Лабораторна робота №1

Розрахунок висоти підвісу антен

радіорелейних ліній прямої видимості

Мета роботи: ознайомлення з основами побудови профілю трас з врахуванням рельєфу пересіченої місцевості та набуття практичних навичок розрахунку висоти підвісу антен радіорелейних ліній прямої видимості.

1. Особливості розміщення станцій радіорелейних систем.

Прийом та передача СВЧ сигналів на радіорелейній станції відбувається на різних частотах для уникнення виникнення паразитних зв’язків між входом приймача і виходом передавача та між приймаючими і передаючими антенами. Тому для передачі сигналів по одному радіостволу в одному напрямку зв’язку необхідно використовувати дві частоти. Для передачі сигналів у зворотньому напрямку можуть бути використані або ті ж дві частоти (двочастотна система), або дві інші частоти (чотирьохчастотна система).

Двочастотна система (рис.1а) економічна з точки зору використання смуги частот, виділеної для радіорелейного зв’язку у даному діапазоні, однак потребує високих захисних властивостей антен від прийому сигналів із зворотного напрямку. При двочастотній системі використовуються рупорно-параболічні, високоякісні осесиметричні антени та інші типи антен, які мають захисну дію  6070 дБ.

Чотирьохчастотна система (рис.1б) допускає використання більш простих і дешевих антенних систем. Однак кількість дуплексних радіостволів, яка може бути створена у даній смузі частот при чотирьохчастотній системі, у 2 рази менша, аніж при двочастотній системі. Як правило, у сучасній радіорелейній апаратурі використовується двочастотна система. Чотирьохчастотна система, частіше використовується на РРЛ з перископічними антенами у діапазоні 2 ГГц.

Рис.1. Двочастотна (а) та чотирьохчастотна (б) системи. (4 см)

Частоти прийому і передачі у одному радіостволі РРЛ чергуються від станції до станції. Станції, на яких прийом відбувається на більш низькій частоті, а передача на більш високій частоті, позначаються символом "НВ", а станції, на яких прийом відбувається на більш високій частоті, а передача на більш низькій, позначаються символом "ВН". Повторення через інтервал РРЛ одних і тих же частот допустимо, оскільки у діапазонах дециметрових і сантиметрових хвиль при відсутності прямої видимості між антенами радіорелейних станцій, розміщених через три інтервали, послаблення сигналу, як правило, досить велике. Однак, при певних умовах розповсюдження радіохвиль, наприклад, при підвищеній рефракції, можливий прийом сигналу від станції, віддаленій на три інтервали (минаючи дві станції), що призводить до значних спотворень передаючих сигналів. Для уникнення цього станції РРЛ повинні розміщуватися на ламаній лінії для того, щоб паразитний сигнал додатково послаблювався завдяки направленим властивостям антен (рис.2).

Рис.2. Схема ділянки траси РРЛ.

2. Профіль траси.

Рельєф місцевості при розрахунку і проектуванні РРЛ враховується за допомогою профілів інтервалів ліній.

Рис.3. Профіль траси.

Профіль траси відображає вертикальний розріз місцевості між сусідніми радіорелейними станціями з усіма висотними відмітками, включаючи будови, ліс і т. д. (рис.3). На профілі траси необхідно вказувати водні поверхні: ріки, болота, водосховища. Побудова поздовжніх профілів виконується з допомогою топографічних карт після попереднього вибору траси. Спочатку використовують карти масштабу 1:100000 та 1:50000. В подальшому окремі відрізки, включаючи критичні точки, місця встановлення станції поблизу населених пунктів та інше, уточнюються по картах більш великого масштабу (1:25000, 1:10000 і т.д.) або безпосередньо на місцевості. На сьогоднішній день для побудови профілів інтервалів РРЛ використовується також метод аерофотозйомки. На практиці для задовільних розрахунків трас точність побудови профілів на критичних ділянках повинна бути не гірше 3 м. У таблиці №1 вказані можливі середні помилки в метрах, які виникають із-за неточності карт різного масштабу.

Граничні помилки не перевищують подвоєної величини середньої помилки. Метод аерофотозйомки у більшості випадків дає помилки не більше 3 м.

Таблиця №1

Середні помилки, обумовлені неточністю карт

Характер	Значення середньої помилки, м, для масштабу карти
місцевості	1:10 000	1:25 000	1:50 000	1: 100 000
Плоско-рівнинна Рівнинно-горбиста і рівнинна заселена Гірська, передгір’я, піщані пустелі Високогір’я	1 1 2,5 	1 2 2,5 5	3 4 5 10	6 9 10 20

Для зручності при побудові профілів використовується параболічний масштаб. Профілі будують у прямокутних координатах, відкладаючи відстані не по дузі кола, як у дійсності, а по осі абсцис, а висоти - не по радіусах, а по осі ординат. У цьому випадку лінія, що зображає на профілі рівень моря або інший умовний нульовий рівень, від якого відкладаються всі висоти, має вигляд параболи:

,	(1)
де ;	(2)

 відносна координата заданої точки;  відстань між точками передачі та прийому,  відстань до біжучої точки, =6370 км  геометричний радіус Землі.

Побудова профілю виконують у наступній послідовності (див. рис.3):

1. На топографічній карті з’єднують прямою лінією пункти установки сусідніх радіорелейних станцій, намічені в результаті розробки траси РРЛ.

2. Визначають довжину інтервалу , максимальний перепад висот h рельєфу місцевості на трасі і вибирають масштаб для побудови профілю. Рекомендовані масштаби висот і відстаней подані у таблиці 2.

3. Наносять лінію, що зображає рівень моря (або умовний нульовий рівень), при цьому координати точки визначають по формулі (1) або за графіками на рис.4.

4. Користуючись топографічними картами, наносять висотні відмітки точок відносно умовного рівня і з’єднують їх лінією.

Таблиця №2

Рекомендовані масштаби для побудови профілів

R0, км	Масштаб відстаней	h, не більше, м	Масштаб висот
3 75 100 190	1:100 000 1:200 000 1:250 000 1:500 000	100 250 50 150 450 1 100 70 300 1 050 5 500 400 2 200 5 000	1:500 1:1000 1:500 1:1 000 1:2 000 1:4 000 1:1 000 1:2 000 1:4 000 1:20 000 1:400 1:10 000 1:20 000

Рис.4. До побудови профілю траси. (12 см)

5. На профілі наносять місцеві предмети.

6. Знаючи висоту підйому передаючої та приймаючої антен h₁ і h₂, проводять лінію АВ, яка з’єднує точки розміщення передаючої А і приймаючої антени В.