План распределения частот

3. План распределения частот

Приём и передача СВЧ сигналов на РРС производится на различных частотах во избежание возникновения паразитных связей между входом приёмника и выходом передатчика и между приёмными и передающими антеннами. Следовательно, для передачи сигналов по одному радиостволу в одном направлении связи необходимо использовать две частоты. Для передачи сигналов в обратном направлении могут быть использованы либо те же две частоты (двухчастотная система), либо две другие частоты (четырёхчастотная система). Применяются планы радиочастот, в которых частоты приёма размещаются в одной половине отведённой полосы частот, а частоты передачи – в другой половине.

Номинальные значения частот стволов в МГц определяется по формулам

(5)

n	1	3	5	7	9	11	13	15	17
	14434	14462	14490	14518	14546	14574	14602	14630	14658

(6)

n	1	3	5	7	9	11	13	15	17
	14896	14924	14952	14980	15008	15036	15064	15092	15120

Частотный план представлен на рисунке 2.

Рис.2. Частотный план

4. Построение профиля пролёта

Для построения профиля пролета рассчитаем линию условного нулевого уровня. Высоту текущей точки линии условного нулевого уровня находим по формуле:

где км - длина пролета;

км – геометрический радиус Земли;

- относительная координата текущей точки на оси пролета;

- расстояние до текущей точки.

 (7)

От найденной линии нулевого уровня откладываем вертикально вверх высотные отметки профиля h_i в точках К_i.

Результаты расчёта и высотные отметки профиля сведем в таблицу 2. Полученные точки высот профиля, соединяем ломаной линией. Далее изображаем лес протяженностью не более . Профиль представлен на рисунке 3.

Таблица 2. Данные для построения профиля пролета

№ варианта	Высотные отметки профиля (в м) hi при значениях относительного коэффициента Ki=0…1
17	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
	63	46	59	63	52	45	34	23	25	38	57
нулевой уровень,м	0	13,7	24,3	31,9	36,5	38	36,5	31,9	24,3	13,7	0

  5. Выбор высот подвеса антенн

Выбор высот подвеса антенн (h) определяется высотой просвета при нулевой рефракции Н(0), которая откладывается вертикально вверх от самой высокой точки профиля (вершины препятствия) и зависит от радиуса минимальной зоны Френеля H₀. Через эту точку проводят линию, соединяющую центры антенн на станциях, ограничивающих пролёт. Желательно, чтобы высоты подвеса антенн удовлетворяли условию

В проекте предусмотрен расчёт пролётов первого типа. На пролётах первого типа - местность пересеченная (нет зеркального отражения от земли). Тогда радиус минимальной зоны Френеля найдем по формуле

(8)

где  - длина пролета;

 - рабочая длина волны;

 - для наивысшей точки пролёта.

Соответственно, величину Н(0) определим согласно формуле

 (9)

где  - изменение просвета на пролёте за счёт атмосферной рефракции;

 - для наивысшей точки пролёта;

 - вертикальный градиент диэлектрической проницаемости воздуха;

 - стандартное отклонение;

d=9м - средняя ошибка топографической карты. Для равнинно-холмистой местности и масштаба карты 1:10⁵ значение средней ошибки d=9 м./4,c.11/;

На рисунке 3 откладываем от вершины препятствия (с учетом леса) вверх значение H(0) и проводим прямую линию, которая пересечет вертикальные линии на концах пролета. В точках пересечения будут находиться центры антенн, расположенных на станциях, ограничивающих пролет. Высоты подвеса антенн определяем графически.

Все необходимые построения выполнены на рисунке 3. После проведённых построений, получаем высоты подвеса антенн:

После определения высот подвеса антенн вычисляем реальный относительный просвет:

(10)

6. Расчёт потерь, вносимых волноводным трактом(ВТ)

Суммарные потери в одном ВТ, когда АНР размещается у антенны определяются формулой

 - при конфигурации (1+1),

- при конфигурации (1+0)

где b_y - потери в сосредоточенных устройствах тракта (b_y =2..3 дБ). Далее в расчетах примем b_y=2,5.

  7. Расчёт минимально допустимого множителя ослабления

Минимально допустимым множителем ослабления называется отношение напряжённости в точке приёма к напряжённости в этой же точке в условиях открытого пространства.

Для ЦРРЛ значение  определяется по следующей формуле:

 

(11)

где = -123 дБВт - пороговый уровень сигнала на входе приемника, при котором обеспечивается Р_ош=10^-3;

= -7 дБВт – уровень мощности передатчика;

=2×G, дБ – суммарный коэффициент усиления антенн, используемых на пролете;

= 5 дБ – суммарные потери в двух волноводных трактах на пролете;

L₀ – потери в открытом пространстве, определяемые формулой

(12)

где R₀=44000 м – длина пролета;

l=0,02 м – рабочая длина волны.

В «разах» значение минимально допустимого множителя ослабления определяется по формуле:

(13)

  8. Проверочный расчёт устойчивости связи на ЦРРЛ

Составляющая неустойчивости (SESR) на i-ом пролете ЦРРЛ за наихудший месяц в состоянии готовности ЦРРЛ рассчитывается

 , % (14)

Коэффициент неготовности в условиях замираний на i-ом пролете ЦРРЛ за наихудший месяц определяется:

, % (15)

Так как на территории РФ явление субрефракции бывает только в летние месяцы (в степных районах), то часто можно считать, что =0 , =1 , =0 и расчет упрощается

, % (14)

 , % (15)

где  – процент времени, в течении которого величина коэффициента ошибок на выходе ЦРРЛ больше допустимой величины из-за интерференционных замираний на пролете;

 – коэффициент готовности в условиях интерференционных замираний;

 – коэффициент неготовности в условиях интерференционных замираний;

 – процент времени, в течение которого величина коэффициента ошибок на выходе ЦРРЛ больше допустимой величины из-за гидрометеоров.

Для определения общей неустойчивости из-за интерференционных замираний необходимо рассчитать неустойчивость из-за «плоских» () и селективных () замираний. Соответственно:

(16)

(17)

Эффективное минимальное допустимое значение множителя ослабления  рассчитываем по формуле:

(18)

где  - запас на «селективные замирания

– пропускная способность ЦРРЛ, Мбит/с (см таблица 1);

– рабочая частота;

=3,2 – функция, зависящая от длины пролета и рабочей частоты /4,стр. 39, рис.4/;

 - функция, зависящая от числа уровней и вида модуляции СВЧ сигнала. Согласно Таблице 1 имеем:

(19)

Согласно вышеизложенным расчетам, общая неустойчивость из-за интерференционных замираний равна сумме:

% (20)

Интенсивность дождя

)

Тогда составляющая неустойчивости

Определение коэффициента неготовности в условиях интерференционных замираний  на пролетах ЦРРЛ за наихудший месяц осуществляют по зависимости от медианного значения длительности замираний и от стандартного отклонения распределения длительности замираний

Усредненное значение величины =4,855 дБ определяем согласно

().

(21)

где R₀=44 км – длина пролета;

 - реальный относительный просвет, рассчитанный при выборе высот подвеса антенн.

С учетом , =78 /4,стр. 40, рис. 5/. Тогда значение величины длительности замираний найдем по формуле:

(22)

С учетом найденных величин и  находим значение коэффициента неготовности в «разах»:

= 0,08

Отсюда, коэффициент готовности

Используя все вышеизложенные рассчитанные величины, определим и  для каждого пролета

(23)

(24)

Сравнивая полученные результаты с нормами, рассчитанными для длины пролета R₀=44 км (стр. 6) видно, что  удовлетворяет нормам, а  - нет. Найдем суммарный процент неустойчивости связи на секции с учетом резервного ствола

(25)

9. Расчёт уровней сигнала на пролётах

Для пролёта предельной длины  заданной аппаратуры ЦРРЛ строим диаграмму уровней. Расчёт уровней сигналов (в дБ) ведётся для точек тракта, указанных на рисунке 4. Считаем, что на линии используются одинаковые передатчики (Пд) и приёмники (Пм). Уровни сигналов в точках 4, 5, 6 схемы подсчитываем и отмечаем на диаграмме для значения множителя ослабления V=V_min для открытых пролётов.

- множитель ослабления для случая, когда линия прямой видимости касается препятствия, дБ

;

Ниже приведены формулы и расчёт уровней сигналов в точках тракта.

Рис.4 Диаграмма уровней

Заключение

В результате выполнения курсовой работы была спроектирована цифровая радиорелейная линия связи, отвечающая заданным требованиям надёжности.

Была приведена краткая характеристика аппаратуры Радиус-15М, с планом распределения частот.

Для заданной длины РРЛ представлены структурные схемы оконечной станции и РРЛ в целом, определено число секций и число пролётов в секции, рассчитан и представлен профиль пролёта. Для представленного профиля определены высоты подвеса антенн и рассчитана устойчивость связи проектируемой РРЛ.

Рассчитана и представлена диаграмма уровней сигнала на пролёте.

Список литературы

1.  Справочник по радиорелейной связи. Под ред. С.В. Бородича. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1981.-416с., ил.

2.  Мордухович Л.Г. Радиорелейные линии связи. Курсовое и дипломное проектирование: Учеб. пособие для техникумов. –М.: Радио и связь,1989. 160с.: ил.

3.  Радиорелейные и спутниковые системы передачи: Учебник для вузов. Под ред. А.С. Немировского. - М.: Радио и связь, 1986.-392с.: ил.

4.  Методическая разработка к курсовому проектированию Цифровые радиорелейные линии. Самара 2008.-42с.