Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Радиорелейные линии связи. Курсовое и дипломное проектирование

.pdf
Скачиваний:
17
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
15.37 Mб
Скачать

В случае #>//<> на трассах, проходящих в горных и предгор­

ных районах,

величина 101gA l/2(p) определяется по графикам

рис. 5.13,6, где а= 2,2- 10- 3Ям в децибелах.

В случае Н<Н0 величину 10 lg Д V2(/?) определяют по рис. 5.13,6

для значения

(в децибелах)

а =

(3 [1— ехр (— 0,036/?м)].

 

 

РАСЧЕТ ДЛЯ УСЛОВИИ ДАЛЬНЕГО ТРОПОСФЕРНОГО

 

 

РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОВОЛН

1.

Выражение (5.26) следует умножить на величину ДG(p), ха­

рактеризующую потери усиления антенн, обусловленные искаже­ нием пространственной структуры амплитуды и фазы волны при ее переизлучении неоднородностями тропосферы. Эта величина мо­ жет быть определена по формуле

10 lg ДО (р) = ( - 5 lg Jl +

Ом(9)

 

-

5|g [l + ( ^ 7 ) 2° " p(lF)]} 0

(5.30)

Здесь aoi и аог — ширина диаграммы направленности

(в граду­

сах)

антенн земной и радиорелейной станций в вертикальной пло­

скости по точкам половинной мощности.

 

2.

Зависимость уровня

мешающего сигнала от расположения

земной и радиорелейной станций учитывают введением вместо гео­

графической

протяженности

пролета RMэквивалентной

величи­

ны /?м.э:

 

э0+ 8а9ДЯ,

 

 

 

Ям.,

 

 

 

(5.31)

где

 

 

 

 

 

 

Ям.эо =

Ям + а.(Д, +

Д2),

 

 

(5.32)

оэ = 8500 км — значение эквивалентного

радиуса Земли при стан­

дартных условиях рефракции

в тропосфере; Ai и Д2— углы воз­

вышения

радианах)

антенн земной

и радиорелейной

станций

(рис. 5.14).

Углы возвышения Ai и Д2 отсчитывают между горизонтальной плоскостью и направлением на вершины препятствий. Они поло­ жительны, когда вершины препятствий находятся выше горизон­

тальной

плоскости, и отрицательны,

когда

вершины препятствий

лежат ниже этой плоскости.

могут

быть рассчитаны по

Значения Ai и Д2 (в радианах)

формулам

 

 

 

Д| =

(ЛПр1 A,)//?npl

^?npi/2#9.

 

(5.33)

д2=

(Апр2fi2)/Rap2— Я„р2/2а9,

 

(5.34)

где ЛПР1 и Лпр2— высоты препятствий над условным уровнем отсче­ та; h\ и Л2— высоты подвеса антенн земной и радиорелейной стан-

Рис. 5.14. Профиль пролета между мешающими станциями при дальнем тропо­ сферном распространении радиоволн

дий; R„pi и Rnp2 — координаты

препятствий, отсчитанные от

кон­

цов пролета (рис. 5.14).

 

к гладкой

Если перед антеннами земная поверхность близка

сферической

(море, степь), то

значения Ai и Д2 могут

быть

опре­

делены по формуле

 

 

 

AI,2=

;

 

 

(5.35)

Д Я — увеличение высоты переизлучающего объема тропосферы за счет поднятости источника помех и точки приема над уровнем мо­ ря. Эта величина может быть определена как расстояние между точками С и С' (см. рис. 5.14). Точка С обозначает точку пересе­ чения касательных АС и ВС, проведенных из точек расположения земной и радиорелейной станций и земной поверхностью. При этом С — точка пересечения линий А'С и В'С, проведенных па­ раллельно линиям АС и ВС при расположении земной и радиоре­ лейной станций на уровне отсчета. Для морских трасс уровень от­ счета— это уровень моря; для сухопутных и приморских трасс уровень отсчета — высота 200 м над уровнем моря.

Величину ДЯ можно определить либо непосредственно из про­

филя пролета,

построенного для

оэ= 8500 км,

либо

по

формуле:

дf - f — h

I

(К„

2a9Ai)

(А2 — К \ )

 

 

 

 

 

К м +

а а (А) + Д2)

 

2

 

 

 

____ Км(^2

h.\)_____ / д __д _ А2 — ^1

 

 

(5.36)

9(RJa3-f- Д, -|- Д2)2 \

 

Км

 

 

 

 

 

 

Здесь аэ, Км, h\ и h2 подставляют в километрах,

a

Ai и Аг —

в радианах.

 

 

 

 

 

 

 

На территории СССР различают три зоны: сухопутную, мор­

скую и приморскую.

в сухопутной

(над сушей)

или морской (над

Трасса

проходит

морем) зонах соответственно. Приморские трассы проходят в при­ морской зоне — полосе суши, отстоящей от берега не далее

100 км.

В свою очередь каждую из зон подразделяют на три подзоны,

находящиеся в различных климатических районах.

 

и полярного

Для сухопутных трасс умеренного,

субполярного

климата величина 101gV2(p) (в дБ)

может быть

определена по

формуле

10 lg {1 — th [5С(/?м.9, р)\}2+ F(f) +

 

 

10 lg I/2 (р) =

6,

(5.37)

\ (Ям.9. Р) =

1,037 + 7,604- 10-а/г„.,

 

 

- 1,118-10-в/?2ЛЧ-3,185-10-4(2000 — R».*)\gP,

 

(5.38)

F(f) = — \blgf.

 

 

(5-39)

Рис.

5.15. Графики для определения величины

10 Ig IР(р) иа сухопутных трас-

сах,

проходящих в зонах:

б —в пустынях, полупустынях в

а—умеренного,' субполярного и полярного климата;

сухих

степях

 

 

83

Величину RM.3 определяют по выражению

(5.31), величину под­

ставляют в гигагерцах, а р — в процентах.

величину 101gK2(p)

Для значения /= 1

ГГц

(при F (/)= 0 дБ)

для различных р можно определить из рис. 5.15, а.

Для сухопутных

трасс,

проходящих в зоне пустынь, полупу­

стынь и сухих степей

(районы Казахстана, Средней Азии, Север­

ного Кавказа, Нижнего Поволжья и Южной Украины), величина

10 lg V2(р)

(в дБ)

может

быть

определена

также

по

форму­

ле (5.37), где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5с (Я„... Р) =

1.8 +

6 •10 -3Ям.э -

0,2 - Ю -СЯ2 э+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— 9

 

 

 

+ 0,17

10_31пр (1900 — /?м.э) — 0,0118Ям.э-2

150

 

 

(5-40)

На рис.

5.15,6

приведены

графики

101gV2(P)

Для f~ 1 ГГц.

Для морских трасс умеренных широт

(в дБ)

 

 

 

 

10 lg V2(p) =

10 lg { I — th [?с(Ям.с, /^)J}+

6,

 

 

 

(5-41)

где

 

3,92- 10-3Ям.э — 1,37- 10-сЯ2 э —

 

 

 

 

5c (Ям... P) =

 

 

 

 

- 0,27 +

\gp +

4 •10 "4 (1 +

2,12 •10 -3Ям>9)р2-

 

 

 

(5-42)

На рис.

5.16 приведена

зависимость

10lgK2(P)

от

Ям.э для

различных

р. При

атом величина

101gK2(p)

не

зависит от ча­

стоты.

 

 

 

морей

(Черное, Азовское,

Каспийское и

Для зоны теплых

Аральское моря)

1,53+ 3,92•10 -3Я„.э -

1.37 10"6Я2

+

 

(Ям... Р) =

-

 

+ lgp +

3,7

10—* (1 +2,12-10~3Ям.э)/72.

 

 

 

(S-43)

Рис. 5.16. График для определения величины

101й У*Гв1

на

морских

трассах

умеренных широт

* v

na

г

г

Рис. 5.17. График для определения величины 101gV^fp) на трассах в зоне теплых морей

Зависимость 101gV 2(p) от RMrj приведена

на рис. 5.17.

Для приморской зоны умеренного пояса

 

р )~ 2,134-10-< (26,45— lg/7)—

- г 140+216 lg/?)— 0,4.

 

(5.44)

Зависимость 10 lg V2(p) от RM.з приведена

на рис. 5.18.

Для приморских трасс теплых морей

 

МЯм.э, ^ = 0 ,1 + 4 ,2 5 .1 0 -^ ,3 + 0 ,4 7 1 0 -°^ 1Э+0,3151п/7. (5.45)

Рис. 5.18. График для определения величины 10 \gV2(p) на трассах в примор­ ской зоне умеренного пояса

Рис. 5.19. График

для определения величины lO lgV2^ )

для приморских трасс

теплых морей

 

 

Зависимость

101gV2(p) /? м.э приведена на

рис. 5.19.

Если трасса между источником помехи и точкой приема сме­ шанная, т. е. имеет участки, проходящие в различных зонах, то значения 10 lg V2(p) могут быть определены по формуле (в дБ)

ю ig v

2(р) = А - ю ig I/?(р) +

А 1 о ig v \ (р) +

 

 

«\.м

' MI

 

+

ф -

Ю lg V\(p),

 

(5.46)

где R\ R2 , R3 — протяженности

участков

трассы, проходящих в

зонах

1, 2 и 3; 101gV'^(p), 10lg V|(р ),

101gV f(p)— множители

ослабления для соответствующих зон; RMгеографическая протя­ женность трассы.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЦЕНТА ВРЕМЕНИ УХУДШЕНИЯ

КАЧЕСТВА СВЯЗИ Гви (Ут ш) ЗА СЧЕТ МЕШАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ ПЕРЕДАТЧИКОВ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ

СРЕДСТВ, РАБОТАЮЩИХ В ТОМ ЖЕ ДИАПАЗОНЕ ЧАСТОТ, ЧТО И ПРИЕМНИКИ ПРОЕКТИРУЕМОЙ РРЛ

Отношение мощности сигнала к мощности помехи на выходе канала можно определить по формуле

(Рс/Рм)вых = ЧЯс/Р м)Вх,

(5.47)

где (Рс/Рм )вх — отношение мощностей сигнала и помехи на входе приемника; х — коэффициент ослабления помехи (КОП), значе­ ние которого для случая передачи программ телевидения

хтв = 5• 10 3(— 23 дБ).

Для случая передачи многоканальных телефонных сообщений

при числе ТФ каналов

120

300

600,720

960,

1020,

1260

 

 

 

 

1320,

1800,

1920,

 

2-10-3

5-10-3

7-Ю -з

2700

10-2

 

У'ТФ

 

 

(- 2 7 дБ)

(- 2 3 дБ)

(-21,5 дБ)

(- 2 0 дБ)

 

Как показано в разд. 2, минимально допустимое отношение сигнал-помеха на выходе канала составляет:

101g(/>c/ / >M)niinT*=44 дБ для случая передачи МТС,

101g(«c/« sl)^inTB = 49 дБ для случая передачи программ ТВ.

Минимально допустимый множитель ослабления в данном

случае показывает, насколько должна возрасти мощность помехи на входе приемника Рм.вх, чтобы на выходе канала величина

(Рс/Рм) вых оказалась меньше минимально допустимой. Таким образом, для случая передачи МТС (в дБ)

 

1/2т,„ТФв„ = 44— Ю1б(Рс/Рм)вых;

 

 

(5.48)

 

для случая передачи телевидения

 

 

 

 

^ .п т в .,, = 4 9 - 1 0 l g ( P c/P M)BHX.

 

 

(5.49)

 

Для дальнейших

расчетов составляют

больший 1/т ,Пвн.

за

В общем случае помеха может попасть на вход приемника как

счет дифракции

радиоволн,

так и за

счет явления

дальнего

тропосферного распространения

радиоволн

(ДТР) (рис.

5.20).

 

При дифракции радиоволн порядок расчета следующий:

 

1. Из профиля пролета (рис.

5.21) определяют величину Н(0).

 

2. В соответствии с (2.29) определяют

величину относитель­

ного просвета

 

 

 

 

 

 

п о

 

 

 

 

 

где ДH{g) и Н0 определяют соответственно

по формулам (2.28)

и

(2.22).

 

 

 

 

 

Рис. 5.20. К пояснению механизма

Рис. 5.21.

К расчету величины

возникновения помех на входе при­

тви1(V^mln)

 

емника РРЛ

 

 

3.

 

По

выражению

(2.30)

рассчитывают

параметр

препятст­

вия р.

 

 

 

 

 

_

 

 

 

 

 

4.

 

По

известным

 

величинам p(g) и

р

с

помощью

кривых

рис.

5.12

определяют

медианный

множитель

ослабления

У*ед.

5.

 

Величину Р„.вх

определяют

по

выражению (5.26)

при

1/2= V2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¥

v

мед*

методике,

изложенной в разд.

2, определяют

мощность

6. По

сигнала на входе приемника Рс.вх.

определяют минимально допу­

7.

 

По формулам

(5.48) и

(5.49)

стимый множитель ослабления.

Очевидно, наихудшим случаем будет случай, когда за счет ре­ фракции радиоволн трасса окажется полностью «открытой» (штри­ ховая линия на рис. 5.21).

8. Находят относительный просвет, соответствующий g KP,

H(0) + &H(gKP)

p ( g „ ) = —

к —

9. По рис. 5.12

находят (по известным величинам p (g Kp) и р)

величину V 2K?.

 

10. Величину приращения множителя ослабления за счет «от­

крытия» трассы определяют как

 

b V * - V 'm - V \ ,.

(5.50)

Далее возможны два варианта.

оказыва­

а. При полном «открытии» трассы (т. е. при g<g^)

ется, ЧТО A V > V m i n -

В этом случае помеха не создает в канале недопустимо боль­ шого всплеска шумов, т. е. в данном случае не будет глубокого квазизамирания сигнала за счет помехи:

7"ви1 ( 1Лп1п) = 0 .

б. При полном «открытии» трассы оказывается, что ДУ<1Лшп. Для этого случая по рис. 5.12 находят относительный про­ свет p(go), соответствующий минимально допустимому множите­

лю ослабления l/min (при данном р). И далее определяют

_ 4 \ H (0 )-H 0p(g0)}

(5.51)

g0

RIK {1 - к )

 

и параметр

(5.52)

'F =

(go —1)1°,

где g и а для данного климатического района определяют из При­ ложения 2.

Процент времени ухудшения качества связи TBH \(V min) опре­ деляют ПО рис. 2.16 (7,o(ym in)=rBHl(Vmin)).

При дальнем тропосферном распространении радиоволн поря­ док расчета следующий.

1.

Рассчитывают величину RM3 по выражению

(5.31).

района

2.

По

графику

для

данного

климатического

(рис.

5.15,6— 5.19)

для /з= 50%

и # м.э определяют

величину КМеД.

3.

Определяют величину Р„.Вх

по

(5.26)

при У =У мед.

 

4.

Определяют величину Vmin по (5.48) и (5.49).

 

 

5.

По

рис. 5.15,6 — 5.19

по известным

величинам Vmin и RM.э-

определяют величину p =

TZHz{Vmin).

сравнивают

между

собой и

Величины 7*вн 1( Рmin)

и Т вн2 ( Vmin)

оставляют большее значение.

 

 

 

 

 

Глава 6 СТАНЦИОННЫЕ СООРУЖЕНИЯ РАДИОРЕЛЕЙНЫХ ЛИНИЙ СВЯЗИ

На каждой радиорелейной станции сооружают антенные опоры для размещения на них (с учетом перспективы развития) радио­ релейных антенн, антенн радиотелевизионных ретрансляторов и других радиосредств.

В качестве антенных опор, как правило, применяют металли­ ческие опоры мачтового типа из унифицированных конструкций. Мачта (рис. 6.1) удерживается в вертикальном положении с по­ мощью оттяжек. Площадь, занимаемая радиорелейной станцией,, определяется отнесением анкерных фундаментов от центрального фундамента1.

Применение антенных опор башенного типа (рис. 6.2) из ме­ таллоконструкций или монолитного железобетона допускается при недостаточных размерах площадки (например, на вершине холма, среди городской застройки, на пахотных землях).

Для установки антенн на опорах должны быть предусмотрены площадки, обеспечивающие возможность доступа к антеннам. Ограждение площадки не должно попадать в раскрыв антенны.

Фидерные тракты крепят по всей длине, при этом для вер­ тикального участка волновода устанавливают:

верхнее жесткое крепление, обеспечивающее возможность подъема и спуска волновода в пределах ±10 см (это необходимо для проведения профилактических работ у антенны);

наружный подвес через 15...20 м для обеспечения перемеще­ ния волновода при изменении температуры и спуска и подъема волновода при настройке антенн и ремонте тракта;

антивибрационный подвес волновода через 2,5... 5 м для устра­ нения поперечных колебаний волновода.

Для горизонтального участка волновода устанавливают держа­ тели с шагом 1... 2 м.

1 Анкерный фундамент — фундамент, на котором крепится оттяжка; на центральном фундаменте крепится опора.

N

и

ы

Рис. 6. 1. Металлическая опора мач-

Рис. 6.2. Антенная опора башенного

тового типа

типа