу 2•F, где шаг F меняется в зависимости от диапазона частот РРС. Так для рисунка 1 приложения 3 шаг F = 14 МГц. Тогда для этого случая сдвиг частот между трактами передачи и приема каждого ствола равен
13•F = 182 [МГц]. (5.1)
Номинальная промежуточная частота определяется соотношением
fпр.= 5•F = 5•14 = 70 [МГц]. (5.2)
Номинальные значения частот стволов также определяются в зависимости от ДЧ, средней частоты ДЧ f и номера ствола n по формулам Рекомендаций МККР [10, с.9].
При проектировании допускается использовать данные рисунков приложения 3.
6. Кроме распределения частот между стволами каждой РРС, необходимо всем РРС выделить свой частотный план (двухчастотный или четырехчастотный). При этом необходимо помнить, что двухчастотный план, когда на каждую РРС выделяется только две частоты (прием и передача), более экономичен по частотным ресурсам, но требует специальной защиты антенн от приема сигналов с обратного направления. При этом частотном плане обычно используются рупорно - параболические, высококачественные, осесимметричные антенны (РПА) и другие антенны, имеющие защитное действие (-60…-70) дБ [10, с.8].
Четырехчастотный план (на каждую РРС выделяется четыре частоты, две - на передачу в обоих направлениях, две - на прием) позволяет упростить антенны (нет потребности защиты от помех обратного направления), но в данной полосе частот уменьшается количество частот для организации дуплексных радиостволов. Такой план частот обычно используется при применении перископических антенных систем (ПАС) в ДЧ 2 ГГц.
Используя информацию по данному пункту, ниже приводится пример его содержения.
Рекогносцировка на местности потребовала незначительных перемещений РРС на местности для более удобного их положения.
Магнитные азимуты, определенные по карте, уточнялись на местности. Они для направления ОРС1 до ОРС18 соответствуют следующим значениям:
Ам 1 = 150°;
Ам 2 = 210°;
Ам 3 = 140°
Ам 4 = 250°
Ам 5 = 120°
Ам 6 = 100°
Ам 7 = 130°
Ам 8 = 110°
Ам 9 = 165°
Ам 10 = 90°
Ам 11 = 220°
Ам 12 = 80°
Ам 13 = 75°
Ам 14 = 90°
Ам 15 = 140°
Ам 16 = 100°
Ам 17 = 115°
Магнитные азимуты в прямом направлении рекомендуется нанести на трассу ЦРРСП (рис.3.2), например, Ам = 150°.
В соответствии с рис.1 (техническое задание) распределение частот по стволам трактов передачи и приема РРС произведено следующим образом:
f1ПМ =7250 [МГц] =f1;
f1ПД = 7250 +182 = 7432 [МГц] =f1';
f2ПМ = 7250 +28 = 7278 [МГц] =f2;
f3ПМ = f2ПМ +28 = 7278 +28 = 7306 [МГц] =f3;
f2ПД = f1ПД + 28 = 7460 [МГц] =f2';
f3ПД = f2ПД + 28 = 7488 [МГц] =f3';
f4ПМ = f3ПМ +28 = 7334 [МГц] =f4;
f4ПД = f3ПД + 28 = 7516 [МГц] =f4';
f5ПМ = 7362 [МГц] =f5;
f5ПД = 7544 [МГц] =f5';
fПР = f1' - f5 = 7432 - 7362 = 70 [МГц].
Распределение частот при использовании двухчастотного плана и трехствольной РРЛ показано на рисунке 5.2.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис.5.2. Распределение частот при двухчастотном плане.
В некоторых случаях, при недостаточной помехозащищенности может использоваться четырехчастотный план (рис.5.3).
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис.5.3. Четырехчастотный план двуствольной РРЛ.
Все дальнейшие расчеты будут выполняться для средней частоты частотного плана 7,4 ГГц или для длины волны
(5.3)
6. Определение высот подвеса антенн
Высота подъема антенн на РРС подбирается с учётом рельефа местности, через которую проложена трасса. При этом необходимо обеспечивать определённый просвет на интервале РРЛ, т. е. расстояние между самой высокой точкой профиля интервала - критической точкой профиля и линией прямой видимости - прямой линией соединяющей антенны РРС интервала. При достаточном просвете на трассе она считается открытой. цифровой радиорелейный связь антенна
Критерием открытости трассы является выполнение условия [3, с. 23]
, (6.1)
т. е. размер просвета Н должен быть не менее расчётного просвета , который определяется по формуле [3, с. 23]
, (6.2)
где м определена из (5.3);
, (6.3)
где К - относительная координата самой высокой точки препятствия, выбирается из рисунка профиля (Рис. 4.1), либо из таблицы данных профиля (техническое задание). - расстояние от антенны до самой высокой точки препятствия.
Для дальнейших расчётов необходимо определить тип пролёта. Известно [3, с. 23], что в зависимости от подстилающей поверхности пролёты разделяются на два типа:
- пересечённые пролёты, на которых пренебрегают отражениями радиоволн от поверхности Земли при расчётах [3, с. 22];
- слабопересечённые пролёты, на которых отражения от земной поверхности имеют существенную роль.
При выборе трассы предпочтение отдают пересечённой трассе, для которой неровности земной поверхности (с учётом особенностей препятствий и др. рельефных изменений) учитываются в соответствии с формулой (4.3). Для пересечённого интервала должно выполняться условие [3, с. 23]
, (6.4)
где определяется из (4.3), рассчитывается по формуле (6.2).
При выполнении условия (6.4), т. е. учитывая, что пролёт является пересечённым, на рис. 4.1 откладывается расчётная высота просвета (6.2) от критической (наиболее высокой точки) точки профиля.
После этого на рис 4.1, отмеченную точку (верхнюю) просвета соединяют прямой линией с вертикалями, проведёнными от мест установки антенных сооружений РРС, учитывая целесообразность их конструкции. После чего на рис. 4.1 отмечают высоты подвеса антенн и .
При использовании универсальных антенных сооружений
, (6.5)
В практической деятельности антенны могут иметь различные высоты подвеса (установки).
Далее, используя масштаб высот (раздел 4), принятый для рис. 4.1, определяют высоты подвеса антенн.
Пример.
Для рассматриваемого варианта расчёт высот подвеса антенн производится следующим образом:
1. Расчётное значение просвета на трассе определяется по формуле (6.2)
2. По величине и учитывая условия (6.1) и (6.4) оцениваются виды трассы
Трасса является открытой, пролёт - пересечённый.
3. На рис. 4.1 раздела 4 от критической точки профиля откладывается расчётное значение просвета .
4. Проводится прямая линия, соединяющая верхнюю точку отрезка просвета с вертикалями, проведёнными от мест установки антенных устройств.
5. На рисунке 4.1, в соответствии с масштабом высот (1 см : 10 м) определяются высоты подвеса антенн
7. Расчёт ослабления поля свободного пространства
Свободное пространство представляет собой однородную безграничную среду, где не наблюдается молекул, атомов и свободных зарядов. Понятие идеальной среды РРВ - свободного пространства введено для оценки зависимости энергетических соотношений на РРЛ от протяжённости этой линии и длины радиоволны. В этом случае не учитываются влияния земли и тропосферы. Условия близкие к свободному пространству иногда могут наблюдаться на некоторых интервалах РРЛ.
Ослабление поля в свободном пространстве между ненаправленными антеннами может быть рассчитано по следующим формулам [10,с. 222]:
(7.1)
(7.2)
где л - средняя длина волны (раздел 5), - протяженность интервала (техническое задание). Значения л и представляются в любых, но одинаковых значениях.
Ослабление электромагнитной волны (ЭМВ) в свободном пространстве допускается оценивать по основным потерям при передаче сигнала [10,с. 222]
(7.3)
Значения л и представляются в любых, но одинаковых значениях, - в децибелах (дБ). Согласно [10,с. 223] значение ослабления электромагнитного поля (ЭМП) в свободном пространстве интервала связи может быть найдено из номограммы на рис. 7.1.
Пример.
Для выбранного примера, используя л = 4 см, в формуле (7.2), рассчитывается ослабление поля в свободном пространстве
По номограмме рис 7.1 проверяется правильность расчёта . Для этого соединяются точки и л = 4 см, прямой линией. На пересечении этой линии с осью определяется
Таким образом, расчётное значение совпадает со значением, найденным из номограммы.
Рис. 7.1. Номограмма значений .
8. Расчёт мощности сигнала на входе приёмника
Предварительно осуществляется расчёт мощности сигнала на входе приёмника с учётом РРВ в свободном пространстве [10, с.222; 3, с.15]. При этом необходимо учитывать основные энергетические показатели радиорелейного интервала: мощность передатчика Рпд, коэффициенты усиления антенн передающего и приёмного устройства Gпд и Gпм соответственно, потери энергии при распространении сигнала от антенны передатчика до антенны приёмника .
Учитывая вышесказанное, мощность сигнала на входе приёмника рассчитывается по следующей формуле
(8.1)
где , в ваттах остальные обозначения - в разах. В относительных единицах измерения данная формула выглядит следующим образом
(8.2)
где и выражаются в децибелах относительно милливатта [дБм], остальные обозначения в децибелах.
Мощность передатчика - из технического задания.
Предполагается использование на интервале одинаковых антенных устройств, тогда
(8.3)
где D - коэффициент направленного действия антенн определяется по формуле [10, с.22]
(8.4)
з - коэффициент полезного действия антенны, который определяется омическими потерями в элементах антенны. Для большинства антенн на РРЛ
(8.5)
В формуле (8.4) - коэффициент использование апертуры антенны. Для РРЛ определяется из литературы [4, с. (144…146); 10, с.30] в пределах . Для дальнейших расчётов принимается
(8.6)
S - площадь раскрыва антенны рассчитывается по формуле
(8.7)
где r - радиус раскрыва антенны, выбирается из технического задания d = 1,2м - диаметр антенны, r = 0,6м.
л - длина волны, равна 4 см.
В формулах (8.1) и (8.2) и коэффициенты полезного действия антенно-фидерных трактов передачи и приёма. При прохождении сигнала по фидерным трактам он затухает.
Согласно [4, с. 188] потери энергии сигнала в фидерных трактах могут достигать
(8.8)
Тогда суммарные потери энергии сигнала на интервале связи в идеальных условиях, т. е. при распространении радиоволн в свободном пространстве принимают следующие значение
(8.9)
Учитывая суммарные потери энергии сигнала на интервале, уровень мощности сигнала на входе приёмника определяется из формулы
(8.10)
Принимая во внимание (8.10), в реальных условиях необходимо учитывать запас уровня сигнала на потери (замирания) из-за влияний земной поверхности и тропосферы. Поэтому необходимо обеспечить превышение над чувствительностью приёмника (техническое задание) , т. е.
(8.11)
Пример.
1. Расчёт коэффициентов усиления антенн производится с использованием формул (8.3), (8.4).
(8.12)
Значение коэффициента усиления антенны допускается выбирать из экспериментальных данных [10, табл. 2.1] для определённых соотношений , где d - диаметр раскрыва антенны.
Отдельные значения указанной таблицы приведены в примере - таблица 8.1.
Таблица 8.1. Коэффициенты усиления антенн на РРЛ.
15 |
20 |
25 |
30 |
40 |
50 |
||
G, дБ |
31 |
34 |
36 |
37 |
40 |
42 |
Для данного примера
Тогда, используя данные таблицы 8.1
что подтверждает расчётные данные.
Подставляя в формулу (8.10) значение , ,
рассчитывается мощность на входе приёмника
При необходимости можно увеличить за счёт увеличения диаметра антенн, уменьшения суммарных потерь при прохождении сигнала на интервале.
Необходимо проверить выполнение условия (8.11)
Тем самым запас уровня сигнала на замирания обеспечивается равным
(8.13)
9. Оценка влияния земной поверхности и атмосферной рефрации
В реальных условиях РРВ уровень сигнала на входе приёмника изменяется случайно, так как оказывают влияния земная поверхность и состояние тропосферы. Влияние земли, изменения в атмосфере создают дополнительные потери энергии сигнала. Они учитываются множителем ослабления V [10, (9.9)]
(9.1)
где V [дБ] - множитель ослабления; Pпм[мВт] - мощность сигнала на входе приёмника в реальных условиях, [мВт] - мощность сигнала на входе приёмника в условиях свободного пространства.
Множитель ослабления показывает, во сколько раз мощность сигнала в точке приёма в реальных условиях Pпм меньше мощности сигнала в этой же точке в условиях РРВ в свободном пространстве. Фактически к ослаблению сигнала в свободном пространстве добавляется ослабление сигнала за счёт влияний Земли и тропосферы, учитываемые множителем ослабления V. Тогда общее ослабление сигнала при РРВ в реальных условиях определяется по формуле
(9.2)
Суммарные потери энергии сигнала в реальных условиях записываются выражением
(9.3)
Таким образом реальное ослабление сигнала на трассе состоит из детерминированной части и случайной, изменяющейся во времени V(t). Данное утверждение вытекает из того, что множитель ослабления в тракте РРВ зависит от ряда фактов: протяжённости РРЛ, длины волны, высоты антенн (просвета ), рельефа местности, метеорологических условий, состояния тропосферы. Часть из них имеет случайный характер. Поэтому уровень сигнала в точке приёма имеет вероятностную зависимость от параметров трассы и описывается статистической моделью для определённого процента времени (любого месяца), в течение которого данный множитель ослабления обеспечивает требуемый уровень принимаемого сигнала.
Обычно при проектировании РРСП (РРЛ) производится расчёт уровней сигнала на входах приёмников с учётом того, что одновременно на всех пролётах РРЛ мощность сигнала на входах приёмников в течении 80% времени любого месяца не должна падать ниже значения, приводящего к вероятности ошибки приёма линейного цифрового сигнала, характерной для соответствующей гипотетической цепи [7, с. 34]. Такой мощности сигнала на входе приёмника соответствует множитель ослабления V(20), т. е. значение множителя, существующее в течении 80% времени любого месяца одновременно на всех интервалах РРЛ и не подающее ниже в течении 20% времени месяца [10, с. 251].
В реальных условиях при глубоких замираниях сигнала мощность входного сигнала может уменьшаться до значений, при которых вероятность ошибки при приёме сигналов достигает предельной на одном из интервалов РРЛ.
Общая продолжительность таких замираний не должна превышать на гипотетической РРЛ 0,05% времени любого месяца [7, с. 57]. Такие моменты времени, когда вероятность ошибки достигнет предельной, называют моментами ухудшения качества связи из-за глубоких замираний. В такой момент времени уровень сигнала на входе приёмника равен минимально допустимому значению, соответствующему чувствительности приёмника Рс.вх.мин., т. е. минимально допустимому уровню мощности сигнала на входе приёмника, при котором вероятность ошибки приёма цифрового сигнала не превысит допустимого. В соответствии с рекомендациями МККР
(9.4)
в течение 0,05% времени любого месяца [7, с. 57].
Минимально допустимому значению уровня сигнала соответствует минимально допустимое значение множителя ослабления Vмин [7, с. 34], определяемого по формуле в децибелах
(9.5)
На рисунке 9.1 представлена диаграмма уровней сигнала на интервале РРЛ [7, с. 33]
Рис. 9.1. Диаграмма уровней сигнала на интервале РРЛ.
На рис. 9.1 (50) - уровень сигнала на входе приёмника, существующий в течение 50% времени месяца.
Для оценки влияния V на РРВ на интервале РРЛ необходимо учитывать вид пролёта. Кроме классификации пролётов, описанных в разделе 6 известны пролёты, определяемые в зависимости от действительной величины просвета H(g) [3. с, 17]:
- открытый пролёт , если
(9.6)
где H(g) - величина просвета, определяемая размерами препятствий, неоднородностью слоёв тропосферы; Hо - величина просвета, рассчитанная по (6.2);
- полуоткрытый пролёт (полузакрытый)
(9.7)
- закрытый пролёт
(9.8)
- касательный пролёт
(9.9)
Неоднородность тропосферы приводит к изменению диэлектрической проницаемости среды РРВ (е). е убывает в среднем в тропосфере с высотой h по экспоненциальному закону [10, с. 225]. Это изменение характеризуется параметром - вертикальным градиентом диэлектрической проницаемости тропосферы; g и у - даны в техническом задании. Также их значения для различных климатических районов России приведены в приложении 2 [7, с. 178]. Изменения g и у приводят к искривлению траектории радиоволн на трассе, т. е. к рефракции.
Для приближённого учёта рефракции вводится понятие эквивалентного радиуса Земли , справедливое для линейного изменения е с высотой. Такое упрощение допустимо для сравнительно тонких приземных слоёв тропосферы. При этом траектории радиоволн рассматриваются прямолинейными [10, с. 225]. рассчитывается по формуле
(9.10)
где = 6370 км - геометрический радиус Земли. На практике часто применяют понятие коэффициента рефракции
(9.11)
В зависимости от значений g и у различают следующие виды рефракции радиоволн в тропосфере (рис. 9.2):
1. Рефракция отсутствует (пониженная рефракция): , , траектории радиоволн условно принимаются прямолинейными;
2. Отрицательная рефракция или субрефракция: , , . Она появляется при возрастании влажности воздуха с высотой, чаще всего осенью и весной во время утренних приземных туманов. Траектории радиоволн обращены выпуклостью вниз, может происходить существенная экранировка препятствиями рельефа при РРВ, что вызывает глубокие замирания. Такой характер прохождения сигнала наблюдается на интервалах РРЛ, где имеются низины, и застаивается холодный воздух;
3. Положительная рефракция, , . Траектории радиоволн обращены выпуклостью вверх. При такой рефракции имеются частные случаи:
3.1 Стандартная рефракция: ; =8500 км; . Такой вид рефракции является наиболее распространённым на трассах при среднем состоянии тропосферы. Рефракция, близкая к стандартной, наблюдается чаще всего в дневные часы;
3.2 Повышенная рефракция: ; >8500 км. Наиболее типична в вечерние, ночные и утренние часы летних месяцев, а иногда весной и осенью. Причиной её возникновения являются температурные инверсии, т. е. увеличение температуры воздуха с высотой, а также резкое уменьшение влажности среды с высотой, связанные с нагреванием и охлаждением земной поверхности, испарением с почвы, сменой тёплых и холодных воздушных масс и т. д.;
3.3 Критическая рефракция: ;
= ?, т. е. траектория волны концентрична земной поверхности. Условия возникновения такой рефракции такие же, что для повышенной рефракции;
3.4 Сверхрефракция: ; <0.
В этом случае электромагнитные волны многократно отражаются от поверхности Земли и неоднородных слоёв тропосферы, распространяясь в пределах тропосферного волновода. Эти условия возникают при резких колебаниях е воздуха от высоты, что наблюдается над теплыми морями, реже над сушей с ровной подстилающей поверхностью.
Рис. 9.2. Виды рефракции в тропосфере.
Из вышеописанного видно, что в дальнейших расчётах, что бы определиться в изменении уровня сигнала на входе приёмника, необходимо знать тип интервала РРЛ и состояние тропосферы.
Если на пересечённых пролётах влиянием земли можно пренебречь [3, с. 22], то на слабопересечённых пролётах происходит отражение радиоволн от поверхности Земли. Отсюда следует, что напряженность поля в точке приёма представляет собой сумму прямого и отражённого полей от земли и местных предметов и имеет интерференционный характер. Явление отражения волн от поверхности земли достаточно чётко показано на рисунках [3, с. 19]. В этом случае модуль множителя ослабления ЭМВ рассчитывается по интерференционной формуле [3. с, 20]
(9.12)
где Ф - модуль коэффициента отражения от земной поверхности, зависящий от характера рельефа местности и угла скольжения;
Р(g) - относительный просвет на трассе при заданном среднем значении градиента диэлектрической проницаемости тропосферы, рассчитываемый по формуле [3, с. 20]
(9.13)
где H(g) - реальный просвет на трассе с учётом рефракции радиоволн, определяется по формуле [3, с. 23]
(9.14)
где H(o) - величина просвета при отсутствии рефракции радиоволн (g = 0).
Просвет H(g), описанный формулой (9.14), представляет просвет, существующий в течении 80% времени любого месяца. Среднее значение приращения просвета за счёт рефракции, существующее в течение 80% времени любого месяца Д определяется по формуле [3, с. 24]
(9.15)
где , g и у - определены в техническом задании, k - даны в приложении 1.
На пересечённом пролёте выполняется условие
(9.16)
В этом случае, учитывая соотношение (9.13)
(9.17)
Тогда, используя формулу (9.14), просвет без учёта рефракции определяется из равенства
(9.18)
По этой формуле проверяются три-четыре критические точки профиля. По результатам расчёта уточняется вид пролёта, размер просвета.
При положительной рефракции, когда , выполняется условие
(9.19)
что вытекает из формулы (9.20) [10, с. 237]
(9.20)
и формулы [10, с. 237] для приращения просвета
(9.21)
т.е. просвет на трассе увеличивается.
При отрицательной рефракции, когда
(9.22)
т. е. просвет на трассе уменьшается.
В данных условиях наиболее сильно просвет изменяется в середине трассы (k = 0,5). Тем самым при изменении состояния тропосферы трасса может превращаться из открытой в закрытую и наоборот.
Представленные выше формулы показывают, что изменения состояния тропосферы приводят к отклонению размера просвета на трассе, что необходимо учитывать при расчёте множителя ослабления (9.12).
Большое значение на процесс отражения ЭМВ от земной поверхности оказывает сложность и многообразие природных условий. Поэтому очень сложно определить коэффициент отражения Ф (9.12) точно. Даже небольшое увеличение шероховатости отражающей поверхности (волнение воды, наличие травяного покрова на ровной местности и т.д.) может уменьшить коэффициент отражения. Учитывая это, при расчётах используют ориентировочные средние значения Ф, приведённые в таблице 9.1 [3, с. 20; 10, с. 240].
Таблица 9.1. Значения Ф.
№ п/п |
Вид поверхности |
Длина волны л, см |
|||
8…7 |
5 |
3…15 |
|||
1 |
Водная |
0,95…0,8 |
0,85…0,65 |
0,45…0,2 |
|
2 |
Равнина, луг пойменный, солончак |
0,95…0,6 |
-------- |
-------- |
|
3 |
Равнина лесистая |
0,6…0,4 |
0,3…0,5 |
0,3…0,1 |
|
4 |
Среднепересечённая лесистая |
0,3…0,2 |
-------- |
-------- |
Формула (9.12) для расчёта множителя ослабления приведена при наличии одной отраженной волны, малых углах скольжения и фазе коэффициента отражения . При наличии нескольких точек отражения формула (9.12) усложняется [10, с. 238]. В литературе [1 … 11] при расчёте множителя ослабления принимаются во внимание различные поверхности отражения, селективный характер замираний сигнала в полосе частот, учитываются виды препятствий, способы их аппроксимации, количество препятствий и их параметры, виды трасс на РРЛ, наличие и интенсивность осадков и т.д.
В курсовом проекте дальнейшие расчёты достаточно произвести для открытой трассы над пересечённой местностью.
Пример.
1. В данном разделе проектировщик должен объяснить для чего вводится понятие «множитель ослабления» в тракте РРВ, его особенности и зависимость от различных факторов.
2. Используя формулу (9.5) рассчитывается минимальный множитель ослабления
(9.23)
3. Учитывая данные 8 и 9 разделов, начертить диаграмму уровней сигнала интервала РРЛ (рис. 9.1). Нанести на неё цифровые данные.
4. Принимая во внимание условие (9.16)
(9.24)
рассчитать возможное изменение просвета на трассе при положительной рефракции ЭМВ когда и используя формулу (9.21)
(9.25)
5. Влияние рефракции эквивалентно трансформации профиля трассы и изменению просвета (профиль трассы условно смещается вниз на 4 м) [10, рис. 9.10]. Тогда просвет H(g) определяется по формуле (9.20)
(9.26)
6. Модуль множителя ослабления ЭМВ, учитывающий отражения волн от подстилающей поверхности рассчитывается по формуле (9.12)
где значение модуля коэффициента отражения от поверхности Земли выбирается равным Ф = 0,3, характерного для пересечённого участка трассы покрытого лесом, имеющим диффузный характер отражения [табл. 9.1]. Из условия (9. 17) P(g) = 1. Тогда модуль множителя ослабления равен
...Подобные документы
Проектирование цифровой радиорелейной системы передачи. Выбор трассы и мест расположения радиорелейной станции. Построение продольного профиля. Определение азимутов антенн, частот приемника и передатчика. Расчёт мощности сигнала на входе приёмника.
курсовая работа [480,6 K], добавлен 16.02.2012Перечень и тактико-технические данные радиорелейных станций. Выбор трассы, мест расположения коммуникационных точек. Построение продольного профиля интервала. Расчет мощности сигнала на входе приемника, устойчивости связи. Пути повышения надежности связи.
методичка [529,6 K], добавлен 23.01.2014Рассмотрение использования радиорелейных линий прямой видимости для передачи сигналов сообщений. Выбор трассы и определение структуры проектируемой линии. Построение профиля интервала, расчет высот подвеса антенн и уровня сигнала на входе приемника.
курсовая работа [310,1 K], добавлен 03.06.2014Краткий обзор радиорелейных систем передачи прямой видимости. Аппаратура цифровых систем передачи для транспортных и корпоративных сетей. Разработка цифровой радиорелейной линии связи на участке Володино - Вознесенка - Киреевска. Расчет параметров трассы.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 23.09.2013Проект создания магистральной высокоскоростной цифровой связи. Разработка структурной схемы цифровой радиорелейной линии. Выбор радиотехнического оборудования и оптимальных высот подвеса антенн. Расчет устойчивости связи для малых процентов времени.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 06.10.2013Общие характеристики систем радиорелейной связи. Особенности построения радиорелейных линий связи прямой видимости. Классификация радиорелейных линий. Виды модуляции, применяемые в радиорелейных системах передачи. Тропосферные радиорелейные линии.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 23.05.2016Целесообразность применения радиорелейных линий в России. проектирования цифровых микроволновых линий связи, работающих в диапазонах частот выше 10 ГГц и предназначенных для передачи цифровых потоков до 34 Мбит/c. Выбор мест расположения станций.
курсовая работа [7,4 M], добавлен 04.05.2014Выбор места расположения радиорелейных станций, исходя из рельефа и особенностей местности. Построение продольного профиля интервала. Определение высоты подвеса антенн, величины потерь и расчет запаса на замирание. Разработка структурной схемы станции.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 28.10.2014Особенности выбора трассы и структуры проектируемой радиорелейной линии связи. Изучение требований, предъявляемых при выборе трассы РРЛ. Определение количества интервалов на участке РРЛ. Методы определения высоты подвеса антенн для устойчивости связи.
курсовая работа [67,4 K], добавлен 06.06.2010Принципы построения радиорелейной связи. Сравнительный анализ методов выбора высот антенн на интервалах цифровых радиорелейных линий. Анализ влияния замираний на показатели качества передачи. Расчет субрефракционных составляющих показателей качества.
дипломная работа [989,4 K], добавлен 06.12.2021Краткий обзор радиорелейных линий связи. Реконструкция цифровой радиорелейной линии (ЦРРЛ) "Томск-Чажемто" на более современную аппаратуру, работающей по технологии PDH или SDH. Оценка технико-экономической эффективности выбора и разработки проекта.
дипломная работа [3,5 M], добавлен 20.09.2010Анализ существующей системы связи Селихино-Хурмули. Выбор трассы и определение расположения станций радиорелейной линии. Определение профилей интервалов. Выбор типа оборудования. Определение высот антенных опор на интервалах. Расчет устойчивости связи.
дипломная работа [134,8 K], добавлен 20.11.2013Выбор трассы и расстановка цифровой радиорелейной линии ЦРРЛ. Расчет и построение профилей интервалов радиорелейных линий. Выбор типа и состава оборудования. Разработка схемы организации связи по проектируемой ЦРРЛ. Построение диаграммы уровней сигнала.
дипломная работа [631,5 K], добавлен 01.10.2012Определение мощности передатчика радиорелейной линии с учетом затухания сигнала в атмосфере и дождях для радиорелейных станций типа "Микран". Расчет мощности передатчика для свободного пространства. Оценка работоспособности пролета радиорелейной линии.
контрольная работа [2,1 M], добавлен 22.05.2022Разработка проекта участка цифровой радиорелейной линии связи протяжённостью 61 км, соединяющего технологические объекты энергосети Гатчинского района. Выбор оборудования, антенн. Показатели работы ЦРРЛ при использовании частотно-разнесенного приема.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 28.09.2011Расчет пролёта радиорелейной линии. Выбор оптимальных высот подвеса антенн. Ухудшения связи, вызванные дождем и субрефракцией радиоволн. Энергетический расчет линии "вниз" и "вверх" для спутниковой системы связи. Коэффициент усиления антенны приемника.
курсовая работа [801,4 K], добавлен 28.04.2015Структурная схема радиорелейной линии. Оптимальные высоты подвеса антенн на пролётах ЦРРЛ. Расчёт устойчивости связи на ЦРРЛ с учётом резервирования. Применение волн с различным типом поляризации, принципа зигзагообразности при размещении станций.
курсовая работа [12,4 M], добавлен 16.08.2010Этапы и методы проектирования цифровой радиорелейной линии г. Уфа - г. Челябинск, то есть создание магистральной высокоскоростной цифровой связи в индустриально развитой области России. Обоснование выбора радиотехнического оборудования и мультиплексора.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 07.12.2011Выбор оборудования для радиорелейной линии связи. Нормы на качественный показатель и готовность РРЛ. Определение потерь распространения радиосигнала в свободном пространстве и с учетом препятствий и его ослабления в атмосфере. Анализ интервала трассы.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 08.03.2015Краткая характеристика региона прохождения РРЛ-трассы, обоснование е выбора. Выбор радиотехнического оборудования. Разработка схемы организации связи на проектируемой линии. Расчет минимально допустимого множителя ослабления, устойчивости связи антенн.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 06.10.2013