- •Курсовой проект
- •1. Содержание
- •8.1. Учет атмосферных потерь;
- •8.2. Влияние гидрометеоров.
- •2. Введение
- •3. Общие принципы построения цррл и особенности современной апппаратуры
- •4. Заданные и исходные параметры на проектирование цррл. Исходные данные:
- •Высотные отметки профилей для относительных координат к :
- •Параметры местных предметов,распологающихся на профилях
- •Нормы на качественные показатели
- •Показатели неготовности (пнг)
- •Показатели качества по ошибкам (пко)
- •Средние значения и стандартные отклонения эффективного вертикального градиента диэлектрической проницаемости нижнего слоя тропосферы для различных климатических районов России.
- •Выбор всех возможных диапазонов частот, типов аппаратуры и параметров антеннофидерного тракта(афт). Диапазоны 15 и 18 гГц (14.5 - 15.35, 17.7 – 19.7 гГц)
- •Диапазон 23 гГц(21.2 – 23.6 гГц)
- •Диапазон 27 гГц (25.25 – 27.5 гГц)
- •Аппаратура зоновой ррл
- •5. Расчет и построение профилей пролета.
- •Расчет нулевого уровня при субрефракции.
- •Расчёт высот антенн.
- •6. Расчет уровней сигналов на интервале ррл
- •7. Расчет запаса на гладкие замирания
- •8. Расчет влияния атмосферы и гидрометеоров на работу цррл
- •8.1. Учет атмосферных потерь
- •8.2. Влияние гидрометеоров
- •9. Расчет вероятности появления интерференционных замираний
- •10. Расчет множителя ослабления на интервале ррл
- •Заключение.
- •Приложение.
- •Список литературы.
8.1. Учет атмосферных потерь
Атмосферные потери, в основном, складываются из потерь в атомах кислорода и в молекулах воды. Практически полная непрозрачность атмосферы для радиоволн наблюдается на частоте 118,74 ГГц (резонансное поглощение в атомах кислорода), а на частотах больше 60 ГГц погонное затухание превышает 15 дБ/км. Ослабление в водяных парах атмосферы зависит от их концентрации и весьма велико во влажном теплом климате и доминирует на частотах ниже 45 ГГц. Погонные потери (дБ/км) в атомах кислорода:
где - рабочая частота, ГГц.
Формула справедлива для рабочих частот ниже 57 ГГц, при нормальном атмосферном давлении и при температуре воздуха +15 град. С.
Погонные потери в водяных парах (дБ/км)
где - концентрация водяных паров в атмосфере, г/м (обычно ).
Суммарные погонные потери (дБ/км) при температуре, отличной от 15 град. С:
,
где - температура воздуха зимой.
Температура выбрана –35(минимальная), так как для степной полосы Южной Сибири и Казахстана характерны суровые зимы, при данной температуре будут максимальные потери в газах атмосферы, что приведет к наибольшим замираниям. Если рассчитанные при наихудшем варианте качественные показатели укладываются в норму, то менее плохие показатели тоже будут соответствовать норме.
Полные потери в газах атмосферы можно найти, умножив погонное ослабление на протяженность интервала линии связи.
Пример расчета: Диапазон 23 ГГц( 21.2-23.6 ГГц).
Подобным образом проводится расчет при других параметрах. Результаты расчетов в таблице:
Диапазон, ГГц |
|
|
|
|
15 (14.5-15.35 ГГц) |
|
0.021 |
0.097 |
1.364 |
23 (21.2-23.6 ГГц) |
0.012 |
0.183 |
0.748 |
10.477 |
27 (25.25 -27.5 ГГц) |
0.015 |
0.099 |
0.417 |
5.844 |
8.2. Влияние гидрометеоров
К гидрометеорам относятся дожди, снег, град, туман и пр. Влияние гидрометеоров заметно уже при частотах больше 8 ГГц, а в неблагоприятных экологических условиях (при наличии в атмосферных осадках металлизированной пыли, смога, кислот или щелочей) и на значительно более низких частотах.
Методика учета влияния гидрометеоров на показатели неготовности линии связи основывается на расчете ослабления сигнала в атмосферных осадках, вероятность появления которых в данной местности равна 0,01% (рис.4).
Погонное затухание в дождевых образованиях определяется по формуле:
, где – интенсивность осадков, равная 40 мм/час для нашего климатического района (определяется в приложении по рис. 3).
и - коэффициенты, которые определяются по следующим формулам:
вертикальная поляризация
где , , , .
где , , .
горизонтальная поляризация
где , , , .
где , , .
Пример расчета: Диапазон 23 ГГц (21.2-23.6 ГГц),
Подобным образом проводится расчет при других параметрах и при горизонтальной поляризации. Результаты расчетов в таблице:
Диапазон, ГГц |
Поляризация |
Коэффициенты a |
Коэффициенты b |
Погонное затухание |
15 (14.5-15.35 ГГц) |
вертикальная |
1.129 |
0.033 |
2.149 |
23 (21.2-23.6 ГГц) |
1.046 |
0.094 |
4.443 |
|
27 (25.25 -27.5 ГГц) |
1.017 |
0.135 |
5.734 |
|
15 (14.5-15.35 ГГц) |
горизонтальная |
1.153 |
0.036 |
2.349 |
23 (21.2-23.6 ГГц) |
1.076 |
0.104 |
4.964 |
|
27 (25.25 -27.5 ГГц) |
1.041 |
0.151 |
6.262 |
Для дальнейших расчетов берем вариант с наибольшим погонным затуханием в дождевых образованиях (работа в критических условиях), т.е. при горизонтальной поляризации.
Эффективная протяженность дождевого образования, определяется по эмпирической формуле:
,
где - интенсивность дождя, который идет в данной местности в течение 0,01% времени.
Ослабление сигнала (дБ), к которому приводит дождь данной интенсивности:
,
где - протяженность интервала линии связи, км.
Процент времени ( ), в течение которого уровень сигнала на входе приемника на пролете линии связи станет меньше порогового значения для коэффициента ошибок (что соответствует составляющей показателя неготовности линии связи) определяется следующим выражением:
где - запас на замирания для .
Далее сравним с нормой показателя неготовности. При расчете ПНГ участка ЦРРЛ, предназначенной для передачи телефонных сигналов необходимо учитывать, что есть два направления линии связи и, поэтому сравнивать расчеты на пролете нужно с ПНГ/2.:
При =14, км (см. главу 4)
, т.е. должно выполняться требование .
Пример расчета: =14км; ; ; =4.964; = ; ,
40.168дБ
, следовательно требования на проектирование РРЛ не удовлетворяются.
Подобным образом проводится расчет при других параметрах. Результаты расчетов в таблице:
Аппаратура |
Диапазон, ГГц |
Диаметр антенн,м |
Погонное затухание |
|
Ослабление сигнала , дБ |
|
Радиан-15 |
15 (14.5-15.35 ГГц) |
0.6 |
2.349 |
|
19.007 |
|
MINI-LINK 15-C |
15 (14.5-15.35 ГГц) |
0.6 |
2.349 |
|
19.007 |
|
MINI-LINK 15-E |
15 (14.5-15.35 ГГц) |
0.6 |
2.349 |
|
19.007 |
|
MINI-LINK 23-C |
23 (21.2-23.6 ГГц) |
0.6 |
4.964 |
|
40.168 |
|
MINI-LINK 26-E |
27 (25.25 -27.5 ГГц) |
0.6 |
6.262 |
|
50.672 |
|
MINI-LINK 26-С |
27 (25.25 -27.5 ГГц) |
0.6 |
6.262 |
|
50.672 |
|
Как мы видим, требование выполняется для 3-х вариантов.