ДБ)

5 дБ).

Концевое затухание учитывается только при возбуждении волноводного провода и проводов воздушной линии связи, так как при этом только часть мощности передатчика радиостанции передается межпроводной волной, распространяющейся с малым затухание и обеспечивающей радиосвязь на больших расстояниях.

Таблица 1.4

Переходное и километрическое затухания Таблица 1.4 . Переходное затухание и километрическое затухание
Характеристики тракта	Апер, дБ	αнп, дБ/км
Противофазное возбуждение проводов ДПР, подвешенных с одной стороны пути Волноводный провод на участке с электрической тягой постоянного тока Синфазное возбуждение проводов ДПР, подвешенных с разных сторон пути Синфазное возбуждение проводов цветной цепи линии связи. Линия связи удалена от оси пути на 15 м	38 32 32 45	1 -1,2 2-2,5 4,5 - 6 1,8-2,4

Суммарное затухание линии зависит от типа и количества линейных устройств на участке длиной l_ур:

, (1.7)

где затухания, вносимые соответственно схемами высокочастотного обхода тяговой подстанции и нормально разомкнутого разъединителя, дБ (равны по 1 дБ, учитываются только для тех перегонов, на которых расположены подстанции и разъединители);

a_н - затухание, вызываемое нарушением однородности длины направляющих проводов, дБ; учитывается только при использовании линии ДПР, когда один из них переходит на противоположную сторону пути (a_н = 2,6 дБ);

a_п - затухание, вносимое изменением сторонности подвески направляющих проводов, дБ; при воздушном переходе провод a_п = 0,5 - 0,8 дБ, а при кабельном переходе с использованием согласующих контуров a_п = 2,2 дБ;

п - количество переходов направляющих проводов в пределах длины линии;

a_тр - затухание, вносимое силовым трансформатором в тракт передачи, дБ (при использование высокочастотных заградителей в месте отпая не должно превышать 0,1 дБ; при включении у силового трансформатора величина затухания изменяется от 0,2 дБ при удалении на 5 м до 0,9 дБ при15 м, автотрансформаторные пункты, установленные на линии 2х25 кВ вносят затухание 4 дБ);

т - число трансформаторов в пределах l_ур.

Так как зависит от l_ур, то сначала определяют  для тех устройств, которые не зависят от l_ур, и по формуле (5) находим предварительное значение l_ур. Затем, определив п и m на длине l_ур, уточняют значение  и длину l_ур.

II. Расчет дальности ПРС в радиосетях диапазона метровых волн (160 МГц) 2.1 Базовые кривые распространения радиоволн

Расчет дальности поездной радиосвязи, работающей в диапазоне метровых волн, усложняется тем, что приходится учитывать рельеф местности, влияющий на условия распространения радиоволн. Расчет выполняется по базовым кривым распространения (рис.2.1), представляющим собой зависимости медианного значения напряженности поля Е^¢₂ от расстояния r между точкой приема и источником излучения по прямой линии.

Кривые приведены для следующих условий: h₁h₂=100м²-произведение высот установки стационарной и локомотивной антенн над поверхностью земли для кривых 1,2; для кривой 3 произведение высот для возимых антенн h₁h₂=25 м²; Р₁=1Вт-мощность излучателя; G= 0 дБ - коэффициент усиления антенны излучателя по отношению к полуволновому вибратору; a₁l₁=0дБ - затухание в фидере, соединяющем излучатель с антенной; индекс преломления воздуха соответствует стандартной атмосфере (DN=-40); К_кс=0 дБ коэффициент ослабления напряженности поля контактной сетью. Расстояние r отсчитывается по прямой линии.

Рис.2.1 Базовые кривые распространения

Кривая 1 соответствует случаю, когда направление распространения радиоволн совпадает с направлением трассы железной дороги, а кривая 2 - когда не совпадает, кривая 3 используется для расчета связи с локомотивами.

Под высотой установки стационарной антенны h₁ понимается так называемая эффективная высота, которая представляет собой возвышение антенны над средним уровнем окружающей местности на расстоянии 0,5 км в направлении связи. Если антенна заслонена в направлении связи промышленными зданиями, жилой застройкой, находящимися на расстоянии 10 - 40 м от антенны, то эффективную высоту следует отсчитывать от верхнего уровня препятствия.

2.2 Типы трасс радиосвязи

Влияние рельефа местности учитывается типом трасс радиосвязи. Трассы поездной радиосвязи по характеру рельефа местности, по которой они проходят, подразделяются на пять типов. Каждому типу соответствует определенное значение коэффициента сложности трассы К_ст, которое может колебаться в пределах от 1 до 5. Для более точного определения типа трассы по ее характеристикам введены (условно) понятия нулевого (К_ст=0) и шестого (К_ст=6) типа трассы.

Трасса типа 1 (равнинная, К_ст=1) характеризуется невысокими холмами с глубиной закрытия трассы до 10 м и колебаниями уровня земной DJ поверхности не более 15 м. Трасса типа 2- (среднепересеченная, К_ст=2) с колебаниями уровня не более 50 м. Она встречается в европейской части России, Сибири и в Казахстане.

Трасса типа 3 (легкая горная, К_ст=3) промежуточная между холмистой и сложной горной.

Трасса типа 4 (сложная горная, К_ст=4) является типичной для горной местности. Ее профиль характеризуется резкими колебаниями. Глубина закрытия трассы может достигать 60 м. Самая сложная трасса (тип 5, К_ст=5) проходит в горной местности, где глубина закрытия трассы превышает 100 м.

Трассы, занимающие промежуточное положение между приведенными выше типами, характеризуются коэффициентами К_ст, равными: 1,5; 2,5; 3,5; 4,5.

Тип трассы определяется по ее профилю, который строится на основании данных топографических карт. Для построения профилей трасс радиосвязи типов 1-3 используются карты с масштабом 1: 100000, а для трасс типов 4 и 5-1: 25000 или 1: 50000.

Каждый тип трассы при расчетах характеризуется коэффициентом а_m, который учитывает отличие условий распространения радиоволн на конкретной трассе радиосвязи от условий, при которых снимались базовые кривые. Значения а_Т для каждого типа трасс приведены ниже в табл.2.1

Таблица 2.1

КСТ	1	1,5	2	2,5	3	3,5	4	4,5	5
аТ, дБ	3,4	3,7	0	-1,7	-3,4	-5,1	-6,8	-8,5	-10,2

Уровень сигнала, дБ, на входе приемника подвижного объекта

U₂ = Е^¢₂ +а_Т +B_м +G₁ +G₂ +M - a _ф1l₁ - a_ф2l₂ - К_э - К_кc-g₂ - К_и - К_в - К_м, (2.1)

где

Е^¢₂ - уровень напряженности поля, отсчитываемый по соответствующей

базовой кривой для заданного расстояния (рис.2.1);

а_Т -коэффициент, учитывающий условия распространения для конкретного типа трассы (см. табл.2.1);

В_м - коэффициент, учитывающий отличие мощности передатчика от мощности 1 Вт; В_м = l0lgP₁;

G₁ и G₂ - коэффициенты усиления передающей и приемной антенн;

М - высотный коэффициент, который учитывает отличие произведения высот установки антенн от 100 м²; М =201g (h₁h₂/100) дБ;

a _ф1l₁ и a_ф2l₂ - погонные затухания и длины антенных фидеров соответственно передатчика и приемника, дБ; a _ф1 и a_ф2 -0,08-0,23 дБ\м в зависимости от типа коаксиального кабеля.

К_э-коэффициент экранирования, учитывает ослабление напряженности поля крышевым оборудованием подвижного объекта; К_э. зависит от типа локомотива и места установки антенны на крыше; для тепловозов К_э = 2 дБ, а для электроподвижного состава К_э = 2,0 - 5,0 дБ;

К_кс - коэффициент ослабления напряженности поля контактной сетью, для однопутного участка К_кс = I дБ, для двухпутного К_кс = 2 дБ;

g₂ - коэффициент, учитывающий трансформацию напряженности поля в пространстве к напряжению на разъеме приемной антенны, g₂ = 10 дБ для антенно-фидерных систем с волновым сопротивлением 75 Ом и 12 дБ с волновым сопротивлением 50 Ом;

К_и, К_м и К_в - вероятностные коэффициенты, которые учитывают флюктуации полезного сигнала вследствие явлений интерференции (K_и), изменения рельефа местности (К_м) и изменения рефракции в тропосфере (К_в). В расчетах значения этих коэффициентов берутся при вероятности 0,9 с тем, чтобы обеспечить качество связи не ниже удовлетворительного. При этом К_В = 1,8 дБ; К_и = 5,0 дБ для электрифицированных и К_и = 1,5 дБ для неэлектрифицированных участков.

Коэффициент К_м зависит от типа трассы, и его значения приведены ниже.

Тип трассы радиосвязи	1	2	3	4	5
Км, дБ	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0

Дальность связи рассчитывается, исходя из условия U₂³U_{2min (}где U_2min-минимально допустимый уровень полезного сигнала, который необходимо обеспечить на входе приемника радиостанции в конкретных условиях эксплуатации радиосредств, чтобы получить требуемое качество связи). Значения U_2min приведены в табл.2.2 Расчет ведется в такой последовательности: задается минимально допустимый уровень полезного сигнала U_2min (см. табл.2.2); из формулы (2.1) определяется уровень напряженности поля Е^¢₂, считая U₂ =U_2min, по базовой кривой (см. рис.2.1) определяется дальность связи r. Для пересчета r к расстоянию вдоль железнодорожного пути следует использовать топографическую карту.

Для трасс радиосвязи типов 4 и 5 результаты расчетов являются ориентировочными. Поэтому они должны уточняться натурными измерениями.

Таблица 2.2. Минимально допустимый уровень полезного сигнала

Условия эксплуатации радиосредств	U2min, дБ
	66РТМ-А2-ЧМ	УПП2
Участок с тепловозной тягой	4	2
Участок, электрифицированный на постоянном токе при скорости движения, км/ч:
до 120	10	8
более 120	14	12
Участок, электрифицированный на переменном токе:
Европейская часть РФ (это же значение напряженности поля для Сибири при тепловозной тяге)	18	14
Казахстан, Сибирь	15	12

2.3 Поправочные коэффициенты

Поправочные коэффициенты учитывают отличие параметров антенно-фидерных трактов, мощности передатчика и рельефа местности от условий, для которых приведены зависимости на рис.2.1

Коэффициент мощности, Дб

В_M=10lg (P/P₁), (2.2)

учитывается отличие мощности передатчика P от мощности P₁=1 Вт, (рис.2.2). Высотный коэффициент М, дБ

M=20lg (h₁h₂/100), (2.3)

учитывает отличие произведения высот установки антенн от 100 м² (рис.2.3) и используется при расчетах по кривым 1 и 2 (см. рис.2.1).

Затухание, вносимое фидером стационарной радиостанции: a₁l_1, дБ, где a₁ -постоянная затухания фидера дБ/м; l₁ - длина фидера, м; выбирается из табл.1.2, исходя из мест установки антенны и радиостанции.

Затухание, вносимое фидером приемного устройства - a₂l₂, дБ, где a₂ - постоянная затухания фидера приемного устройства, дБ/м; l₂ - длина фидера приемного устройства, м (табл.1.2).

Преобразование напряженности поля ВЧ сигнала в напряжение в точке соединения приемной антенны с фидером учитывается коэффициентом g₂, который равен 0,1 дБ для фидера с волновым сопротивлением 75 Ом и 0,12 дБ -для фидера волновым сопротивлением 50 Ом.

Направленные свойства передающей и приемной антенн учитываются при расчете коэффициентами усиления соответственно G₁ иG₂ (по отношению к полуволновому вибратору). Значения коэффициентов усиления стационарных антенн приведены в приложении 2, коэффициент усиления возимых антенн равен нулю.

Коэффициент экранирования К_э учитывает ослабление напряженности поля, вызванное влиянием металлической крыши и наличием в месте расположения возимой антенны различного оборудования. Значения К_э для антенн радиостанций ЖРУ и "Транспорт" приведены в таблице 2.3

2.4 Вероятностные коэффициенты, учитывающие флуктуации сигнала

При расчетах высокочастотного тракта канала используются поправочные коэффициенты, которые учитывают пространственные и временные флуктуации напряженности поля, вызванные интерференцией падающих и отраженных волн, волнистостью земной поверхности и изменениями состояния атмосферы. Коэффициенты К_И учитывают наличие интерференционных волн в пространстве.

Коэффициенты К_М учитывают медленные колебания напряженности поля вследствие изменения рельефа местности. Коэффициенты К_В учитывают колебания напряженности поля (суточные и сезонные) из-за изменения рефракции в тропосфере. В расчетах значения этих коэффициентов берутся на вероятностном уровне 90% с тем, чтобы обеспечить качество связи не хуже удовлетворительного.

Таблица 2.3

Значения коэффициента экранирования Кэ возимой антенны
Подвижный объект	Место расположения антенны на крыше объекта	Кэ, дБ, антенн
		l/4- петлевого вибратора	Низко распло-женной АЛ/2	Диско-конусн. АЛ/2,3 (ШИ2.091. 302)	Штыревой АМ/2
Электровозы:
А) переменного тока	Над прожектором	4	8	3	-
	В середине секции	5	8	3	-
Б) постоянного тока	Над прожектором	3	6	2	-
	В середине секции
Тепловозы		2	2,5	0	-
Электро- и дизель поезда	На крыше головного вагона	2	2.5	0	-
Дрезины и авто-мотрисы	В свободной части металлической крыши	2	2	0	2
	Вблизи экранирующих предметов	8	8	8	8
Вагоны		0	2	0	2

Рис. 2.2 График для определения поправочного коэффициента В_м

Рис.2.3 График для определения поправочного коэффициента М

 

При этом К_В= 1,8 дБ; К_И = 5 дБ для электрифицированных - и К_И = 1,5 дБ для не электрифицированных участков. Значения К_М приведены ниже.

Тип трассы	1	1,5	2	2,5	3	3,5	4	4.5	5
КМ, Дб	2	2.5	3	3,5	4	4,5	5	5,5	6

Значения К_И, К_В и К_М для других вероятностных уровней представлены в виде кривых на рис.2.4 и 2.5 соответственно (на рис.2.4 кривая 1, для электрифицированных, 2 - для не электрифицированных участков; на рис.2.5 номера кривых соответствуют типу трассы).

Рис. 2.4 Зависимости коэффициентов К_И и К_В от вероятностных уровней

2.5 Минимально допустимый уровень полезного сигнала (U_{2 мин}) на входе приемника возимой радиостанции

Значения u