5 Расчёт устойчивости ррл пв
Устойчивость
работы РРЛ У
определяется процентом времени любого
месяца, в течение которого значение Рш
и
в
канале на конце линии не превышают
предельно допустимых значении Рш
max
и
.
Для телевизионного ствола отношение шум/сигнал 10lg(Uш/Uр.с.)2max=-49 дБ (или 20 lg(Uш/Uр.с.)2min=49 дБ).
Указанные ухудшения каналов возникают из-за значительного снижения уровня принимаемого сигнала (замирания сигнала) в силу различных причин. Таким снижениям сигнала сопутствует значительное снижение множителя ослабления поля свободного пространства V. Момент, когда отношение сигнал-шум на выходе канала яркости ТВ ствола окажется меньше 49 дБ, принято считать моментом ухудшения качества связи (состоянием неустойчивости РРЛ) из-за глубоких замираний. В этот момент мощность сигнала на входе приемника равна минимально допустимому значению, которому соответствует минимально допустимое значение множителя Vmin.
Значение минимально допустимого множителя ослабления Vi min, при котором отношение сигнал-шум на выходе канала яркости составит 49 дБ можно рассчитать по определенной методике. Тогда расчет устойчивости РРЛ сведется к нахождению суммарного процента времени ТΣ, при котором на интервалах РРЛ множитель ослабления поля свободного пространства, вследствие замираний, будет меньше минимально допустимого. Далее по формуле:
У=100%-ТΣ (19)
будет найдена устойчивость проектируемой РРЛ.
5.1 Расчёт минимально допустимого множителя ослабления поля свободного пространства VI min для тв ствола
Производится по формуле:
,
(ед) (20)
Здесь: R0 – протяженность интервала, км;
,
наихудшее соотношение шум/сигнал в
канале видео (-49 дБ).
Т- коэффициент, зависящий от параметров аппаратуры, рассчитывают по формуле:
,
(1/км2) (21)
Здесь:
-
взвешивающий коэффициент;
=
6 МГц – максимальная частота видеосигнала
=
4 МГц – эффективная девиация частоты
(все в формуле в МГц)
λср – средняя длина радиоволны диапазона в метрах;
2,88·10-14
1/км2
Расчет Vi min для первого пролета:
0,001543
(ед)
Расчет Vi min для второго пролета:
0,002788
(ед)
5.2 Проверка найденного значения VI min
Для
проверки Vi
min
ТВ-ствола найденное значение подставляется
в дБ вместо V(g)
в
формулу определения 20lg(
/
).
Полученное отношение должно быть в
пределах 49±2 дБ.
20 lg0,001543 =-56,4 дБ
20 lg =158,4+43+43-1,89-1,52+(-134,7) -56,23 = 50,06 дБ
20 lg 0,002788=-51,09 дБ
20 lg =158,4+43+43-1,98-2,36+(-138,9) -51,09=50,07 дБ
5.3 Нахождение процента времени неустойчивой работы ррл
Нахождение процента времени неустойчивой работы РРЛ ТΣ сводится к нахождению процента времени работы проектируемой РРЛ, когда в результате замираний на интервале множитель ослабления поля свободного пространства будет падать ниже найденного для данного интервала значения Vi min.
Основным источником замираний сигналов на интервалах РРЛ является изменение во времени метеорологических условий в тропосфере. Это изменение приводит к изменению величины g на трассе и к появлению, при определённых метеорологических условиях, слоев в тропосфере с резким изменением ε. Таким образом, кроме искривления траектории радиоволн, электрическая неоднородность тропосферы приводит к возникновению отраженных волн, амплитуда которых тем больше, чем резче изменяется диэлектрическая проницаемость воздуха ε. Возможны следующие причины замираний:
Из-за экранирующего действия препятствий на интервале при возрастании (в алгебраическом смысле) вертикального градиента диэлектрической проницаемости воздуха g>0. В этом случае траектория распространения радиоволны изгибается от поверхности земли. Соответствующий эквивалентный радиус земли уменьшается, препятствие «вырастает», величина просвета для радиоволны H(g) отсутствует, и приемная антенна попадает в область глубокой тени.
За счет интерференции между прямой и отраженными от земной поверхности волнами.
За счет интерференции между прямой волной и волнами, отраженными от слоистых неоднородностей тропосферы с резкими изменениями ε. Такие замирания в основном проявляются на волнах короче 10 – 15 см.
Из-за экранирующего действия слоистых неоднородностей в тропосфере, когда при малых углах скольжения и достаточно больших изменениях ε большая часть энергии отражается и лишь небольшая ее часть достигает точки приёма.
Из-за рассеяния и поглощения волн в гидрометеорах (дождь, туман, снег, град и т.д.) и газах тропосферы (кислород и водяной пар). На волнах длиннее 5 см можно пренебречь ослабление за счет гидрометеоров, на волнах длиннее 2 см – поглощение в газах.
Результаты многочисленных измерений позволяют сделать следующие выводы:
1 Замирания сигналов возникают главным образом при спокойной безветренной погоде, когда образуются слои воздуха с различной плотностью и температурой (а следовательно, и с различной диэлектрической проницаемостью), создающие отражения и преломления радиоволн.
Замирания зимой всегда меньше, чем летом, так как воздух зимой лучше перемешивается, в нем содержится меньше водяного пара, меньше скачки температуры.
3 Наибольшие замирания наблюдаются в летние месяцы, главным образом после полуночи и до восхода солнца.
4 Замирания имеют значительно меньшую величину на коротких трассах (менее 30 км).
5 Наименьшие изменения замираний наблюдаются, когда атмосфера интенсивно перемешивается при ветре или дожде, а на трассе поверхность земли очень шероховата или покрыта лесом.
Замирания практически не зависят от поляризации волн.
Расчет устойчивости на интервале РРЛ сводится к нахождению процента времени, когда в результате замираний из-за выше названных причин множитель ослабления поля свободного пространства на интервале становится меньше найденного Vi min. Этот процент времени ТΣ(Vimin) можно представить в виде суммы трёх слагаемых:
(23)
Первое
слагаемое T0(Vmin)
-
определяет процент времени перерыва в
связи за счет экранирующего действия
препятствий пролета (g>0).
Если
то
T0(Vmin)=0
,если
то
T0(Vmin)
определяется по графику, где:
(24)
здесь
(25)
Для расчета по этим формулам необходимо найти величину µ, характеризующую препятствие интервала (когда он становится закрытым):
(26)
где
(27)
(28)
-
находят по профилю интервала, (29)
– относительная
протяженность препятствия, (30)
– масштабный
коэффициент, (31)
– относительный
просвет при g=0, (32)
Минимальное значение относительного просвета p(g0) находят по графику для V=Vmin и рассчитанной величине µ.
Расчет первого интервала:
0,64
1,12
1.13
1.27
µ=1.27; p(g0)= - 3.2
2,1
21,39
Так
как
=21,39,
то T0(Vmin)1=0
Расчет второго интервала:
0,044
1,009
2.86
µ=2.886; p(g0)=-6
0,966
16,62
Так как =16,62; то T0(Vmin)2=0
Процент времени перерыва в связи за счет интерференции радиоволн прямой и отраженных от поверхности профиля интервала находится как алгебраическая сумма процентов времени от каждого препятствия (если их больше одного).
(33)
Рассчитываем для первого интервала:
Так
как выражение под корнем
=-0,0111<0,
то
Рассчитываем для второго интервала:
Так как выражение под корнем =-0,89998<0, то
Функцию
находят
из графика по известным величинам
и А.
Процент времени перерыва в связи за счет интерференции радиоволн прямой и отраженных от слоистой неоднородности тропосферы находится по формуле:
(34)
где
находим по графику для найденной величины
для сухопутных
районов в %.
Расчет для первого интервала:
=15
Расчет для второго интервала:
=32
Определяем
:
=0,0000114+0,0000792=0,0000906
Определяем устойчивость РРЛ:
