Проектирование радиорелейных линий телерадиовещательных станций наземного базирования
Расчетно-графическая
работа
«Проектирование
радиорелейных линий телерадиовещательных станций наземного базирования»
Задание
Основной целью данной расчетно-графической работы является:
отработка навыков расчета основных технических характеристик радиорелейных
линий и станций телерадиовещания; закрепление теоретических знаний вопросов
распространения УКВ радиоволн, влияния всех дестабилизирующих факторов на
качественные параметры систем РРЛ, ТВ и РВ.
Спроектировать радиорелейную линию по следующим исходным
данным:
= - 10×10-8, 1/м;
σg= 6×10-8, 1/м;
εзем = 30/м;
Коэффициент ξ = 2/м,
определяющий появление отражающего поля тропосферы;
Число каналов ретрансляции ТФ: 300 тф+2ШВ;
Дождевой район: 13;
Направление РРЛ трассы (ТВ или РВ): A-G;
Тип ствола или канала связи: аналоговый.
1.
Построение профиля трассы без учета влияния тропосферы (g=0)
Длина трассы R = 35 км.
Построение профиля трассы:
Построение нулевого уровня функциональная зависимость
которого определяется выражением:
,
где R = 35 км - длина пролета;
a = 6370 км - радиус кривизны Земли.
Таблица 1 - условный нулевой уровень
|
 , км0
|
5
|
10
|
15
|
20
|
25
|
30
|
35
|
|
|
z, м
|
0
|
11,8
|
19,6
|
23,5
|
23,5
|
19,6
|
11,8
|
0
|
Выбор РРЛ станции:
Таблица 2 - Технические
характеристики РРЛ станции
|
Наименование
параметра
|
Значение
параметра
|
|
наименование
станции
|
Курс-2М
|
|
средняя длина
волны, λср, м
|
0,158
|
|
диапазон
частот, ГГц
|
1,7-2,1
|
|
коэффициент
системы. Ктф(ТВ), дБ
|
153,8 (Ктф)
|
|
коэф-т усиления
антенны, G, дБ
|
31.5
|
|
вид модуляции
|
ЧМ
|
|
Мощность
нелинейных шумов
Рш.н, пВт
|
20
|
Рис. 1 - Профиль трассы
Для оценки отражательной способности земной поверхности в
точке отражения производится расчет условий Рэлея:
,
где
=22,5/35=0.63
м;
; 
,
Для ближайшего интерференционного минимума n=1:
км;
м;
Для интерференционного минимума n=2:
км;
м;
При n=1: При n=2:
>6,18; >4,37.
Рассеяние настолько велико, что отражением в зеркальном
направлении можно пренебречь
Для оценки отражательной способности земной поверхности необходимо
произвести проверку условий Рэлея в точке отражения с размерами:
Таблица 3
|
Параметры:
|
Пролет: A-G
|
|
R, км
|
35
|
|
k
|
0,64
|
|
rb, км
|
9.25
|
|
Dy, м
|
5
|
|
H0,
м
|
20.6+
|
|
Dh, м
|
10
|
|
 6.867
|
|
|
2аmin
(n=1), км
|
 +
|
|
2bmin(n=1),
км
|
|
|
 4,37
|
|
|
2аmin
(n=2), км
|
|
|
2bmin(n=2),
км
|
|
2.
Расчет минимально допустимого множителя ослабления
Минимальное значение множителя ослабления для аналоговых
систем связи определяется из выражения:
,
где 
- минимальное отношение мощностей
сигнал/шум для ТФ канала;
- коэффициент ослабления волны в свободном пространстве;
;
- коэффициент передачи АФУ ВЧ тракта;
- КПД
фидера;
- ориентировочная длина фидера;
= 0.08 дБ/м - погонное затухание для волновода «ЭВГ-6» Курс;
- высоты подвеса антенн.
Т.к. станции располагаются на возвышенностях и величина
естественного просвета получается большой даже без антенных опор (H*(0)>H0),
то величина просвета выбирается из условий ближайшего большего
интерференционного максимума 
.
Выбор величины просвета производиться из условия 
,
где 
;
=30 м - величина просвета, относительно наивысшей точки
поверхности Земли;
;
;
;
При m=2:
, следовательно, 
;
м
Откуда ориентировочная величина подвеса антенн:
м, 
м;
, 
;
, 
.
;+-+-
дБ.
P1, дБВт=
дБВт.
Таблица 4
|
Параметры:
|
Пролет: A-G
|
|
hф1
|
0,34
|
|
hф2
|
0,49
|
|
 -128,888
|
|
|
 54.217
|
|
|
P1, Вт
|
1,6
|
|
P1, дБВт
|
|
 -36.129+-+-
|
|
3.
Выбор оптимальной величины просвета с учетом рефракции волны в тропосфере
трасса радиорелейный энергетический линия
Критерий выбора оптимального просвета исходит из того, чтобы
для заданной радиолинии обеспечивалась минимальная вероятность замираний.
В случае, когда в зоне отражения выполняются условия Рэлея,
оптимальная высота просвета определяется по минимуму вероятности замираний
вблизи первого интерференционного максимума (производится расчет для трех и
более величин просвета, в пределах 
):
[%],
где величины 
и 
определяются из графиков (рис. 5) и (рис. 6). В этих
функциональных зависимостях величина
,
где 
.
.+
Приведенные высоты мачт антенн:
Откуда по рис. 2 полные высоты мачт антенн:
h1= 61; h2=13
Величина
соответствует минимальному значению
множителя ослабления, 
:
,
где 
=5/20.6= 0.242;
=9.25/35=0.264
+
В данном случае значение V0 находится из графика при 
, где
0 =
-14дБ.
=0;
,
где 
;
%.
Следовательно 
%.
|
Параметры:
|
Пролет: A-G
|
|
 3
|
|
|
 0%
|
|
|
  %
|
|
|
 %
|
|
|
 74
|
|
|
 43
|
|
|
 61
|
|
|
 13
|
|
.
Проверка устойчивости работы радиорелейной линии в зоне обслуживания
Необходимо проверить требования МККР: 
Известно, что
[%].
Значение Tg(Vmin) определяется следующим
выражением:
[%].
Величина T0(Vmin) определяется из графика
при выбранном значении
, где
;
; 
Из рис. 3 определяем0 = -13 дб;
;
;+++
=0 по рис. 4+++
Значение 
получают из графиков и выражения
где 
- коэффициент отражения;
;
;
;
;
;
%.
,
где 
,
где 
; 
- статистическая функция распределения вероятности появления
дождя с интенсивностью Im в различных дождевых зонах.
,
где 
; 
;
; 
.
,
В данном случае влиянием гидрометеоров можно пренебречь,
следовательно
.
.
Таблица 6
|
Параметры:
|
Пролет: A-G
|
|
 3
|
|
|
 1.297
|
|
|
 -13
|
|
|
 
|
|
|
 0,34
|
|
|
 22.473
|
|
|
 0
|
|
|
 0,999
|
|
|
 2,096
|
|
|
 0.03
|
|
|
 , %0
|
|
|
 , %0
|
|
|
 , %0.055
|
|
|
 , %0
|
|
|
 , %
|
|
5.
Расчет энергетических характеристик РРЛ и ТВ (РВ) станций. Построение диаграммы
уровней
Мощность сигнала определяется из выражений:
где 
;
;
;
;
дБ.
Для аналоговых систем связи отношение уровней сигнал/шум
для 
:
;
дБ.
Для расчета глубоких замираний при аналогичных условиях:
;
дБ,
где 
ед,
ед,
ед.
Рис. 6 Диаграмма уровней РРЛ.
. Построение схемы связи
Заключение
В результате проведенного проектирования разработана РРЛ
связи Административного центра «А» с районным центром «G».
Построенная РРЛ обеспечивает установленную в задании
устойчивость связи: процент времени замираний для РРЛ, использующей аналоговые
каналы не превышает 0,1%, что соответствует нормам МККР.
Таблица 8. Основные характеристики РРЛ
|
№ п/п
|
Наименование
характеристики
|
Значения
параметров
|
|
1
|
Тип станции:
|
«КУРС-2»
|
|
2
|
Мощность
передатчик, Вт
|
1,6
|
|
3
|
Тип антенн
|
ПАС
|
Коэффициент
усиления антенны, дБ
|
31
|
|
5
|
Высоты мачт
[м]:
|
|
|
6
|
A
|
61
|
|
7
|
G
|
13
|
|
8
|
Количество ВЧ
стволов:
|
(2+1) ТФ×180
|
|
|
(2+1) ШВ
|
|
10
|
Количество
каналов:
|
300 ТФ+2 ШВ
|
|
12
|
Процент
замираний на пролете:
|
0,0016
|