Главная Радиорелейная связь



использовать с успехом двойной кольцевой экран с антеннами, имеющими КНД около 35-40 дБ.

Экраны специальной формы могут быть использованы также для эффективного подавления помехи в какой-либо плоскости (рис. 2.67). Уровень боковых лепестков антенны в плоскости установки экрана (пл. ход) со стороны экрана существенно уменьшается (рис. 2.68).

Список литературы

1. Айзенберг Г. 3., Ямпольский В. Г., Терешии О. Н. Антенны УКВ. Ч, I и ч.

2. Н. Sugahara а. о. Horn-refleclor Antenna and Feeder System using 4, 6 and II, M.: Связь, 1977.

7 GHz Band. - Review of the Electrical Communication Labor., 197!, v. i9, № 4, pp. 455-491.

3. Тимофеева A. A. Диапазонный рупорный облучатель с осесимметричной диаграммой направленности. - Радиотехника, 1973, № 9, с. 94-96.

4. Ямпольский В. Г., Петрова В. Г. О направленных свойствах рупорно-пара-болической антенны. - Сб.: Антенны, вып. 17, М.: Связь, 1973, с. 3-14.

5. Ямпольский В. Г., Петрова В. Г. Рупорно-параболическая антенна для радиорелейных линий связи.- Сб.: Антенны, вып. 25. М.: Связь, 1977, с. 19-33.

6. Метрикии А. А. Антенны и волноводы РРЛ. М.: Связь, 1977.

7. Ерухимович Ю. А., Зимин С. И., Метрикии А. А. Двухзеркальная антенна для радиорелейной связи. - Сб.: Антенны, 1970, № 7, с. 3-21.

8. Кузнецов В. Д. Антенная система с отражающим зеркалом. - Радиотехника, 1956, № 3, с. 4-15.

9. Логинов И. В., Ямпольский В. Г. Использование перископических антенн на РРЛ с двухчастотным планом. - Электросвязь, 1974, Jo 4 с. 1-9.

10. Опыт внедрения перископических антенн на магистральных РРЛ/Кузне-цов В. Д., Логинов И. В., Матвеев А. А. и др. - Электросвязь, 1978, № 4, с. 43-50.

11. Борисов Н. И., Фролов О. П. Способ юстировки зеркальных антенн. - Электросвязь, 1976. № 2, с. 49-51.

12. Повышение помехозащищенности антенн тропосферных линий связи./Фро-лов О. П., Борисов Н. Н., Гросс А. А. и др. - Электросвязь, .1977, № 2, с. 58-61.

13. Айзенберг Г. 3., Ямпольский В. Г. Пассивные ретрансляторы для РРЛ. М.: Связь, 1973.

14. Построение коротких ответвлений от магистралей связи/Григорьев В. В., Каменский Н. Н., Кузьмин И. В. и др. - Электросвязь, 1975, № 6 с. 1-7.

15. РРЛ с длинными пролетами/Кузьмин И. В., Локшин В. Л., Шамшин В. А., Ямпольский В. Г. - Электросвязь, 1978, № 8, с. 9-14.

16. Козлов Ю. А. Ретрансляция телевизионных программ в горных условиях Армянской ССР. - Электросвязь, 1971, № И, с. 9-14.

17. Применение на РРЛ зеркальных пассивных ретрансляторов./Кузьмин И. В., Локшин В. Л., Нафиков Ю. И., Ямпольский В. Г. - Электросвязь, 1980, № 2, с. 1-6.

18. Методы увеличения помехозащищенности радиолнний/Локшнн В. Л., Мельников Ю. М., Фролов О. П., Ямпольский В. Г. - Электросвязь, 1975, № 1, с. 6-11.

19. Мельников Ю. М. Экран в виде двойного кольца для защиты антенн от помех. - Радиотехника, 1978, № П, с. 68-72.

ГЛАВА ТРЕТЬЯ

Фидерные тракты РРЛ

3.1. типы ЛИНИЙ ПИТАНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ НА РРЛ

Для передачи электромагнитной энергии от приемопередающего оборудования к антеннам используются коаксиальные и волноводные линии питания. Коаксиальные линии питания применяются для работы с аппаратурой в диапазоне частот 2 ГГц, так как волноводные линии для этого диапазона частот имеют весьма большие размеры, обладают большой массой и стоимостью.

В РРЛ высокочастотных диапазонов 4, 6, 8 и 11 ГГц используются волноводные фидерные линии, выполненные из отрезков круглых и эллиптических волноводов.

Коаксиальная линия

Коаксиальная линия передачи энергии работает на основном типе колебания - волне ТЕМ, KOToparf не имеет критической частоты. Структура поля волны ТЕМ в поперечном сечении приведена на рис. 3.1, где сплошными линиями показаны силовые линии электрического, а пунктирными - магнитного полей.

Для получения малого погонного затухания размеры сечения проводников коаксиала следует выбирать наибольшими. Однако прн этом не следует


Рис. 3.1. Структура электромагнитного поля в коаксиальной линии:

---- силовые линии

магиитиого поля; -•

силовые линии электрического поля

Рис. 3.2. Структура электромагнитного поля в эллиптическое

волноводе:

силовые линии магнитного поля;--силовые

линии электрического поля

использовать коаксиал, размеры которого допускают существование высшего

типа волны Ни, критическая частота которого равна /"кр= -, , .. , где

я (а+Ь)

с=3-10" см/с - скорость света; а, 6 - соответственно радиусы внутреннего и наружного проводников коаксиала.

Условием отсутствия волны типа Нц в коаксиальной линии является А""*рав=2100 МГцР"кр. Кроме того, отношение радиусов внутреннего и наружного проводников для получения волнового сопротивления коаксиала, равного tB=75 Ом, должно быть 6/а = 3,5.

Учитывая условия отсутствия высших типов волн и получения необходимого волнового сопротивления, получаем, что радиус наружного проводника коаксиала для работы в диапазоне 2 ГГц не должен превышать ЬЗЪ мм.



Фидерные тракты РРЛ

Указанным условиям удовлетворяет кабель марки РК-75-44-51, имеющий радиус наружного проводника Ь=22 мм.

Конструктивно центральный проводник коаксиала выполняетси в виде медной трубки диаметром 12,8 мм. Наружный проводник изготовлен методом формирования и сварки из медной ленты. Для повышения гибкости кабеля на наружный проводник нанесен спиральный гофр. Фиксация внутреннего проводника производится с помощью полиэтиленового спирального корделя. Дополнительную механическую защиту кабеля осуществляет наружная оболочка из светостойкого полиэтилена.

Основные конструктивные данные этого кабеля Внутренний проводник: медная трубка, номинальный наружный диаметр 12,8 мм, толщина стенки 2 мм. Изоляция: воздушная и кордель из полиэтилена высокой плотности толщиной 2 м с шагом 46±1 мм. Диаметр по изоляции 44 мм. Внешний проводник: гофрированная по спирали, сварная медная трубка, толщина стенки 0,6 мм, глубина гофры 3±0,1 мм. Наружный диаметр 51,2 мм. Оболочка: светостабилизированный полиэтилен, толщина оболочки 2 мм. Наружный диаметр 55,2 мм.

Прн нспытанни образцов кабеля РК-75-44-51 электрические параметры ока-

залнсь равными: погонное затухание не более 3,5 , согласование (КСВН)

не более 1,12 в рабочем диапазоне частот, согласование концевого разъема (КСВН) не более 1,05.

Эллиптические гофрированные волноводы

Волной основного типа в эллиптическом волноводе является волна типа сЯц, структура поля которой показана на рис. 3.2. Волнами более высокого типа являются волны типов sHu, сИoi и др.

В табл. 3.1 приведены основные геометрические размеры поперечных сечений эллиптических волноводов, предназначенных для работы в диапазонах 4, 6, 8 и И ГГц, которые обеспечивают существование в волноводах только электромагнитной волны основного типа.

Для включения эллиптического волновода в тракт передачи сигналов связи от антенных устройств к высокочастотной аппаратуре на концах волновода устанавливаются заделкн, жестко соединенные с волноводом и являющиеся переходными устройствами от волновода с эллиптическим сечением к стандартному прямоугольному волноводу. Для согласования переходов предусмотрены настроечные винты. Устройство концевых заделок показано на рис. 3.3.

Рис. 3.3. Устройство концевых заде.ток: / - пере.ход; 2 - винты настройки; J -паста уплотнительная; 4 - кожух; 5 - волновод; 6 - прокладка резиновая; 7 - втулка резиновая


3,2, ЭЛЛИПТИЧЕСКИЕ ГОФРИРОВАННЫЕ ВОЛНОВОДЫ

Эллиптические волноводы выпускаются в виде отрезков длиной 100 м и более намотанными на кабельные барабаны с диаметром шеек 1,5-2 м.

Эллиптический волновод, как и другие типы фидеров, работающих в диапазоне сантиметровых волн, является мяоговолновой системой, допускающей передачу электромагнитной энергии с помощью различных типов волн. На неоднородных изогнутых участках фидерной линии происходит преобразование типов волн и образование попутных потоков, ухудшающих качественные показатели каналов связи, поэтому геометрические размеры поперечного сечения эллиптических волноводов должны быть выбраны таким образом, чтобы обеспечить существование в волноводе только электромагнитной волны основного типа.

ТАБЛИЦА 3.1

Геометрические размеры эллиптических волноводов для РРЛ

Тип волновода

ЭВГ-2 (4 ГГц)

ЭВГ-4 (6 ГГц)

Большая ось эллипса поперечного сечения по выступам гофра, мм

Малвя ось эллипса поперечного сечевия по выступам гофра, мм

Большая ось эллипса по наружной оболочке, мм Шаг гофра, мм Глубина гофра, мм Масса I м волновода, кг

ЭВГ-6 (8 ГГц)

ЭВГ (U ГГц)

71 .4 + 0.6

42.3±0,3

76.7±1 .5 10.5 + 0,3 3,4 + 0.3 1,5

50,3 + 0,5

30,6±0.3

55,4 ±1 ,5 7.6±0.3 2,4±0,3 1,2

35,7 + 0.4

21 .9±0 ,3

40.8±1 ,5 5,3±0,3 1 ,7±0.3 0.7

24,3±0.3

16.3±0,3

27 5 1

,5±2.0 .3±0.3 .2±0,3 0,5

Жесткость конструкции соединения перехода от эллиптического к прямоугольному волноводу обеспечивается металлическим кожухом, надеваемым на концевой участок эллиптического волновода. Внутренний промежуток между кожухом н волноводом заполняется твердеющей пастой, что обеспечивает необходимое жесткое соединение. Герметичность концевой заделки обеспечивается резиновыми прокладками и резиновой втулкой, стягиваемой хомутами на волноводе н на кожухе перехода.

Согласование эллиптического волновода с установленными на нем концевыми заделками должно быть таким, чтобы коэффициент стоячей волны КСВН в рабочем диапазоне частот волновода был не более 1,1 (допускается не более четырех узкополосных выбросов величиной не более 1,16).

Погонное ослабление электромагнитной энергии в рабочем дт<зпазоне частот волновода не должно превышать величин, приведенных в табл. 3.2.

ТАБЛИЦА 3.2

Затухание электромагнитной энергии в эллиптическит волноводах для РРЛ

ЭВГ-2

ЭВГ-2

ЭВГ-6

ЭВГ-8

Тип волновода

о а SS

Ослабление электромагинтиой энергии дБ/100 и

16.0

При монтаже эллиптических волноводов на радиорелейных станциях допускается их криволинейная трассировка. Радиус изгиба волновода ие , должен быть меньше десятикратного размера той оси эллипса поперечного сечения волновода, в плоскости которой осуществляется изгиб.



Фидерные тракты РРЛ

Круглый волновод

5.3. КРУГЛЫЙ ВОЛНОВОД

Фидерный тракт РРЛ, работающих в диапазонах частот 4, 6 и 8 ГГц, содержит участки круглых и эллиптических волноводов. При этом круглые волноводы имеют больщую длину, вследствие чего существенное зиаченне имеет уменьщение погонного ослабления электромагнитной энергии, оно не должно превышать величину 2 дБ/100 м в диапазонах 4, 6 и 8 ГГц, для чего диаметр поперечного сечения волновода не должен быть меньше 70 мм.

Такой подход к вопросу выбора размеров поперечного сечения волновода «е является традиционным, так как обычно размеры поперечного сечения определяются из условий отсутствия в волноводе высших типов волн.

Расчеты показывают, что для существования в круглом волноводе только одного основного типа колебания диаметр волновода не должен превышать 58 мм для диапазона 4 ГГц, 35 мм для диапазона 6 ГГц и 25 мм для диапазона 8 ГГц. При этом, однако, расчетное значение погонного ослабления энергии в волноводе составляет 4 дБ/100 м (4 ГГц); 7 дБ/100 м (6 ГГц) и 12 дБ/100 м (8 ГГ), что существенно превышает допустимую величину 2 дБ/100 м, и поэтому такие волноводы не могут иметь широкого практического применения.

Применение «многоволновых» круглых волноводов решает задачу снижения погонного ослабления энергии, но увеличивает требования к однородности волноводов, так как в местах нарушения однородности происходит преобразование электромагнитной энергии основного типа волны в волны высших типов и обратное преобразование волн высших типов в основной тип волны, что приводит к образованию попутных потоков в волноводе н ухудшению качественных показателей каналов связи.

Необходимая большая однородность круглых волноводов обеспечивается иа практике применением высокоточных биметаллических труб с малым допуском на диаметр внутреннего сечения, высокой точностью стыковки отдельных секций, прямолинейной трассировкой круглого волновода, конструктивным выполнением герметизирующей секции, волноводных переходов и других мио-говолновых элементов волноводного тракта, обеспечивающих ннзкнй уровень преобразования электромагнитной энергии волны основного типа в высшие типы волн.

Таблица 3.3 показывает порядок возникновения высших типов волн в волноводе, а также диапазоны частот РРЛ, для которых выполняются условия существования высших типов волн.

ТАБЛИЦА 3.3

Порядок возникновения паразитных высших типов волн в круглом волноводе

№ п/п

4 1 5

Тип волны

fill.

ftl. 11. 01. Hit

£3400-3900

Двапазон

застот, МГц

5670-6170 1

7900-8400

Структура электромагнитного поля волны основного типа и некоторых высших типов воли в круглом волноводе показана на рис. 3.4.


Рис. 3.4. Структура электромагнитного поля в круглом волио-

силовые линии магиитиого поля; - силовые ли-

НИИ электрического поля

Важной особенностью круглого волновода является возможность его не--пользования для одновременной передачи волн двух взаимно ортогональных поляризаций, благодаря чему круглый волновод заменяет ,собой два однополя-рнзационных волновода. Это свойство практически используется при создании систем высокочастотного уплотнения АВТ (см. гл. 4).

Конструктивное выполнение

Конструктивно круглый волновод собирается из прямолинейных отрезков медных или биметаллических волноводных секций сечением 70 мм, длиной 4500-5000 мм. Общая длина волновода в зависимости от высоты расположения антенн на радиорелейной станция может быть различной. Максимальная j-HHa круглого волновода может быть 120 м.

Секция медного круглого волновода изготавливается из отрезка трубы с толщиной стенки 4 мм путем припайки стопорных колец и обработки торцов. Эллиптичность поперечного сечення медного волновода составляет 0,15 мм. Отмечается ухудшение эллиптичности в отдельных секциях до 0,3-0,35 мм. Биметаллическая волноводнан секция представляет собой стальную трубу с толщиной стенки 3,5 мм с нанесением на внутреннюю поверхность медного токонесущего слоя толщиной 0,3 мм. Эллиптичность поперечного сечения не



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


0.019