Главная Радиорелейная связь 1. Из профиля трассы находим параметры интервала: протяженность /?о= = 50 км; просвет Я=+15 м, относительную координату наиболее высокой точки к = RxIRo = 32/50 = 0.64 ; к (1 - ,с) = 0,64-0,36 = 0,23. 2. По формуле (9.23) нлн пр номограмме на рнс. 9.9 определяем просвет Яс, соответствующий полю свободного пространства: Яо=17,7 м. 3. Проверяем, к какому типу можно отнести трассу № 1. Как видно нз профиля, она имеет гладкий рельеф. Рассчитаем коэффициент расходимости Dn- Предварительно согласно методике § 9,12 определим максимально возможный номер интерференционного минимума на данной трассе Птах при изменении g до §кр=-31,4-10- 1/м. Для этого найдем следующие величины. По (9.29) найдем приращение просвета прн =кр ДЯ(гкр)= -(Р%/4)гкрК(1-с) = (50=-10»/4(31,4.10-8-0,23 = 45м, где к - относительная координата точки отражения. На данной трассе она примерно совпадает с координатой наиболее высокой точки. Относительный просвет при критическом" градиенте Р (gKp) = Н {g,,p)lH, = [Н + АН (gKp)l/Wo = (15 + 45)/17,7 = 3,48. По формуле (9.151) найдем Лтах=р2(гкр)/6=3,4876»2. Таким образом, точка приема на этом интервале может попасть во второй интерференционный минимум. По формуле (9.47) для л=2 определяем коэффициент расходимости Dn = D, = 1: /1 + 13,1 1 + 13,1 а к" (1 - /с)" Уп1 4а«;(1 -к) 0,232 /2 0,62 0,62 [0,85 -У12] 4-0,23 где р(0)=Я/Яо= 15/17,7=0,85. Следовательно. Dn«0„«l, т. е. трасса относится ко второму типу, где влияние отражений от поверхности земли играет существенную роль. Неустойчивость прн одинарном приеме рассчитываем по формуле (9.132) при 7д(Ктгп)=0. 4. Аппаратура располагается внизу. Учитывая высоту подвеса антенн (см. рнс. 9.82), находим общую длину вертикального биметаллического волновода: ;в=100 м-1-50 м=150 м. Длину горизонтального тракта 1,- типа ЭВГ-2 условно принимаем равной 15 м, ослабление элементов тракта - 2 дБ (на реальных РРЛ это ослабление зависит от набора элементов). Коэффициент полезного действия волноводного тракта в-децибелах Hii интервале с учетом данных гл. 3 рассчитываем по формуле = -2дБ-0,035/г -0,02/в?» -5,5дБ(0,28). 5. Определяем минимально допустимый множитель ослабления V для частного случая 1 (см. § 9.11). Более сложные случаи рассматриваются в конкретной ситуации, на РРЛ. Предварительно вычисляем по формуле (9.6) Ро пр/Рпгр = Опер + Gnp + г, + Го = 39,5 дБ + 39,5 дБ - 5,5 дБ - 137.5 дБ = = -64дБ. Здесь !F„ определяется из (9.1) irni ;10М()гр::ммы Ро--50 к.\1 и /-3,05 ГГц (д-8,2 см). шг. 9.1 для знаиспий По формуле (9.121) вычисляем Vmin тф = (РоР,. тах-<гф - (Ро пр/Рпер) = 44 дБ - 139 дБ -f 64 дБ = \ = -31дБ, ; где Ро/Рш.ттох находим из (9.121), а Ктф - из табл. 6.6 для Л/к = 720 каналов ТЧ. По формуле (9.123) находим min ТВ = (рс/иш)?гтах-К. - [Ро пр/Рпер] = 49 дБ - 146,5 дБ + 64 дБ = =-33 дБ, где Лтв указано в табл. 6,6; (U,cll\n)- определяется по формуле (9.118). Дальнейший расчет проводим для наихудшего случая Kmin=-31 дБ, 6. Из профиля, построенного при g=0, определяем параметры сферы, ап-проксимирующей препятствие на трассе (см. § 9.6, 9.7). Принимаем Ау=Но=\7,7 и. Проводим линию, параллельную линии, соедн-. ияющей центры раскрыва приемной и передающей антенн, н отстоящую от вер- шины препятствия на величину Ау. Определяем г=30 км. > По формуле (9.48) находим: /=г/Ро=30/50=0,6; а=Ау/Но=1. 7. По (9.56) нли по номограмме на рнс. 9.15 находим, величину Цо, характеризующую радиус кривизны препятствия: .ic = !,03. • 8. По графикам на рис. 9.13находим относительный просвет, при котором " -в области тени V=Vnin при условии ц»Цо: р(Яо)= -1,15, 9. Вычисляем относительный просвет на трассе при средней рефракции, т. е. при f=-10-10-8 1/м: " р(г) = [Я + ДЯ(г)]/Яо=(15+ 15)/17,7= 1,7. где АН (g) определяем по номограмме на рис. 9.11, AЯ(f) = -f 15 м. 10. По (9.138) или номограмме на рис. 9.46 находим вспомогательный параметр Л = 0.6. 11. По (9.137) вычисляем \1- = 2.31.4[р (,5) -pif,,)] = 2.31 • 0.0 П .7-М ,15) =3,95. 12. Из рис. 9,44 определяем процент времегш, в течение которого V<Vmin из-за ослабления в области теци npi: субрефракций: Го(1 mm) =0,00357о. 13. Оцениваем возможные изменения величины То(У,пгп) из-за изменений параметров трассы при субрефракцни, которые не учитывались выше. Ориентировочно задаемся значением g=-f30-10-8 1/м (область глубокой субрефракции): 1) Определяем вспомогательные величины. По формуле (9.59) d = /V4aK:(l-к) =0,36/4-0.64-0.36 = 0.39. По (9.58) при g-=+30-10-* 1/м (g) = А Я (г)/Яо =~ 7 gK (1-/с) =-43,5/17,7 =-2,4р. 4 Пц По (9.62) ро = Я/Яо= 15/17,7 = 0,847. По (9.61) Л(г) = 0511 Р (0) + Р (g) =0511 ii\[l-dAp{g)] 1,03(1 + 0,39-2,45) Из графика па рис. 9.10 определяем F[Aig). л:] = 0,87 Из графика иа рпс, 9,17 находим Р[Л(£)]=1.12. 2) По (9,57) рассчитываем 3 3 , Й(г) = Vi-dAp {g)F[A (g), к] = Vl+0,39-2,45-0.87 =1,09- 3) По (9.35) пя,\(),1и\1 р = (i„jt(.tf) = 1.03• 1 .ао- !, 12 4) Hj гр;1фи1.:; n;i jHc, .1.13 :.ir.ic.ic.;лс\; ччетом значении 4-1 12 , p{gu)--i:d. 0,847 - 2,45 = -0,383. 5) По (9.142) вычисляем р(Ы =/(го)/Л4(g)]=-1,3/1,12=-1,16. 6) По (9.141) определяем ф=2.3М[р(§)-р(Ы]=2,31 •0,в[1,7+1,16]=3,96. , Ранее полученная величина ф=3,95 (см. п. II). Очевидно, что на интервалах, аналогичных приведенным на рис. 9.82, при определении To{Vmin) влиянием рефракции на параметры трассы можно пренебречь. , 14. По формуле (9.147) или из рис. 9.47 находим процент времени, в течение которого возможны отражения от неоднородностей тропосферы: Г(Де) = = 8,6%. 15. Из графика на рис. 9.50 находим f[p(g), /4]=0,13. 16. Из рис. 9.51 определяем параметр Q, учитывающий влияние интерференционных минимумов, возникающих из-за отражения радиоволн от поверхности земли в районах с влажным климатом: Q = 6,6. 17. По (9.152) рассчитываем процент времени, в течение которого V<Km(» из-за интерференционных замираний: Гинт (Vmin) QVmin Т (Де) = 6,6.8,4.10-.8.6 = 0,045 о/„ (Vmtn находим из рис. 9.48). 18. По (9.132) определяем результирующее значение T(Vmin) при одинарном приеме: Т {Vmin) = Го (Vmtn) + Г™х {Vmin) = 0,0035:о/„ + 0,045]о/о - 0,0485%,. [По нормам на магистральные линии предполагается, что в среднем на интервал длиной 50 км Т(Vmin) » 0,002%.] 19. Устойчивость сигнала на заданном интервале У= 100%-r(Fmin) = = 100%-0,0485% «99,95%. Пример 3. По условиям примера 2 проанализировать возможные пути повышения устойчивости сигнала на интервале № 1. Результаты расчетов, проведенных в примере 2, показывают, что устойчивость сигнала на интервале № 1 низкая. I. Оценим возможность повышения устойчивости сигнала путем выбора оптимального просвета. Для этого: 1. Согласно § 9.14 для интервалов II типа задаемся значениями просвета через 5 м; -f5, -НО, -Ц5, +20 м. Как видно из рис. 9.13 ((хж1), во всех случаях выполняется условие 17>1, так как p(g) = (5-Ц5)/17,7-Ь(20-Ц5)/17,7= = 1,13-4-1,97. 2. Зная просветы, выбираем необходимые высоты подвеса антенн, а следовательно, и длину волноводов. Рассчитываем значения КПД антенно-волноводного тракта. 3. Для каждого случая определяем минимально допустимый множитель ослабления Vmin, а затем, аналогично примеру 2, для всех заданных просветов рассчитываем значение суммы To{Vmin)+Тиат{Утгп). Результаты расчетов сводим в табл. 9.15. ТАБЛИЦА 9.15 к расчету T{Vmin) при одинарном приеме
Из таблицы видно, что""исходная величина просвета Н= + 15 м является оптимальной, так как дает минимальное значение T{Vmin). П. Оценим выигрыш по устойчивости, ожидаемый на интервале № 1 при системе поучасткового резервирования типа (3-1-1). 1. По (9.175) оцениваем эффективность ЧРП Cf 7инт {Vmin) = 102/2-45.0,045?»25, где Сду определяем из рис. 9.61а для Д /«1,5% и f[p{g), Л]=0,13; 7»нт(1тгп) =0,045% (из примера 2). 2. С учетом горячего резерва по формуле (9.175) получаем Гинт {Vmin)tipn = 7нат (1тг„) д, = 0,045/25 = 0,0018% . 3. Результирующее значение Т {Vmin)4pn = П {Vmin) + Гинт (Vminjqpn = 0,0035% + 0,0018% = 0,0053%. 4. Дли дальнейшего повышения устойчивости можно увеличить просвет, так как оптимальный просвет с учетом резервирования больше, чем при одинарном приеме. Например, при Я=-Ь20 м Го(тг>») »0,0008% - из табл. 9.15; /д= 102/2-18-0,05 = 55, где Сду = 18, определяется 9.15); т iv Wo ИНТ lmin)qpn~ ~ Т (Ктгп)чрп = То {Vmin) + Пит (lm/n)4pn=0,0008%-f0,00066% из рис. 9.61а для llp{g), /4] = 0,185 (см. табл. 0,0009% ; {0.0017%. В этом случае устойчивость сигнала на интервале 1 удовлетворяет нормируемым зиачеииям. Однако реализовать этот выигрыш можно только при ус- . ловии, что резервный ствол всегда будет использован для защиты от замираний. На практике резервный ствол используется н как аппаратурный резерв. Поэтому целесообразно иметь запас по устойчивости. III. Применим пространствеино-разнесениый прием с использованием блоков автовыбора системы КУРС. 1. Определяем необходимую величину разноса антенн. На правом конце трассы по формуле (9.160) при п = 1 получаем А Л2 = 0,П8 Vi?oX(l -,с)/л,с = 0,118/50-103.8,2.102.0,36/0,64«6м. На левом конце трассы по формуле (9.159) находим AAi = 0,118/o>c/(l-С) = 0,118/50.103.8,2-10-2.0,64/0,36= Юм. Предположим, что исходный просвет на.интервале № I Нв~+20 м, разис сеиную антенну можно установить ниже основной. С учетом Ah в этом случае ff„x+l5 и. Соответствующие значения To{Vmin), TuntiVmin) и другие параметры см. в табл. 9.15. 2. С учетом формулы (9.463) Тии1 (1т/7.)прп = 0-2 У Сддз Сддц Г„нт (Vmin) в Гинт (Vmtn) н = = 2,125-10-2 У4,5-6,5.0,045.0,05 = 0,0002бо/о. Здесь X определяем по (9.164) для автовыбора с гистерезисом АУ = 6 дБ; v = l при условии, что разиесеииуе антенны н.меют равные усиления; Сд. длн релеляеч из рис 9.60 в зависимости от f[p(g). /4] = 0,185; 0,13. 3. Результирующее значение T(K„j„)jjpj определяем по формуле (9.163): Т (1т,-п)прп = 0 (lmi„)+7„HT (Vmin) = О.ООО80/0 + 0,00026% «О.ООЮ/о. Пример 4. Рассчитать мощность шума, превышаемую в течение не более 207о времени летнего месяца, и устойчивость сигнала на интервале № 2, оборудованном аппаратурой «Трал-400/24». Профиль интервала приведен на рнс. 9.84. Трасса проходит в 1-м климатическом районе, для которого в летни месяцы g=-9-10- 1/м; а = 7-10--1/м (см. табл. 9.2). I В 8 10 к l\ IS 18 20 22 2f 26 28 30 32 3f 36 38 tU 2 KM Puc. 9.84. Профиль интервала Лг 2 При расчете приняты следующие значения параметров апйаратуры: f = = 0,4 ГГц (75 см); Рпер=3 Вт; КтфШ дБ; Gnep=Gnp=19,5 дБ. Суммарная мощность шума, вносимая приемопередающей аппаратурой одного интервала Рш.п (тепловые шумы модема и гетеродина, нелинейные шумы модема, приемопередатчика, антенно-фидерного тракта), указана ниже: Данные аппаратуры <.Трал-400/24» Канал Частота F„ Рш п, пВт Нижний 13.5 340 Средний 60 235 Верхний 106.5 1. Из профиля трассы находим: протяженность Ро=42 км, просвет Н= = -f8 м, относительную координату наиболее высокой точки k=iP/Po = 22/42= = 0,52; к(1-к)=0,52-0,48«0,25, 2. По формуле (9,23) нлн номограмме на рнс. 9,9 определяем просвет, соответствующий полю свободного пространства в наиболее высокой точке Яо= = 51 м. 3. Определяем параметры сферы, аппроксимирующей препятствие иа трассе, В соответствии с п. 2 на стр. 243 по формуле (9.23) плн номограмме на рнс, 9,9 рассчитываем контур мннима.ьиоп существенной зияы, .Т1ля этого определяем значения ., д.ш различпы.х к: Но, м 0,12 33 10 0,24 43 21 0,5 51 Вниз от линии АВ (см. рнс. 9.84) в точках, отстоящих от концов трассы на 2, 5, 10 км и т. д., и в середине трассы откладываем Но до пересечения полученного контура с профилем трассы (точки С и D). Проекция прямой CD на горизонтальную ось соответствует длине хорды г; Г = 35км; Д(/= 19м. 4. По (9.48) находим /=r/J?o=35/42=0,83; а = Д1 Яо= 19/51 =0,37. 5. По (9.56) рассчитываем параметр 6. По (9.94) определяем значение g{20%), определяющее Рш.т(20%): S (20%) = g + o = (- 9 + 7). 10-8 = 2.10-8 1 /м. 7. По (9.57) рассчитываем ц() для g{20%): (g) = V l-dAp(g)F [А (g), к] = >"l-l,86-0.04 = 0,975, где d=P/4a«:(l-к) =0,832/4-0,37-0,25=1,86 определяется по формуле (9.59); Дp(g)=ДЯ(g)/Яo=2/51 =0,04 вычисляется по формуле (9.58), а ДЯ(g) - по номограмме на рнс. 9.11; F[A(g), k]«1 определяется по (9.60) нлн из ояс. 9-16 (эта функция отличается 6т единицы иа закрытых трассах). г 8. По формуле (9.55) вычисляем параметр \i, характеризующий радиус кривизны препятствия: ц = цоц() =0,65-0,975=0,63. В этом случае \x.»\io. 9. Определяем относительный просвет при g(207o) по (9.36); Р (г) = [Я + Д Я (g)]/Яо = (8 + 2)/51 «0,2. 10. Из графика на рнс. 9.13 определяем ослабление на интервале № 2 при g(20%): 1/(20%) =-16,5 дБ. И. Рассчитываем КПД антенно-фидерного тракта на одном интервале ti = =--3 дБ-0,055 дБ/м-/, где I - общая длина кабеля типа РК 75-17-31, равная ~110 м (условно принимаем 55 м на каждой станции); Т1= - 3 - 0,055-ПО Ж -9 дБ. 12. По формуле (9.6) рассчитываем ослабление в децибелах прн передаче энергии в свободном пространстве; PonplPnep = Gnep+Gnp + r\ + Wt= 19,5+ 19,5-9-117= -87 дБ, где Wo определяем по (9.4) или номограмме иа рис. 9.1. 13. С учетом (9.10) и (9.121) определяем отношение сигнал/тепловой шум (в децибелах) в верхнем канале ТЧ, которое не будет падать ниже указанной величины более чем в 20% времени летнего месяца; в/Рш.т (2°") = + « пр/Рпер + V (20о/о) = 166 - 87 - 16,5 = 62,5 дБ. Соответственно Ро/Рш.т(20%) = 1,8-10 Рш.т = Ро/1,8-10» = 10»/1,8-10» = 550 пВт. 14. Суммарная мощность шума в верхнем канале ТЧ Рш(20%) =Рш,п + -;.Рш,т(20%) =220-f550 = 770 пВт, что составляет 770 пВт/42 км«18 пВт/км, В нижнем канале Рш(207о) меньше, примерно 8,5 пВт/км, При использовании передатчиков с мощностью 3 Вт по аналогии с зарубежными системами того же назначения .можно считать допустимы.м 0,05 22 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 [54] 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 0.0185 |