Санкт-Петербургский государственный университет
телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
Курсовой проект
«РАСЧЕТ ЦИФРОВЫХ ТРОПОСФЕРНЫХ ЛИНИЙ»
Студент: Самойлов В. А.
Группа: МТ-71.
Преподаватель: Наследов Д.Д.
Санкт-Петербург
2011
Общая постановка задачи
Обоснование и расчет основных технических параметров ТРЛ и составляющих их тропосферных радиорелейных станций (ТРС) производится на основе технического задания (ТЗ), представляемого заказчиком. В ТЗ, как правило, формулируются требования к основным техническим характеристикам ТРЛ и ТРС, выработанные по результатам анализа предполагаемых условий их применения и эксплуатации. Кроме того, в ТЗ могут указываться некоторые требования к экономическим показателям ТРЛ.
В процессе проектирования ТРЛ возникают, как правило, следующие основные варианты постановки задачи:
1) проектирование и разработка аппаратуры ТРЛ;
2) выбор мест размещения станций ТРЛ, развертываемой между заданными
оконечными пунктами с использованием заданного типа аппаратуры ТРС, и расчет
устойчивости связи на проектируемой ТРЛ.
При проектировании и разработке аппаратуры ТРС принятие основных технических решений по их построению, их уточнение и детализация осуществляются на основе выбора и расчета энергетических параметров ТРЛ. Энергетический расчет является одним из наиболее сложных этапов принятия решений по техническому построению проектируемой ТРЛ и ТРС в целях реализации технических требований.
При проектировании ТРЛ с использованием существующей аппаратуры ТРС основной задачей является выбор мест развертывания ТРС и расчет устойчивости связи, которая должна соответствовать предъявляемым требованиям.
Исходные данные и цель расчета
Исходными данными для энергетического расчета ТРЛ являются:
L=2500 км - общая протяженность ТРЛ
m=7 - количество пролетов (ТРС) в ее составе
Географический район – Крайний север европейской части
Вид модуляции ДОФМ
Вид многочастотного сигнала – параллельный
кбит/с - скорость передачи цифровых сигналов
f = 0,8-1,2 ГГц - диапазон частот
Диаметр антенны ДА = 30м
Тип малошумящего усилителя (МШУ) приемника: НПУ неохлажденный параметрический усилитель
Целью энергетического расчета является определение основных энергетических характеристик ТРС: мощностей передатчиков, минимально допустимых мощностей сигналов на входах приемников, энергетических параметров антенно-фидерных трактов.
При энергетическом расчете критерием нарушения связи на ЦТРЛ, которое происходит при глубоких замираниях, считается увеличение вероятности ошибки, усредненной за время 1с, до величины
0,05𝓁/ 2500
0,05 × 2500 / 2500 = 0,05%
Для того, чтобы определить требования к качеству связи для каждого отдельного пролета, считают все пролеты энергетически равноценными, полагая допустимый процент времени нарушения связи на каждом, i-м, пролете
/m
0,05 / 7 = 0,007%
Расчет проводится для средней частоты диапазона f = 1 ГГц. Медианное месячное значение эквивалентного ослабления на i-м пролете
Длина волны определяется заданной в исходных данных частотой на средней частоте диапазона
λ = =0,3 м., где с = м / с.
Эквивалентное расстояние между ТРС i-го пролета Rэ можно найти при известных параметрах профиля пролета . Поскольку при расчете энергетических параметров ТРЛ последние могут быть не заданы, достаточно задаться максимально допустимыми углами закрытия предположить и задаться величиной h, равной средней высоте установки антенн на местности, для которой проектируется ТРЛ, над уровнем моря. Для дальнейшего расчета зададимся значением h = 80 м (принимая во внимание в основном равнинный характер местности в заданном географическом районе). Суммарный угол закрытия на пролете по исходным данным
()max = 0 рад.
h = 80 метров = 0,08 км. 8500 км.
0,08 км
Ro =𝓁/m = 2500 / 7 = 357.14 км.
Rэо = Rо + () = 357.14 + 0 · 8500 = 357.14 км.
Rэ = Rэо× =357.14×=
= 346.42 км.
Зададимся типами и размерами антенн. Пусть антенны - параболические двухзеркальные диаметром ДА = 30м. Тогда площадь апертуры
SA = π· / 4 = 3,14· / 4 = 2826 / 4 = 706.5 м2
Коэффициент использования поверхности антенны η=0,7. Тогда коэффициент усиления антенны на средней частоте диапазона равен
G =
G = = = 69017
Ширина главного лепестка диаграммы направленности антенны на уровне половинной мощности определяется по формуле
= 0 = 1,22 ·
Обычно антенны на всех ТРС одинаковы, поэтому считаем Gn = Gnp = G в дБ:
gn = gnp = g = 10 lgG = 10 lg(69017) = 48,389 дБ
Потери усиления антенн определяем по графику при
gn + gnp = 2g =2 x 48,389 =96,779 дБ
2g= 96,779 дБ тогда
Ослабление в фидерном тракте находится по формулам:
В соответствии с рекомендациями, величина в диапазоне дециметровых волн составляет обычно 2...3 дБ, а в сантиметровом диапазоне 3 ,5... 2 дБ
выберем дБ.
Полное затухание некоторых типов фидеров приведено в таблице
Тип волновода |
Частота, МГц |
Погонное затухание, дБ/ 100 м |
РК-75-7 1 |
500 1000 2000 |
4,8 6,0 7,5 |
ЭВГ-2 |
3400 3650 3900 |
4,5 4,0 3,6 |
ЭВГ-4 |
5670 6000 |
5,0 4,7 |
ЭВГ-6 |
6200 7900 |
4,5 8,0 |
ЭВГ-8 |
10800 |
16,0 |
Выберем РК-75-71 с погонным затуханием 7,5 дБ/100 м
Найдем длину фидера:
LГ= λ x 75 = 75 x 0.3 = 22.5м
lB = ДА / 2 + (2 ÷ 3) = 30/2 + 2,5 = 17,5м
lф = LГ + lB = 22,5 + 17,5 = 40 м.
L”ф = аф lф = 7,540/100 = 3дБ
Lф = L”ф + L’ф = 3+2 = 5 дБ
Медианное месячное значение множителя ослабления на i-м пролете Vм.мi, находим по кривым рисунка при f = 1 ГГц, - 346,42 км,
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000км
Vм.мi = -80дБ
Найдем медианное месячное значение эквивалентного ослабления на пролете, в дБ:
Vэ.м.мi =