2.2 Определение высот подвеса антенн
Определяем (наивысшую) относительную координату наивысшей точки профиля интервала по формуле:
, |
(4) |
где Rmax – расстояние до наивысшей точки профиля.
.
Просвет интервала при распространении в свободном пространстве определяется по формуле:
, |
(5) |
где λ=0,037 м – средняя длина волны.
На распространение сигнала в условиях прямой видимости влияет рефракция радиоволн. Рефракция изменяет величину просвета на интервале. Определим приращение просвета за счет рефракции по формуле:
, |
(6) |
где g – вертикальный градиент диэлектрической проницаемости воздуха.
Просвет интервала определяется по формуле:
, |
(7) |
Производим необходимые построения на профиле и графическим методом находим высоты подвеса антенн.
После произведенных построений получаем высоты подвеса антенн h1=h2=15,5 м.
2.3 Определение устойчивости связи
Для расчета устойчивости связи нужно знать КПД антенно-фидерного тракта:
|
(8) |
где αАФТ – потери а АФТ в дБ
|
(9) |
где αэл – потери в элементах антенно-фидерного тракта;
αв – погонные потери волновода;
lАФТ – длина приемного и передающего волноводов (lАФТ=h=lв).
Длину волноводов принимаем равной высоте подвеса антенн, КПД антенно-фидерного тракта в относительных единицах определяется по формуле:
|
(10) |
раз.
Минимально допустимый множитель ослабления определяется по формуле:
Vmin = Pпор – Pпер + W0 – 2∙G – ηАФТ, |
(11) |
где Pпор=-93 дБм – пороговая чувствительность приемника при пороговом уровне сигнала,
Pпер=21 дБм – мощность сигнала на выходе передатчика,
W0 – затухание в свободном пространстве,
G – коэффициент усиления приемопередающей антенны.
|
(12) |
|
(13) |
где D=2,5 м – диаметр антенны,
K1=0,6 – коэффициент использования поверхности раскрыва антенны.
Vmin = –93–21+141,49–2∙44,19–1,72=-62,61 дБ.
Из построенного профиля интервала по формуле определяем параметры сферы, отражающие влияние препятствий на трассе:
|
(14) |
Определяем относительный просвет Р(g), при котором V=Vmin доп:
Р(g)=-5,4.
Определяем вспомогательный параметр А, необходимый для дальнейшего расчета устойчивости связи по формуле:
, |
(15) |
где σ – стандартное отклонение.
Параметр ψ (для определения процента времени, в течение которого V<Vmin за счет экранирующего действия препятствий) определяется по формуле:
|
(16) |
Если ψ>5,2, то экранирующее действие препятствия на вызывает срыва связи на интервале Т0(Vmin)=0.
Устойчивость работы РРЛ определяется процентом времени любого месяца, в течении которого значения Рши(Uт/Uрс) в канале на конце линии не превышает предельно допустимых значений. По рекомендациям МККР определяется процент времени наихудшего (любого) месяца в течении которого:
и , т.е. < |
(17) |
Расчетное значение S<Smax можно считать временем перерывов в связи:
|
(18) |
где S – суммарный процент времени, в течении которого достигается допустимое значение мощности шума.
– процент времени, в течении которого на j-интервале . Все параметры, входящие в формулу:
|
(19) |
Процент времени, в течении которого множитель ослабления на интервале < за счет экранирующего действия препятствий срыва связи не вызывает, так как >5.2, т.е. 0
Процент времени, в течении которого < за счет интерференции прямой и отраженной волн будет определяться по формуле:
|
(20) |
Если =1, то
%
Если =0, то
Величина учитывается лишь до тех значений при котором величина подкоренного выражения положительна.
В данном курсовом проектировании =0, поэтому .
Определяем процент времени, в течении которого < за счет влияния тропосферы:
|
(21) |
где – величина скачки диэлектрической проницаемости воздуха;
– вероятность появления в тропосфере слоистых неоднородностей со значением <-λ/R0
Величина определяется по формуле:
|
(22) |
Определяем суммарный процент времени, в течении которого V<Vmin по формуле :
|
(23) |
При выбранном значении оптимального просвета определяем устойчивость связи по формуле:
|
(24) |
Допустимое время перерывов в связи для линии длиной L по формуле:
|
(25) |
При реальном проектировании вычисляется время перерывов S для каждого интервала и суммарное время, значение сравнивается с Smax. Должно выполняться условие S<Smax.
В КП считаем все интервалы идентичными и определяем Smax для одного интервала по формуле:
, |
(26) |
где m – число интервалов на участке;
n – число участков.
2.4 Расчет уровня сигнала на интервалах РРЛ
При проектировании РРЛ в обязательном порядке рассчитываются:
средние мощности сигнала на входах приемников всех интервалов Рпр;
мощности сигнал на входах приемников, не превышаемые в течении 20% времени любого месяца Рпр(20%).
Средний уровень сигнала на интервалах РРЛ, измеряемый в дневные часы, является важным параметром, обязательным для реализации как при настройке РРЛ, так и в эксплуатационных условиях. Он позволяет оценить точность юстировки антенн, состояние антенно-волноводного тракта, правильность исходного профиля трассы.
Мощность сигнала на входе приемного устройства при распространении в свободном пространстве определяется по формуле:
, |
(25) |
=125,9∙10-3∙2∙26302,3∙1,48∙7,24∙10-15= 0,933 мкВт = -60,3 дБ
Определяем минимальную мощность сигнала на входе приемного устройства по формуле:
|
(27) |
=0,933∙10-6∙(1,12∙10-6)2 = 1,28∙10-18 Вт = -120 дБ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
При выполнении данного проекта были сделаны следующие выводы:
1) Так как скорость передачи информации В=2,448 Мбит/с и длина трассы L=110 км, то РРЛ является внутризоновой.
2) На трассе были размещены три промежуточных РРС.
3) Рассчитали потери в антенно - фидерный тракт (АФТ) = 1,72 дБ.
4) Определили минимально допустимый множитель ослабления (-58 дБ).
5) Произвели расчет допустимого и расчетного времени срывов связи; устойчивости связи.
6) Минимальная мощность на входе приёмника: -55,8дБ.
Рисунок 4 – Диаграмма уровней
БИБЛИОГРАФИЯ
1 Спутниковые и радиорелейные системы передачи. Методические указания по курсовому проектированию на тему «Проектирование и расчет трасс РРЛ»./ Е.В. Воронская.-Екатеринбург: УрТИСИ ГОУ ВПО «СибГТИ», 2005.-28с.
2 Системы радиосвязи. Курсовое проектирование./ Л.Г. Мордухович. М.:Радио и связь, 1987 .