Бутузов Ю.А., Ползик Е.В. Системы радиосвязи и телевещания - файл n1.doc

Бутузов Ю.А., Ползик Е.В. Системы радиосвязи и телевещания
скачать (76.3 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc282kb.24.01.2006 09:33скачать

n1.doc




АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ
Кафедра Радиотехники

СИСТЕМЫ РАДИОСВЯЗИ И ТЕЛЕВЕЩАНИЯ

Методические указания к выполнению курсового проекта
(для студентов специальностей Радиосвязь, радиовещание и

телевидение)

СОСТАВИТЕЛЬ: Ю.А. Бутузов, Е.В. Ползик Системы радиосвязи и телевещания. Методические указания к курсовому проекту (для студентов специальности 38.04 дневного и заочного отделений) - Алматы: АИЭС, 2000.– 38 с.

Методические указания содержат рекомендации по последовательности расчетов, необходимых для выполнения курсового проекта, и их объему. В них приведены основные расчетные формулы, сведения об используемой технической литературе, данные об аппаратуре, требования по оформлению пояснительной записки.

Ил. – 6, табл. – 7, библиогр. - 12 назв.
Рецензент: канд. техн. наук, доц. Гончаров В.Л

Печатается по дополнительному плану издания Алматинского института энергетики и связи на 2000г.


Алматинский энергетический институт, 2000

Содержание

Введение ………………………………………………………… 4

1 Общие вопросы проектирования ……………………………. 5

2 Выбор трассы …………………………………………………. 6

3 Построение расчетной схемы магистрали ………………….. 7

4 Предварительное определение высот антенных опор ……… 9

4.1 Построение профилей пролетов ……………………………..9

4.2 Выбор высот антенных опор …………………………………

5 Выбор и построение структурной схемы антенно-фидерного

тракта. КПД АФТ………………………………………………… 11

6 Минимально допустимое значение множителя ослабления

на пролете РРЛ ………………………………………………….. 13

6.1 Передача сигналов многоканальной телефонии ………….. 13

6.2 Передача сигналов телевидения …………………………… 15

6.3 Определение Vmin в ЦРРЛ …………………………………... 15

7 Проверочный расчет устойчивости работы РРЛ ……………. 15

7.1 Определение минимальной мощности сигнала на входе

приемника ……………………………………………………….. 15

7.2 Расчет устойчивости РРЛ при одинарном приеме ……….. 16

7.3 Расчет составляющей ТО(Vmin) ……………………………… 17

7.4 Расчет составляющей ТИ(Vmin) ……………………………… 18

7.5 Расчет составляющей ТД(Vmin) ………………………………. 18

7.6 Проверка устойчивости РРЛ при одинарном приеме ……… 19

7.7 Расчет устойчивости РРЛ при поствольном

резервировании ………………………………………………….. 19

8 Проверочный расчет шумов в каналах аналоговых РРЛ …….. 20

8.1 Расчет мощности шумов в канале ТЧ ……………………….. 21

8.2 Расчет мощности шумов, вызванных мешающими

сигналами …………………………………………………………. 22

8.3 Проверка выполнения норм на РШ и РШ(20%) ……………… 23

8.4 Расчет отношения сигнал/шум в канале изображения …….. 23

9 Структурные схемы станций ……………………………….….. 24

10 Оформление курсового проекта ……………………………… 25

Список литературы …………………………………………….…. 26

Приложение А ………………………………………………….…. 27

Приложение Б ………………………………………………….…. 31

Приложение В ………………………………………………….…. 32

Приложение Г …………………………………………………….. 33

Приложение Д …………………………………………………….. 34

3

ВВЕДЕНИЕ

Настоящие методические указания предназначены для студентов, выполняющих курсовой проект по расчету радиорелейных линий как прямой видимости с ЧРК-ЧМ, так и цифровых. Темой проекта является радиотехническое проектирование магистральных и зоновых РРЛ прямой видимости. При выполнении проекта студенту приходится решать ряд разнообразных задач, часть из которых в учебной литературе либо носит общий характер, либо вообще отсутствует. Кроме того, некоторые положения, встречающиеся в соответствующих литературных источниках и понятные специалистам, требуют пояснения для усвоения их студентами. Устранению значительной части указанных пробелов в учебно-методической литературе по проектированию радиорелейных линий связи и посвящены данные указания.

Исходя из имеющегося лимита учебного времени на КП, студенты выполняют только часть объема технического проекта, а именно: выбор трассы РРЛ, определение высоты установки антенн на опорах; расчет качественных показателей каналов и устойчивости связи; разработку структурных схем станций. Работая над настоящим проектом, студент должен помнить, что от правильного выбора трассы проектируемой радиорелейной линии зависит стоимость ее строительства и последующей эксплуатации. Поэтому выбор трассы и площадок для станций, типа и высоты антенных опор, антенно-фидерного тракта и других элементов проекта должен, производиться с учетом технико-экономических соображений.

Необходимые для проектирования технические данные аппаратуры можно найти в [3, 4, 5], и в приложениях А и Б.

Ниже даются рекомендации по последовательности расчета курсового проекта с указанием источников (страниц, которые следует проработать, или формул, которыми надо воспользоваться при вычислении данного параметра). При этом за основу взят Справочник по радиорелейной связи [3], а также "Методика расчета трасс аналоговых и цифровых РРЛ прямой видимости" [9, 10]. В тех случаях, когда дается ссылка на справочник, его обозначение [3] в тексте опускается. Сказанное выше не исключает возможности использования студентами другой учебной и технической литературы. Только следует иметь в виду, что одни и те же величины в различных источниках могут иметь разные обозначения. Даны также основные требования по оформлению пояснительной записки и демонстрационных чертежей.

Приступая к работе над КП, студенту следует ознакомиться с общими положениями по разработке проектов в капитальном строительстве [6, с. 6-25], а также с разделом 10 настоящих методических указаний.
1 ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РРЛ

Современные радиорелейные системы передачи характеризуются многими техническими и экономическими показателями, основными из которых являются пропускная способность, устойчивость работы стволов, уровни шума (или отношение сигнал/шум) в каналах аналоговых стволов, вероятность ошибки при передаче цифровых сигналов, надежность. К основным экономическим показателям относятся удельные затраты на строительство и удельные годовые эксплуатационные затраты. При проектировании требования к пропускной способности обычно задаются. Остальные же технические показатели выбираются в соответствии с нормами ЕАСС или рекомендациями МЭС. В этих условиях радиорелейную систему передачи следует оптимизировать на основе принципа минимума затрат при выполнении заданных требований к показателям качества каналов.

Наибольшая эффективность оптимизации может быть достигнута на основе системного подхода, при котором все элементы радиолинии передачи рассматриваются совместно. Однако оптимальный синтез построения реальных РРЛ исключительно сложен, поэтому приходится обычно оптимизировать упрощенные частные модели реальных линий.

При строительстве РРЛ значительная часть затрат связана с сооружением антенных опор и фидерных трактов. Эти затраты быстро возрастают с увеличением высоты опор. Так как одни и те же качественные показатели каналов связи могут быть обеспечены при различных высотах подвеса отдельных антенн, то существует возможность выбора такой совокупности высот, для которой затраты будут минимальные. Выбор оптимальной совокупности высот установки антенн сводится к перебору большого числа возможных совокупностей высот антенных опор. Естественно, при обычных "ручных" методах расчета такую работу выполнить очень сложно. Применение ЭВМ при проектировании существенно облегчает задачу. В [1, с. 365-373] показан один из подходов к оптимизации высот антенных опор на РРЛ.

Следует, однако , заметить, что имеющиеся различные системы автоматизированного проектирования (САПР) для учебных целей не приспособлены. Прежде чем пользоваться САПР, студент должен овладеть методикой проектирования и только затем переходить на ЭВМ. С учетом сказанного, настоящие методические указания предусматривают прежде всего ознакомление студента с тем, как следует проектировать, как осуществлять оптимизацию выбора высот антенных опор и как проверить качественные показатели каналов связи.

Проектирование радиорелейных линий прямой видимости включает комплекс вопросов: выбор трассы РРЛ, определение просветов на пролетах, поверочный расчет устойчивости работы и мощности шума в каналах ТЧ и отношения сигнал/шум в телевизионном канале на выходе линии.
2 ВЫБОР ТРАССЫ РРЛ

При выборе трассы РРЛ и местоположения станций необходимо обеспечить:

1) удобство эксплуатации (наличие подъездных путей, источников электроэнергии и т.п. );

2) помехозащищенность радиотракта от воздействия внутрисистемных помех, возникающих при несоблюдении условия "зигзагообразности" построения трассы РРЛ;

3) оптимальное использование рельефа местности, достигаемое прокладкой трассы предпочтительно по пересеченной местности в стороне от больших водных поверхностей;

4) экономические показатели предполагаемого строительства;

5) требования гражданской обороны.

Более подробно эти вопросы рассмотрены в [6, с.107-11О]. Разбивка трассы производится по топографическим картам, но при учебном проектировании подобных карт обычно в распоряжении студентов нет. Наиболее подходящей заменой являются карты из Атласа автомобильных дорог СССР. Масштаб их позволяет довольно точно разместить ПРС и УРС. Кроме того, на них дано расположение лесных массивов и водоемов. На РРЛ выделение телефонных сообщений осуществляется только на станциях с демодуляцией сигнала. Такие станции являются узловыми и располагаются на расстояниях установленных гипотетических цепей. Структура гипотетических цепей и расстояния между станциями с демодуляцией показаны в [ 1, с. 247-249].

Следует иметь в виду, что РРЛ, работающие диапазонах 2; 8 и 11 ГГц, обычно используются для зоновой связи.

В реальных условиях выделить расстояния, указанные в гипотетических цепях, не представляется возможным. Поэтому приходится идти на некоторое увеличение отдельных участков за счет сокращения длин других.

При выборе мест расположения промежуточных станций следует руководствоваться средними длинами пролетов, указанных в паспортных данных аппаратуры [4, с.6, 7]. На практике длины данных пролетов можно брать равными (0,6...1,3) Rср. Это до известной степени условно, но для предварительной разбивки трассы может быть принято. ПРС следует располагать по ломаной линии. В первом приближении можно считать, что условие "зигзагообразности" будет выдержано, если углы 1 и 2 , показанные на рисунке 1, превышают 5...100. Проверка на выполнение выбранного условия может быть проведена по методике, описанной в [3, с. 318-320].

После выбора мест расположения ПРС и УРС следует сделать выкопировку из карты, на которую наносят основные дороги и населенные пункты, лежащие вдоль трассы, озера, водохранилища, границы лесных массивов. Соседние станции РРЛ соединяются прямой линией, как показано на рисунке 2. Нумерация станции делается сквозной, начиная от ОРС, которая принимается за первую стацию. Перед номером станции пишется ее название, например ОРС-1; ПРС-2; ПРС-3; УРС-4 и т.д.

3 ПОСТРОЕНИЕ РАСЧЕТНОЙ СХЕМЫ МАГИСТРАЛИ


В первую очередь следует составить схему связи, показывающую прохождение телефонных и телевизионных каналов, где устанавливаются автоматизированные телевизионные ретрансляторы. Пример схемы магистрали приведен на рисунке 3.

Затем приступают к разработке плана рабочих частот и видов поляризации волн на линии. Планы распределения рабочих частот можно найти в [3. с. 9-11] или в [5, с. 41-45]. На магистральных линиях обычно используются четные стволы. Нечетные стволы применяются на ответвлениях или пересекающихся линиях. Частоты резервного и нуждающегося в наибольшей устойчивости стволов выбираются на возможно большем удалении друг от друга.

Выбор схемы поляризации волн на линии зависит от способа разделения трактов передачи и приема. Если они разделяются с помощью поляризационных селекторов, то при передаче в прямом направлении на всех пролетах обычно используется одна и та же поляризация волн (например вертикальная), а в обратном – другая (горизонтальная). При подключении передатчиков и приемников к АФТ через циркулятор на пролете используются волны одной и той же поляризации для передачи в обоих направлениях. На следующем пролете берутся волны другой поляризации.

Станции, на которых прием осуществляется на нижней половине рабочего диапазона, а передача - на верхней, принято обозначать НВ. Если же прием ведется на верхней, а передача на нижней половине рабочего диапазона, то станция обозначается как ВН.






Общая длина трассы 237,3 км

Максимальная длина пролета 49 км

Минимальная длина пролета 46,3 км

Средняя длина пролета 47,46км

Всего станций на магистрали 6

В том числе: оконечных 2

узловых 1

промежуточных 3

Рисунок 2







М-Д-модем; М- модулятор; Д – демодулятор; СГУ – стойки групповых устройств


Рисунок 3

4 ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫСОТ АНТЕННЫХ ОПОР

4.1 Построение профилей пролетов

Для предварительного определения высот антенных опор необходимо построить профили трассы. Последовательность их построения дана в [1, с. 62] и [2, с. 229-333]. Для построения профилей рекомендуются:

масштаб расстояний – 1 : 100000 или 1 : 200000;

масштаб высот – 1: 1000 или 1: 2000.

На профиль пролета наносятся лес и попадающие на трассу населенные пункты. Так как высота леса на картах не указана, то ее можно принять равной 20 м.

В небольших населенных пунктах высоты строений можно брать равными 10 м, в городах - 20 м (если не предполагается наличие зданий повышенной этажности). Пример профиля дан на рисунке 4.

4.2 Выбор высот антенных опор

Для обеспечения высокой устойчивости связи на линии большую часть времени трасса должна быть открытой. Исследования показывают, что на пересеченных трассах во многих случаях это условие выполняется, если минимальный просвет на пролетах выбирается из условия

НminH0 , (1)

где Н0 находится по (9.23).

На слабопересеченных трассах можно принять

НminH0 - Н(g) (2)

Н(g) определяется по (9.29) при g= g.

Параметры g и  можно найти в табл. 9.2 и 9. 3, причем на пролетах короче 50 км вводится поправка по (9.19).

Для выбора первоначального размещения антенн на опорах, рекомендуется начертить профили всех пролетов на одном листе, как показано на рисунке 5. Горизонтальный масштаб удобно взять 5 км, а вертикальный - 10 м в одном сантиметре. На профили, как обычно, наносятся лес, инженерные сооружения. Для каждого из пролетов выбирается значение просвета Нmin и откладывается над высшей точкой препятствия. Затем в пунктах расположения станций проводятся вертикальные линий и отмечаются строительные градации типовых антенных опор. Например, для станции в пункте А такими градациями будут точки А1, А2 и т.д. Так, для решетчатой мачты из уголков с базой 2400 мм в качестве шага удобно взять строительную секцию по 4,5 м, а для трубчатой мачты диаметром 1220 мм - секции по 11 и 6,5м. (Решетчатые мачты выпускаются высотой до 118,7 м, а трубчатые - до 125,4 м).

Задаваясь местоположениями антенн на опорах, в отмеченных точках проводят построения, очевидные из рисунка 4. Необходимо следить за тем, чтобы соединяющая антенны прямая не опускалась ниже Нmin. Затем рассматриваются различные сочетания точек расположения антенн по всей трассе. Как видно из рисунка, возможны различные варианты. Останавливаются на том, у которого сумма высот антенных опор по всей линии получается минимальной.

Зная величину одной градации (секции) можно теперь определить предварительные высоты антенных опор, правильность выбора которых проверяется дальнейшими расчётами. Антенны обычно монтируются на площадке, расположенной на верху опоры, а верхнее зеркало перископической антенной системы (ПАС) подвешивается под площадкой. Отсюда центр раскрыва антенны будет находиться выше (или ниже) верхней точки опоры на величину ha. При использовании антенн ДЗЭ-3,5 и РПА-2П-2 ha 3 м, а при ПАС ha= 2 м. В отдельных случаях антенны могут устанавливаться и на площадках, находящихся в нижней части опоры.

На зоновых линиях связи применяются решётчатые мачты с базой 800 х 800 мм 26, 35, 44 м, а также башни с сечением у основания 2400 х 2400 мм и высотой 18, 27, 34 и 43 м. Антенна крепится непосредственно к опоре. В этом случае центр её раскрыва примерно на 1 м ниже верхней точки опоры. При небольших высотах подвеса антенн вместо мачт используются подставки, располагаемые на крышках зданий.

Найденные таким образом высоты центров раскрыва антенн наносятся на профиль пролета и соединяются между собой, как показано на рисунке 4 (прямая АВ). Расстояние между этой прямой и наивысшей точкой препятствия будет просветом при нулевой рефракции радиоволн Н. Высоты опор определяются по рисунку 5 с учетом положения центров раскрыва антенн.
5 ВЫБОР И ПОСТРОЕНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ

АНТЕННО-ФИДЕРНОГО ТРАКТА. КПД АФТ

Радиорелейные системы передачи могут работать с различными антеннами. В описаниях аппаратуры приводятся типовые антенны и фидерные тракты. Эти данные можно найти в [3, с. 165, 41-43].

При выборе АФТ следует иметь в виду, что в ряде систем указывается допустимая средняя длина фидеров при номинальном числе каналов. Такие системы могут работать и с АФТ большей длины, но при этом число передаваемых телефонных каналов получается меньше.

Если определенные в разд. 4 высоты подвеса антенн существенно превышают допустимые длины фидеров, приходится прибегать к установке аппаратуры в кабинах, расположенных на опорах.

В системах, работающих на частотах 4 и 6 ГГц, при высотах подвеса антенн до 120 м используются АФТ с волноводом круглого сечения, схемы которых изображены на рисунках 3.7, 3.8, 3.10 и 3.11. При малых высотах подвеса антенн АФТ выполняется по схемам, изображенным на рисунках 3.20...3.21 [1].

При расположении аппаратуры в здании или наземном контейнере длину вертикального волновода круглого сечения можно принять равной lBha- 5 м, а горизонтального lг= 5...10 м в зависимости от используемого технического здания и его удаления от опоры.

Если аппаратура находится в контейнере в верхней части опоры, то нужда в круглом волноводе отпадает.

Потери в АФТ зависят от схемы последнего и высоты установки антенны. В общем случае, когда вертикальный и горизонтальный участки тракта выполнены из волноводов различного типа, суммарные потери в АФТ на пролете равны.

аафт = апост + в(lв1+ lв2) + г(lг1+ lг2) , дБ (3)

где апост - суммарные потери, вносимые такими элементами, как герметизирущие вставки, поляризационные селекторы, корректоры эллиптичности, фильтры высших волн, различные переходы и т.п.;в и г - погонные потери в вертикальном и горизонтальном волноводах, дБ/м.

При использовании ПАС апост берется с учетом приложения 3. Индексы 1 и 2 относятся к левому и правому АФТ на пролёте соответственно. Данные для определения потерь в АФТ можно найти на с. 121-128 [10] либо в приложении 3.

При расчетах иногда требуется величина КПД АФТ на рассматриваемом пролёте. Его можно определить по формуле



6 МИНИМАЛЬНО ДОПУСТИМОЕ ЗНАЧЕНИЕ МНОЖИТЕЛЯ

ОСЛАБЛЕНИЯ НА ПРОЛЁТЕ РРЛ

6.1 Передача сигналов многоканальной телефонии

В общем случае с учётом помех, возникающих внутри РРЛ (приём мешающего сигнала при 2-частотном плане с обратным направлением, как показано на рисунке 6):

, (4)

где . (5)

К определению помех, возникающих внутри РРЛ при двухчастотном плане: схема возникновения помех.


Рисунок 6



(здесь индекс 1 соответствует пролету длиной R1, а индекс 2 - соседнему мешающему пролету длиной R2;

PT max – максимальная допустимая мощность шумов в канале (обычно принимается 40000 пВтО);

, (6)


F1() – защитное действие приемной антенны в заднем полупространстве, определяемое по огибающей диаграммы направленности (подставляется относительное значение по мощности). Его величину определяют по кривым на стр. 44 – 119 [10] ;

ТЧ – коэффициент ослабления помехи в канале ТЧ, зависящий от числа каналов и ∆fк. При загрузке минус 15 дВмО и числе каналов от300 до 1020 ТЧ = 126 (21дБ), а для 1320 – 1920 каналов ТЧ = 79,4 (19дБ). При загрузке минус 15 дВмО указанные выше величины увеличиваются в 1,58 раза (на 2 дБ).

В тех случаях, когда используется 4 – частотный план или антенны с большим защитным действием (более 65дБ), вторым слагаемым в формуле (5) можно пренебречь.

При РТ max = 40000 пВтО расчеты удобно вести по формуле



Vmin ТЧ j = 44 – KТФ+ а CВ j – GПД – GПМ + а АФТ j , (7)

где коэффициент системы для телефонного ствола КТФ берется из паспортных данных аппаратуры или рассчитывается по (7.16) [1].
6.2 Передача сигналов телевидения
Во многих практических случаях расчет Vmin можно производить по упрощенной формуле

, (8)

где

ТВ = 200 (23 дБ) при (uc2/uш2)МАХ = 7,96*104 (49 дБ);

ТВ = 158 (22 дБ) при (uc2/uш2)МАХ = 3,16*104 (45 дБ),
В тех случаях, когда влиянием с обратного направления можно пренебречь,

Vmin ТВ j = 20lg(uc/uш)МАХ – KТВ+ а j – GПД – GПМ + а АФТ j , (9)
где коэффициент системы для телевизионного ствола КТВ берется из паспортных данных аппаратуры или рассчитывается по (7.25) [1].
6.3 Определение Vmin в ЦРРЛ

При учете приема мешающего сигнала с обратного направления, которое имеет место в случае использования двухчастотного плана,
VminЦРРЛj = Vmin 0j + ∆VОБР, дБ, (10)
где Vmin 0j = РПОР(10-3) – 10lg PПД + а j – GПД – GПМ + а АФТ j ;
РПОР(10-3) – пороговое значение мощности полезного сигнала на входе приемника, дБВт, при котором вероятность ошибок составляет 10-3;

∆VОБР – учитывает ухудшение отношения сигнал/шум на входе приемника из-за сигналов обратного направления.

Для отечественных систем “Радан- 2 ”, “КУРС-8-02” и “Ракита - 8” РПОР(10-3) = -124дБВт. Поправочное слагаемое ∆VОБР в формуле (10) можно рассчитать по формуле
∆VОБР? 7,5*10-3(19,3 + 9 lg K+ 10 lg q1)2,5, дБ, (12)
где К - число уровней манипуляции при ОФМ или КАМ.
7 ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ УСТОЙЧИВОСТИ РАБОТЫ РРЛ
7.1 Определение минимальной мощности сигнала на входе

приемника

Минимальная мощность приемника должна быть больше мощности

порога срабатывания замещающего генератора Рпор, которая для разных систем лежит в пределах 2,5 – 25пВт. Конкретные значения можно найти в паспортных данных аппаратуры.
7.2 Расчет устойчивости РРЛ при одинарном приеме

Суммарный процент времени, в течение которого мощность шума


РШ в канале ТЧ на конце линии, состоящей из n пролетов, превышает предельно допустимую величину РШ max, а отношение uш2/uc2 в телевизионном канале превышает (uш2/uc2)max, определяется формулами:
, (13)
, (14)

В цифровых системах передачи
. (15)

Здесь приняты обозначения:
Тi = T0i(Vmin) + TИi(Vmin)+ TД(Vmin) (16)
Т1-4i( PШ max) – процент времени, когда PШ > PШ max при приеме сигнала с 1-й на 4-й станции (через три пролета), а n1-4- число станций, для которых условие «зигзагообразности» не выполняется ;

ТВНi( PШ max) – процент времени, когда PШ > PШ max при приеме внешних помех, а nВН- число станций, на которых эти помехи принимаются;

и - процент времени, когда из-за приема сигнала с первой на четвертой станции и внешних помех соответственно;

Тi-4i(10-3) и ТВН i(10-3) – процент времени, когда на входе ЦРРЛ РСШ>10-3

при приеме сигнала с первой на четвертой станции и от внешних помех.

В настоящее время не существует рекомендаций МККР и Норм ЕАСС на качество каналов РРЛ, учитывающих совокупности воздействия всех указанных выше факторов. Однако можно принять, что сумма второго и третьего слагаемых в формулах (13)-(15) не должна превышать 0,1ТДОП.

При невыполнении условия "зигзагообразности" составляющие

Т1-4i можно рассчитать по методике, изложенной на стр.138-140 [9]. Что касается составляющей ТВН i, то она находится исходя из конкретной электромагнитной обстановки.

7.3 Расчет составляющей Т0(Vmin)

Для наиболее распространённого рельефа, когда препятствие удовлетворительно аппроксимируется выпуклой сферической поверхностью, расчет производится в следующей последовательности.

При R50 км Т0(Vmin) определяются из графика на рис.9.44 по параметру , который рассчитывается по формуле (9.137). Входящая в эту формулу величина Р() определяется по (9.36) при g=. Необходимо помнить, что параметр А в (9.138) рассчитывается с учетом (9.19).

Значение Р(0) определяется по графику на рисунке 9.13 по найденному ранее Vmin и параметру препятствия =0. Величина последнего рассчитывается по (9.56).

При R >50 км следует пользоваться соотношениями (9.141), (9.142).

В этом случае параметр  находится по (9.56) - (9.57) при

g=30*10-8 1/м.

Если на пролете имеются два удаленных друг от друга препятствия, величина Р(g0) рассчитывается по (9.143).

Просвет на трассе считается выбранным правильно, если в среднем по линии

Т0(Vmin)0,1ТГЭЦRi/LГЭЦ , %

Здесь ТГЭЦ и LГЭЦ берутся из таблицы 1 в которой приведены значения для проектирования РРЛ на территории бывшего СССР [9].

Если окажется невыполнимым критерий (17), то просвет увеличивают и повторяют расчет Т0(Vmin).

Таблица 1 Допустимые проценты времени ухудшения показателей

Качества РРЛ на гипотетических эталонных цепях





Наименование сети

Длина гипотетической цепи LГЭЦ, км

Процент времени, в течении которого допускается ухудшение показателей качества РРЛ, Т ГЭЦ, %

Аналоговые РРЛ

Цифровые РРЛ

Магистральная

2500

0,1 – 0,15

0,054

Зоновая

1400

600

0,1 – 0,15

0,1 – 0,15

0,0735

0,0315

    1. Расчет составляющей ТИ(Vmin)


Расчет интерференционной составляющей производится в зависимости от характера местности на пролете.

Пересеченные пролеты. Для них величину ТИ(Vmin) находят по (9.152), полагая Q = 1, а Т(∆) берут из рисунка 9.47 или по формуле (9.147).

Слабопересеченные пролеты. К ним относятся трассы, где отражением радиоволн от подстилающей поверхности земли пренебречь нельзя. Это морская поверхность, сухопутные интервалы с неровностями земной поверхности, удовлетворяющими условию (9.43), а также с гладким выпуклым рельефом, для которых коэффициент расходимости Dn > 0,8. На таких пролетах ТИ(Vmin) рассчитывается по (9.152), где величина Q находится по рисунку 9.49 и 9.51 по параметру f [ P(q), A]. Последний определяется по (9.153) или рисунку 9.50 при П = Пmax, где Пmax вычисляется по (9.151). В том случае, когда проверка по (9.147) дает Dn < 0,8 , принимают Q = 1.

Если на трассе имеется препятствие, исключающее возможность попадания приемной антенны в первый интерференционный минимум (n_ =1) при всех значениях от g до gКР, то приближенно при P(g) < 3,88 Q = 1. Когда же P(g) > 3,88, то расчет производится с учетом Q.

Так с ростом просвета Н величена Т0(Vmin) уменьшается, а ТИ(Vmin) возрастает, то следует задаться несколькими значениями просвета, и выбрать такой, при котором Т0(Vmin) + ТИ(Vmin) будет иметь минимальную величину.


7.5 Расчет составляющей ТД(Vmin)
Нахождение ТД(Vmin) производится для условно “наихудшего” месяца. Как видно из таблицы 9.11. и рисунков 9.52.- 9.54., в разных географических районах наиболее интенсивные осадки наблюдаются в разное время года. Определение ТД(Vmin) производится для линий, работающих на частотах 8; 11 ГГц и выше. Расчет следует проводить для наиболее тяжелого случая, то есть горизонтальной поляризации радиоволн.

Расчет рекомендуется производить в следующей последовательности:

а) воспользовавшись графиком зависимости равновероятных значений множителя ослабления от интенсивности осадков, определить Jmax для пролета заданной протяженности при V = Vmin.

Для расчетов в диапазоне 8 ГГц можно использовать кривые на рисунку 9.59, а в диапазоне 11ГГц – в приложении Г;

б) по рисунку 9.52. найти номер климатического района по таблице 9.11. определить номер кривой статистического распределения интенсивности дождей. Воспользовавшись рисунками 9.53.и 9.54, найти ТД(Jmax), которое соответствует Jmax определенному выше. Искомая величина ТД(Vmin) =ТД(Jmах).

ПРИМЕЧАНИЕ. Из-за увеличения вероятности ошибки, вызванных селективностью интерференционных замираний при многолучевом распространении радиоволн, реальный энергетический запас на ЦРРЛ оказывается меньше, чем определяется (10), особенно при многоуровневой манипуляции и высоких скоростях передачи. Для учета этого эффекта вводится минимально допустимое значение множителя расслабления Vmin ЭФ, а расчет ТИi(Vmin) производят, как и в случаи аналоговых РРЛ по (9.152), полагая Vmin= Vmin ЭФ. Кривые для прохождения Vmin для систем 8 ОФМ и 16 КАМ можно найти на стр. 179 – 182 [9]* ; для систем 2 ОФМ и 4ОФМ Vmin Vmin ЭФ.

Все приведенные выше формулы получены в предположении, что погрешность построения профилей полетов РРЛ равна нулю. В реальных условиях к рассчитанной величине пролета просвета Н необходимо добавить ошибки карт, используемых для построения профилей, которые можно найти в таблице 9.4. [3].


    1. Проверка устойчивости РРЛ при одинарном приеме


При выполнении условия “зигзагообразности” трассы оценку устойчивости РРЛ протяженностью L км, производят по формуле:

, (18)

где ТДОП = ТГЭЦ L / LГЭЦ , % . (19)

На правильно спроектированной РРЛ указанная выше норма должна выполняться не только на всей линии, но и на каждой секции.


    1. Расчет устойчивости РРЛ при поствольном резервировании


При поствольном резервировании переключение на резервный ствол производится на оконечных и узловых станциях. Поэтому на линии, состоящей из m участков резервирования,
, (20)

г

%

(21)
де

Здесь nУ – число пролетов на участке резервирования; k– число рабочих стволов; qp – учитывает часть времени, когда резервный ствол не используется для резервирования при замираниях (на пересеченных пролетах qр  0,08; на слабопересеченных qр 0,15).




Эмпирический коэффициент Сfi находится из рисунка 9.61. На пересеченных пролетах можно воспользоваться (9.172.).

В диапазоне 8 ГГц расчет ТУЧ j следует производить по формуле



(21`)

,


где Jf , берется из графика на рисунке 9.62.

Далее по формуле (20) находят ТРРЛ. Затем задаются несколькими новыми вариантами подвеса антенн на пролетах и повторяют расчеты. Останавливаются на том варианте, при котором высота антенных опор будет минимальной и выполняются условия: ТРРЛ< ТДОП, а также (2) и (17).

Если норма ТДОП не выполняется, то следует на отдельных пролетах, где ТИ(Vmin) относительно велико, применять разнесенный по высоте прием (стр.293-294 [3]).


8 ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ШУМОВ В КАНАЛАХ

АНАЛОГОВЫХ РРЛ
При проектировании РРЛ производится расчет мощности шума в каналах ТЧ и отношения сигнал/шум в телевизионном канале.

Определяются как среднее значение среднеминутной мощности шумов (отношение сигнал/шум), так и значения, которые могут превышать не более, чем в 20-ти процентах времени любого месяца.


8.1 Расчет мощности шумов в канале ТЧ
Значение среднеминутной мощности шумов в верхнем канале ТЧ на конце РРЛ, состоящей из n пролетов при m модемных участках



, пВт0 (22)


Где РТi- мощность шумов, создаваемых приемником на i-м пролете РПП и РГ – мощности шумов, вносимых одним приемо-передатчиком и гетеродинным трактом;

РМД и РРЕЗ – мощности шумов, вносимых модулятором-демодулятором ( включая и оконечную аппаратуру телефонного ствола) и аппаратурой резервирования на модемном участке;

РАВТi - мощность шумов, вносимых АВТ 1-го пролета;

РМCi - мощность шумов, вызываемых мешающими сигналами.

Значения РПП, Р Г, Р МД и РРЕЗ берутся из паспортных данных аппаратуры (приложение 5).

Для определения среднего значения мощности шумов и шумов превышаемых не более чем 20% времени, необходимо подставить в (22) соответственно РТi или РТi (20%), рассчитываемые по (8.7), а также

РМCi или РМCi (20%).

Определенные удобства имеет расчет шумов через коэффициент системы КТФ:



(23)


где аПРi – суммарные потери на пролете:
а
(24)
ПРi= аСВi- GПД – GПМАВТi-Vi , дБ.
Для нахождения РТi в (24) подставляется Vi = Vi , а для

РТi(20%) – Vi = Vi(20%).

Величина Vi определяется по кривым на рисунке 9.13 при Р(g)=P(g) и соответствующем значении параметра препятствия . На открытых пересеченных пролетах Vi 0 дБ, а



дБ. (25)

Где Ri подставляется в километрах, а рабочая частота f в гигагерцах.

Н
дБ. (26)
а слабопересеченных пролетах





При небольших просветах на трассе (Р(g)<1) определяют VРЕФ(20%) по кривым на рисунке 9.13 и VТР(20%) по формулам (25-26), а результирующее значение

, дБ. (27)
Мощность шумов PАВТ1, создаваемых двумя антенно-фидерными трактами на пролете, зависит от их схемы, используемых волново­дов, числа передаваемых каналов.

Необходимые данные можно найти в [9, стр. 34-37] или в прило-жении Ж.

8.2 Расчет мощности шумов, вызванных мешающими сигналами
Мешающие сигналы PМСi образуются из сигналов РОБРi, прини­маемых с обратного направления: сигналов, приходящих с первой станции на четвертую при невыполнении условия "зигзагообразности"

P1- 4i: помехами от соседних стволов, когда работа произво­дится одновременно на четных и нечетных стволах pCi, и помехами от других РРЛ и спутниковых систем передачи РВПi

, (28)

На отдельных пролётах ряд слагаемых в (28) может отсутство­вать. В том случае, если условие "зигзагообразности" на линии выполняется,

Pi-4i(20%) 0. При работе только на четных иди не­четных стволах PСi0.

Определение РОБР производится, когда на линии применяется 2-х частотный план. Расчеты проводят по формуле
(29)
где ТЧ- коэффициент ослабления помех в канале ТЧ. При загрузке в минус 13 дБм на один канал: для 300-1220 каналов ТЧ = 21дБ, а для 1320-1920 берется равным 19 дБ.

Для рассматриваемого левого пролета,
ZОБРi(20%)=Vi(20%)++10lg qi , Дб. (30)
Среднее значение множителя ослабления для мешающего сигнала находится из рисунка 9.13 при P(q)=P(g), a qi по формуле (5) разд.6.1.

8.3 Проверка выполнения норм на и PШ(20%)

После вычисления по формуле (22) суммарной мощности шумов на выходе канала ТЧ и PШ(20%) производят проверку выполнения норм. Найденные значения шумов на РРЛ длиной L (км) не должны превышать значений, указанных в таблице2.

Таблица 2. Рекомендуемые для проектирования значения допустимой мощности шумов в каналах ТЧ

Наименование сети

Протяженность гипотетической цепи, км

РШ.ДОП.(20%), пВт0

Магистральная

Зоновая

2500

1400

600

3,25L

3,5L

4L




    1. Расчет отношения сигнал/шум в канале изображения


Расчеты удобно производить по формуле
(30)
где (Uш2/Uc2)Ti - отношение квадрата визометрического напряжения шума, создаваемого 1-м приемником, к квадрату размаха сигнала, вычисляемое по (5.34) [1].

При этом для нахождения среднего значения (Uш2/Uc2) в (5.34) подставляется Рс.вх = Pпpi, а для определения
(Uш2/Uc2)20%- Р С.ВХ = PПPi(20%)
Отношения (Uш2/Uc2)Г(МД) учитывают шумы, вносимые в канал гете­родинными устройствами (модемами). Их обратные значения приво­дятся в паспортных данных аппаратуры в логарифмической форме:

ВГ(МД) , дБ (приложение Б). Отсюда:
(Uш2/Uc2)Г(МД)= 10.-0,1 Вг(мд)

Три последние суммы в (30), обозначенные индексами ОБР.i, 1-4i и МСi, учитывают возрастание шумов от приема сигналов с обратного направления, приема с первой на четвертую станцию и мешающими сигналами на данном пролете. При выполнении условия "зигзагообразности" члены с индексом 1-4i не учитываются. Величина:
(31)
где ТВ приведено в разд.6.2.

По завершении расчета для всей линии находят

и проверяют выполнение условия:

а) на магистральной РРЛ при 280 < L < 2500 км

QТВ> 61 - 10 lg (L/2500) , Дб ; (32)

б) на зоновой 200 < L < 600 км

QТВ > 61 - 10 lg (L/600) , Дб . (33)

9 СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ СТАНЦИЙ
По заданию требуется составить структурные схемы ОРС, ПРС и УРС. Схемы станций составляются на основе типовых комплектаций, приведенных в описаниях аппаратуры. Следует помнить, что число и вид стволов в курсовом проекте не всегда совпадает с типовой комплектацией. Антенно-фидерный тракт на структурных схемах изображается схематически (показываются только антенна, верти­кальный волновод и поляризационный селектор). При составлении структурных схем следует руководствоваться [4, 5, 7].

Глава должна содержать краткое описание каждой из трех схем с указанием наименований используемых стоек. Условные обозначе­ния элементов схем должны соответствовать требованиям ГОСТа. При­нятые сокращения на схемах поясняются в тексте.

Особое внимание следует обратить на составление схемы стан­ции, на которой производится выделение части телефонных каналов и ответвление программы телевидения.

Структурные схемы рекомендуется выполнять на миллиметровой бумаге карандашом.
10 ОФОРМЛЕНИЕ КУРСОВОГО ПОЕКТА
10.1 Курсовой проект состоит из пояснительной записки и одного демонстрационного листа.

Пояснительная записка должна содержать не более 40-45 страниц и оформляется в соответствии с требованиями, изложенными в [1], [2].

10.2 Демонстрационный лист форматом А1 выполняется каран­дашом и должен иметь рамку и штамп. Лист подписывается исполни­телем и консультантом.

10.3 Титульный лист пояснительной записки оформляется в следующем виде:

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

КАФЕДРА "РАДИОТЕХНИКА"

РАДИОРЕЛЕЙНАЯ ЛИНИЯ АКТЮБИНСК-КОМСОМОЛЬСКИЙ НА АППАРАТУРЕ КУРС-2М

Курсовой проект по дисциплине

"Системы радиосвязи и телевещания"

Руководитель

доцент Иванов И. И.

Исполнитель

ст.гр. РРТ-91-1

Петров П.П.____


Алматы 2000

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Радиорелейные и спутниковые системы передачи: Учебник для вузов/ Под ред. А.С.Немировского. - М.: Радио и связь, 1986.-392 с.

2. Системы связи: Учебник для вузов/ Под ред. Н. И. Калашнико­ва, - М.: Радио и связь, 1988. - 352 с.

3. Справочник по радиорелейной связи. /Каменский Н.Н., Мо­дель А.М., Надененко Б.С. и др./; Под ред. С.В.Бородича. - М.: Ра­цио и связь, 1981. - 416 с.

4. Мордухович Л.Г., Степанов А.П. Системы радиосвязи. Кур­совое проектирование: Учебное пособие для вузов. - М.: Радио и связь, 1987. - 192 с.

5. Тимищенко М.Г. Радиорелейные системы передачи прямой видимости. - М.: Радио и связь, 1982. - 208 с.

6. Галиулин Ш.Г., Гольдберг Л.М.. Овсянников А. И. и др. Ос­новы проектирования сооружений связи. - М.: Радио и связь, 1981.-168 с.

7. Рихтер С. Г., Родионов В. В., Иванов Д.И. Основные харак­теристики и принцип действия современной радиорелейной аппарату­ры ГТТ-70: Учебное пособие. - М. 1985. - 114 с.

8. Баторин И.Г., Ковриго В.М. и др. Строительство и монтаж сооружений связи/ Под ред. В. И. Максимова, В.С.Ромбро. - М.: Радио и связь, 1981. - 320 с.

9. Методика расчета трасс аналоговых и цифровых РРЛ прямой видимости. Том I. - М., 1987. - 197 с.

10. Методика расчета трасс аналоговых и цифровых РРЛ прямой видимости. Том II. - М., 1987. - 130 с.

11. Георгиев Ю.Ф., Яхъяев Э.А., Единые правила графического оформления студенческих работ: Методические указания к выполнению семестровых заданий, курсовых и дипломных проектов. 1 часть.- Алматы: АЭИ, 1993.- 50 с.

12. Георгиев Ю.Ф., Яхъяев Э.А. Единые правила графического оформления студенческих работ. Методические указания к выполне­нию семестровых заданий, курсовых и дипломных проектов. 2 часть.- Алматы: АЭИ, 1994.- 38 с.

Приложение 4


Название аппаратуры

Радан-МГ

Мини-Линк 7Е

Мини-Линк 15Е

Мини-Линк 18Е

Мини-Линк 23Е

Мини-Линк 26Е

Диапазон частот, ГГц

10,7-11,7

7,1-7,7

14,4-15,35

17,7-19,7

21,6-23,6

24,8-26,5

Средняя длина волны, см

2,7

3,7

2,0

1,6

1,3

1,2

Система резер вирования




1+0

1+1

1+0

1+1

1+0

1+1

1+0

1+1

1+0

1+1

Мощность передатчика, Вт

0,6

0,63

0,3

0,25

0,12

0,1

Коэффициент шума, ед/дБ


8
















Диаметр антенны, м

1,2

0,6

1,2

2,4


0,6

1,2

0,3

0,6

1,2

0,3

0,6

1,2

0,6

1,2

Коэффициент усиления антынны, дБ

41,5

30,6

36,4

42,5

35,5

42,5

32,7

37,7

44,6

34,0

39,5

46,1

35,5

41,0

Полоса пропускания, МГц



















Пропускная способность




2х2Мб/с

4х2/8Мб/с

2х8Мб/с

17х2Мб/с

2х2Мб/с

4х2/8Мб/с

2х8Мб/с

17х2Мб/с

2х2Мб/с

4х2/8Мб/с

2х8Мб/с

17х2Мб/с

2х2Мб/с

4х2/8Мб/с

2х8Мб/с

17х2Мб/с

2х2Мб/с

4х2/8Мб/с

2х8Мб/с

17х2Мб/с

Расчетная дальность, км

30

50

50

50

40

30


Задание к курсовому проекту





Направление Область

Первая буква фамилии А-К

Первая буква фамилии Л-Я

1

Алматинская

С-Ю

З-В

2

Актюбинская

С-Ю

З-В

3

Акмолинская

С-Ю

З-В

4

Атырауская

С-Ю

З-В

5

Восточно-Казахстанская

С-Ю

З-В

6

Западно-Казахстанская

С-Ю

З-В

7

Карагандинская

С-Ю

З-В

8

Мангыстауская

С-Ю

З-В

9

Павлодарская

С-Ю

З-В

0

Южно-Казахстанская

С-Ю

З-В

Область выбирается по последней цифре номера зачетной книжки


Предпоследняя цифра номера зачетной книжки



Полоса, ГГц

1

4 или 15

2

2 или 12

3

L6 или 14

4

7 или 31

5

8 или 38

6

11 или 55

7

13 или 1,4

8

18 или U6

9

23 или 5

0

27 или 10


L6 – 5,85-6,425 ГГц; U6 – 6,425-7,11 ГГц




Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации