Внутрисистемная помеха является сигналом с ЧМ, из внешних помех наиболее часто встречаются ЧМ сигналы и импульсные радиосигналы. Ниже приведена методика расчета шумов прн воздействии этих мешающих сигналов на приемное устройство станции ТРРЛ типа «Сатурн>, использующее оптимальное додетекторное сложение разнесенных сигналов.

Структурная схема взаимодействия сигнала и помехи представлена на рис. 12.10.

Лм -J

Рис. 12.10. Структурная схема взаимодействия сигнала н помехи: Я5.с - передатчик полезного сигнала; Яб.п - передатчик мешающего сигнала; ЛВГ - антенно-волноводный тракт-П.н - приемник; Сл - сумматор системы сложения

Конечной целью расчета является определение условий [таких, как координационные расстояния (Rc и Лпом), частотный разнос (бю), пространственная селекция с помощью диаграмм направленности антенн (углы фс и фпом) и рельефа местности], при которых мощность шумов в каналах ТРРЛ при воздействии мешающих сигналов ие превышает допустимой величины.

Допустимые уровни шумов. В настоящее время отсутствуют рекомендации МККР. регламентирующие допустимые уровни шумов в каналах ТЧ ТРРЛ прн воздействии радиопомех. Однако по аналогии с Рекомендациями Э57-3 и 356-4 МККР, относящимися к РРЛ прямой видимости и спутниковым системам связи, можно принять, что прн воздействии радиопомех среднеминутная псофометрнческая мощность шумов Рш.пом в канале ТЧ в точке нулевого измерительного уровня на ТРРЛ длиной L км может превышать L пВт не более чем 20% времени любого месяца.

Значения шумов отдельных участков линии, превышаемые в 20% времени, суммируются как средине значения. Поэтому на выходе линии, на которой М станций подвержено действию радиопомех, суммарная мощность шума превышаемая в течение 20% времени,

Рш.пом (20о/„) = ?ш.пом; Л / (20%).

1=1 ;=1

Здесь Mi -число радиопомех ка i-u станцни; Pm.noMi.j (20%) - значение средиеминутной мощности шума, превышаемое в 20% времени на »-й станции от /-го источника помехи.

Особенности расчета влияния помех нз систему «Аккорд» изложены в [I3J.

Выбор худшего месяца зависит от сезонного хода множителя ослабления на участках распространения полезного и мешающего радиосигналов. Если источник помехи находится в пределах прямой видимости или в зоне дифракции (на расстоянии меньше 50-70 км в зависимости от рельефа местности), то, поскольку сезонный ход уровня помехи в этом случае незначителен, наихудшими будут зимние месяцы, когда минимальны уровни полезного сигнала. Если радиопомеха возникает из-за тропосферного рассеяния (расстояние - не менее 70 км), то наихудшими могут быть как зимние, так и летине месяцы в зависимости от расстояний, усиления антенн и соответственно амплитуды сезонного хода (см. рнс. 10.10).

Определение мощности шума в канале ТЧ. Зависимость псофометрической мощности шума в канале ТЧ от отношения v мощности помехи Рпом к мощности сигнала Рс на входе ЧД имеет вид * [13]

Р =

V при О < V < 1, V = Рпом/Рс; Ai при V >-1.

Прн воздействии ЧМ помехи с расстройкой Ai, мВт, равны:

i*i=10

0,1 р„ Рк Рдр.е

А =10° Ск+Рср.пом)

д-г jr(Q. бш); ДкРпр.с / Д/к-

в.пом пр.пом

/ Д /нпом f

(12.50)

бш коэффициенты Ai » (12.51) (12.52)

Здесь индексы «с» и «пом» относятся к полезному сигналу и помехе соответственно. Прн действии внутрисистемной помехи обратного направления, когда Fb.uom=F.c=Fb, функция S(Q, 6ш) равна (более общий случай рассмотрен в [16]):

где а= (ill,vf-""- -fД/.,„-10"""»") ;. f,., =«±*.

Йафнкн функции g(a, \р\) приведены на рис. 8.14. и воздействии последовательности прямоуго.тьных радиоимпульсов с длительностью импульса Тя, периодом повторения Гп н мощностью в импульсе на входе ЧД Рпом коэффициенты Ai и Ai, мВт, равны [14]:

i=10 Л,= 10°-"«

0.1 р„ ДкРпри

;2 К

.2 2

шп{Ь, б);

(12.53)

ДкРпр<т

10*"PGi(6, т„в) +

\.2яЛ/к/ \ ЯТнк ) .

(12.54)

Формулы (12.50)-(12.52) справедливы для значений 6ч> и Рои- "Р" которых помеха проходит тракт ВЧ-ПЧ без искажений и подавления полезного сигнала. Расчет Л, в общем случае Д£н в 114]. Для значений Р„(,м. превышающих диапазон линейности ВЧ-ПЧ, Л, н Лг определяются экспериментально.

Графики функций амп(6, б) и Gi{b, ТиРв) приведены на рис. 12.11 н рис. 12.12 для нескольких значений произведении Тя/я н эффективного индекса модуляции полезным сообщениям Мяф.

Среднемннутное значение мощностн щума определяется формулой (12.50) н статистикой флуктуации отнощення помеха/сигнал v:

ш.пои

Ы=Л, (v/v<l)+2f (V>1).

(12.55J

Условное среднее (v/v<l) н вероятность превыщення F{v>l) являются функциями кратности разнесенного приема Km н отнощення vo средних по

быстрым замираниям значений мощностн помехи н компоненты полезного сигнала (vo=Рты/Ра).

Графики вероятности превыщення f (у>1) и отношения ц условного среднего (v/v<l) к безусловному среднему значению, равному

v = 2vo Cm(/Cm -1), (12.56)

представлены на рнс. 12.13 н 12.14 сплощнымн кривыми, когда быстрые флуктуации компонент мещающего н полезного сигналов подчинены закону Рэлея, н пунктирными кривыми для не-замнрающего мещающего сигнала.

Если антенна источника помехи вращается, то при аппроксимации диаграммы направленности этой антенны пом(ф) двумя уровнями, соотвстствую-щими главному н боковым лепесткам,

1 при ! ф I < 0,5 ф;

Fl прн 1ф0,5ф1

(где ф1 -щирина главного лепестка диаграммы направленности в градусах), среднеминутное значение мощности щумов

,(Ф) =

Рис. 12.11. График функций имп*" F,tb-1,26; 3 - №зф=о,24, Ь-1

ш.пом = 0 (о) + 1 - ш.пом (0 fl). (12.57)

Приведенные формулы н графики позволяют определить значение Vo, прн котором Рш.пом равна нормируемому для данного участка значению L=Rc, пВт.

Расчет уровней мешающих сигналов. Для расчета допустимого медианного за месяц значения мощности помехи Рпом.м на входе приемника необходимо определить статистические параметры Vo.

Здесь принято, что уровень поме.хн на выходах обеих антеин (см. рис. 12.10) оди-наков, а составляющие псмехи с расстройками вй)±/!а),;рр, 2..... 5 отфильтровыва-

ются.

55 I

В зоне прямой внднмостн до источника помехи распределенне множителя ослабления V(T) сигнала помехи для значений, превышающих медианное значение Fdom.m, близко к логарифмически-нормальному со стандартным отклонением апом = 3 дБ. На горных трассах Опом, дБ, связана с расстоянием до

Puc. 12.14. Отношение ц условного среднего отношения поме- (Л-1)

ха/сигнал к безусловному; ji = <v/v>l) -

источника помехи i?noM, км, эмпирической зависимостью апом = 0,0022/?»/2пом, а для дифракционной зоны

1 = б(1-1

-0.036 R„

В указанных случаях статистпка Vo в основном определяется замираниями полезного сигнала, которые для зимних месяцев также подчиняются логарифмически-нормальному закону со стандартным отклонением Ос (см. рнс. 10.7). В результате процент времени превышения для vo вычисляется с помощью функции Ф(Х):

r%=100%f (lO lgVo>Vo) =

100о/„

Vo -Vm

(12.58)

Здесь v=101g(PnoM.m/PciM); Рсш - медианное за месяц значение средней мощности одной компоненты полезного сигнала.

В случае, когда поле мешающего сигнала определяется рассеянием радиоволн в тропосфере, необходимо проводить расчет как для зимнего, так и для летнего месяцев. Для зимних месяцев справедлива формула (12.58), в которой значение Опом определяется по графикам на рнс. 10.7. Для летних месяцев распределение замираний помехи в области значений выше медианы отличаются от логарифмически-нормального и зависит от характера подстилающей поверхности (см. рнс. 10.8 н 10.9). В этом случае целесообразно рассматривать отдельно две области распределения AV{T), аппроксимировав каждую нз них логарифмически-нормальным законом распределения с параметрами: AVnoMMi = =0; Опом! прн 7»/о20% н AVnoM.M2#0; Опомг прн Г%<1%, а Ов принять равным 6 дБ. Соответственно значение ДКпом.м=зО должно быть учтено прн определении значения Vm, входящего в (12.58).

Величина Pci.m для зимнего месяца определяется прн расчете энергетических параметров участка ТРРЛ. Для летнего месяца необходимо учесть амплитуду сезонного хода (см. рнс. 10.10). Величина Рпом.м (дБ Вт) определяетсн параметрами участка «источник помехи - станция ТРРЛ» (см. рнс. 12.10);

Расчет мощности шумов при воздействии внешних помех

40ft

Я-.....= Р,

+ 20 1g

пом.м пер.пом

4я/?п

+ »1пом + Опом + пом

(а. 9) + Tlc-f Gc-f f?(a, ф)-f + помм («noM) + AG-f D.

(12.59).

Здесь Рпер.пом - мощность мешающего передатчика (в импульсе), дБВт; Лпом и цс-затухания в передающем фидере помехи н приемном фидере станции ТРРЛ, дБ; Опом и Gc-усиление антенн, дБ; Япом(а, ф) и Яс(а, ф) - значения нормированных диаграмм направленности антенн, соответствующие угловым отклонениям в вертикальной (а) н горизонтальной (ф) плоскостях от направления на станцию ТРРЛ (источник помехи), дБ, X -длина волны; AG - суммарные потерн усиления антенн; ипом.м(Лпом) - медианное значение множителя ослабления сигнала помехи; D - коэффициент поляризационной защиты, дБ.

Коэффициент поляризационной защиты D определяется взаимным расположением антенн, нх диаграммами направленности по кросс-поляризационной, составляющей и поляризационной развязкой в фидерном тракте. Потерн усиления антенн AG в течение времени 7*20% определяются суммарным усилением антенн с учетом нх диаграмм направленности (см. рнс. 10.14).

Пример расчета. Исходные данные:

1. Участок ТРРЛ длиной Лс = 250 км оборудован аппаратурой ТР-120 с антеннами, имеющими площадь раскрыва 20X20 м и усилением в направлении на источник помехи, равным:

Gc-f =с(«. Ф) = 0 дБ; Tic =-1,5 дБ; D=-ЮдБ; АГт = 8;

А /к = 100 кГц; Рср = 10 дБ;

Fh = 60 кГц; fв = 556 кГц; Я, = 0,3 м.

2. Мешающий сигнал является импульсным: Ти=2-10-е с; Тп = 10-з с; Рвер.пом=53 дБВт; G„oM = 30 дБ: ti„o„ = 0 дБ; m.=5°; Яб=-20 дБ;

Требуется определить допустимое расстояние до источника помехи Rnow при условии, что трасса проходит над сушей, Лг пом=.?э пом к расстройка б<о/2я=1 МГц.

Расчет проводим в следующей последовательности:

1. По формулам (12.51) и (12.52) и рнс. 12.11, 12.12 прн f„=fH и /„ = 5, находим значения коэффициентов Ai и для нижнего н верхнего каналов ТЧ: Л1=3,2-10з пВт; Л2=1,4-10« пВт и i = 4,3-10< пВт; 2=2-10= пВт.

2. По формулам (12.55)-(12.57) и рис. 12.13 и 12.14 рассчитываем зависимость Pm.noM=/(vo) н определяем значение \*а, соответствующее равенству Рш.пом =Лс=250 пВт, для каждого канала. Худшим в данном случае является нижний канал ТЧ, для которого v*o=6,4 дБ.

3. Для летних месяцев по графикам иа рис. 10.8 н формуле (12.58) определяем, что значению 7=20% соответствует Vm=v*o -7 ДБ=-0,6 дБ.

4. Из расчета энергетических параметров интервала ТРРЛ по выполнению-норм в худший (знмннй) месяц года (см. § 12.2) получаем, что Pcim = =-100 дБВт. Для летнего месяца по графику на рнс. 10.10 находим Pcim = =-100 дБВт--16 дБ=- 84 дБВт. Допустимый уровень мешающего сигнала равен PnoM.m=PciM-l-VM=-84,6 дБВт.

5. По формуле (12.59) прн Япом(а, ф) = 1, AG=0 (см. рис. 10.14) находим суммарное затухание на участке «источник помехи - станция ТРРЛ»:

20 Ig (А,/4я ;?пом) + VonLVL (пом) = - 84,6 - 30 - 53 -f 1,5 -f 10 = - 156.1 дБ.

С помощью графика на рис. 10.12 прн /о=1000 МГц находим расстояние i?noM = 75 км.

6. Расчет для зимнего месяца приводит к тем же значениям допустимого уровня помехи и расстояния.