6 Расчёт устойчивости ррл пв

Устойчивость работы РРЛ У определяется процентом времени любого месяца, в течение которого значение Рш в канале на конце линии не превышают предельно допустимых значении Рш maх.

Согласно нормам МККР для телефонного ствола Рш мах=47500 пВт в канале ТЧ. Эта величина складывается из теплового шума Ршi max=40000 пВт, вносимым данным интервалом РРЛ, и 7500 пВт, вносимыми остальными интервалами РРЛ и модемами оконечной аппаратуры.

В это время мощность сигнала на входе приемника равна минимально допустимому значению, которому соответствует минимальное допустимое значение множителя ослабления V_imin.

Значение V_imin ,при котором тепловые шумы составит 40000 пВт, можно рассчитать по определённой методике. Тогда расчет устойчивости РРЛ сведется к нахождению суммарного процента времени T_∑, при котором на интервалах РРЛ множитель ослабления поля свободного пространства будет меньше минимально допустимого.

У=100%- T_∑ , по этой формуле можно найти неустойчивость проектируемой РРЛ.

6.1 Расчет минимально допустимого множителя ослабления поля свободного пространства

Расчет V_imin для ТЛФ ствола производится по формуле:

, (ед) (20)

В этой формуле: при подстановке R₀ в км, М в пВт/км², Рш=40000 пВт ответ получается в единицах. Для перевода в дБ применяют формулу 20lgVimin.

М – коэффициент зависящий то параметров аппаратуры, рассчитывается по формуле:

, (пВт/км²) (21)

Расчет коэффициента М:

, пВт/км²

Расчет минимально допустимого множителя ослабления поля свободного пространства V_imin.для первого пролета:

, дБ

Расчет минимально допустимого множителя ослабления поля свободного пространства V_imin.для второго пролета:

, дБ

6.2 Проверка найденного значения VI min

Полученное значение V_imin переводится в дБ и проверяется. Для проверки ТФ ствола находится минимальный уровень принимаемого сигнала:

(22)

Полученное значение подставляется в формулу для нахождения Ршт; полученый результат должен быть близок к 40000 пВт, иначе Vimin рассчитан с ошибкой.

Проверка значения Vimin для первого пролета:

, Вт

, пВт

Проверка значения Vimin для второго пролета:

, Вт

, пВт

Исходя из того, что полученные значения удовлетворяют норме (39000±1000 пВт), то значения Vimin можно считать верными.

6.3 Нахождение процента времени неустойчивой работы ррл

Нахождение процента времени неустойчивой работы РРЛ Т_Σ 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:

1. 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.

2. За счет интерференции между прямой и отраженными от земной поверхности волнами.

3. 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.

4. 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.

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.

2. 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.

6. 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 Т_Σ(Vimin) можно представить в виде суммы трёх слагаемых:

(23)

Первое слагаемое T_0(Vmin) - определяет процент времени перерыва в связи за счет экранирующего действия препятствий пролета (g>0). Если то T_0(Vmin)=0 ,если то T_0(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:

µ= 3,94; p(g₀)=-7

Так как =29,87, то T_0(Vmin)1=0

Расчет второго интервала:

µ=2,32; p(g₀)=-6

Так как =140,46, то T_0(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.

(33)

Рассчитываем для первого интервала:

Так как выражение под корнем <0, то

Рассчитываем для второго интервала:

Так как выражение под корнем <0, то

Процент времени перерыва в связи за счет интерференции радиоволн прямой и отраженных от слоистой неоднородности тропосферы находится по формуле:

(34)

где находим по графику 6.8 (см. Приложение) для найденной величины для сухопутных районов в %.

Расчет для первого интервала:

=40

Расчет для второго интервала:

=10

Определяем суммарный процент времени простоя :

Определяем устойчивость РРЛ: