Проектирование радиорелейных линий телерадиовещательных станций наземного базирования

Расчетно-графическая  работа

Тема: «проектирование  радиорелейных линий телерадиовещательных станций наземного базирования»

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

1. Задание………………………………………………………….………..3
2. Построение профиля трассы без учета влияния тропосферы………...4
3. Расчет минимально допустимого множителя ослабления……............9
4. Выбор оптимальной величины просвета с учетом рефракции волны в тропосфере………………………………………………………………10
5. Проверка устойчивости работы радиорелейной линии в зоне обслуживания……………………………………………………………12
6. Расчет энергетических характеристик РРЛ РВ (ТВ) станций. Построение диаграммы уровней……………………………………….14
7. Построение схемы связи………………………………………………...16
8. Заключение……………………………………………………………….17

 

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;

σ_g= 6×10^-8, 1/м;

ε_зем = 30/м;

Коэффициент ξ = 2/м, определяющий появление отражающего поля тропосферы;

Число каналов ретрансляции ТФ: 300тф+2ШВ;

Дождевой район: 13;

Направление РРЛ трассы (ТВ или РВ): A-G;

Тип ствола или канала связи: аналоговый.

 

1 ЭТАП: 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

, км	0	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

   

   Для  оценки отражательной способности  земной поверхности в точке  отражения производится расчет  условий Рэлея:

,

где

Рис. 1 -Профиль трассы

=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

 

ВТОРОЙ ЭТАП: 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.

P_{1, дБВт}= дБВт.

Таблица 4

Параметры:	Пролет: A-G
hф1	0,34
hф2	0,49
	-128,888
	54.217
P1, Вт	1,6
P1, дБВт	2,041
	-36.129+-+-

ТРЕТИЙ ЭТАП: ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОЙ ВЕЛИЧИНЫ ПРОСВЕТА С УЧЕТОМ РЕФРАКЦИИ ВОЛНЫ В ТРОПОСФЕРЕ

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

V₀ = -14дБ.

 

=0;

,

где ;

%.

Следовательно %.

 

 

 

 

 

Параметры:	Пролет: A-G
	3
	0%
	%
	%
	74
	43
	61
	13

 

ЧЕТВЕРТЫЙ ЭТАП: ПРОВЕРКА УСТОЙЧИВОСТИ РАБОТЫ РАДИОРЕЛЕЙНОЙ ЛИНИИ В ЗОНЕ ОБСЛУЖИВАНИЯ

Необходимо проверить  требования МККР:

Известно, что 

  [%].

Значение T_g(V_min) определяется следующим выражением:

[ % ] .

Величина T₀(V_min) определяется из графика при выбранном значении

,  где 

; 

;

 

Из рис.3 определяем

V₀ = -13дб;

;

;+++

=0 по рис.4+++

 

 

 

 

Значение    получают из графиков и выражения

где  - коэффициент отражения;

;

 

 

;

;

 

;

;

%.

,

где 

  

.

 ,       

где  ; – статистическая функция распределения вероятности появления дождя с интенсивностью I_m  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
, %

ПЯТЫЙ ЭТАП: РАСЧЕТ ЭНЕРГИТИЧЕСКИХ 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.

ШЕСТОЙ ЭТАП: 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
4	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