Зертханалық жұмыс № 7 Цифрлы радиорелейлі станция (ррс) жұмысын зерттеу

Жұмыстың мақсаты: Цифрлы Радиорелейлі станцияның негізгі жұмыс істеу принципімен, техникалық шарттармен танысу, жұмыс сенімділігін есептеу.

Цифрлы радиорелейлі станциянының жұмысын зерттеу.

Радиорелейлі станция жұмысының сенімділігін есептеу.

Сенімділік деп құрылғы немесе жүйенің (элементтің) басты түрде өзінің істен шықпау, жөндеуге болатын және жүйеге орнатылған көлемде тапсырманы орындауды қамтамасыз ететін қасиеті болып саналады.

Істен шықпау жұмысының ықтималдылығы P(t) арқылы белгіленеді және келесі қасиеттерге ие:

0  P(t)  1

Р(0) = 1, Р() = 0

Істен шықпау жұмысының ықтималдылығы келесі суретте көрсетілген.

7.1-сурет.Уақыт аралығында істен шықпау жұмысы ықтималдылығының өзгеру графигі

Графикте уақыт өткен сайын ол төмендейтіні көрініп тұр. Көптеген элементтер үшін, әсіресе электровакуумды құрылғылар үшін көптеген жағдайда P(t) экспоненциалды заң бойынша өзгереді деп болжанады.

Сенімділікті істен шығу ықтималдылығы бойынша бағалауға болады. Істен шығу сенімділікпен қарама-қарсы жағдайлар болғандықтан, келесі түрде көрсетіледі:

q(t) = 1 – p(t), (8.1)

мұнда q(t) – істен шығу ықтималдылығы.

Істен шығу қарқындылығы – істен шығу жиілігінің жүйенің (элементтің) жұмысы кезінде қайта қалпына келтірілмейтін істен шықпау ықтималдылығына қатынасы болады.

(8.2)

Көптеген құрылғылары бар құрылғылардың істен шығу қарқындылығының графигі 2-суретте көрсетілген.

7.2-сурет. Уақыт бойынша аппаратураның істен шығу қарқындылығының өзгеру графигі

0 – t₁ аймағында істен шығу қарқындылығы төмендейді, элементтердің ішкі кемшіліктері бар болуына байланысты істен шығуымен түсіндіріледі. Егер элементтер алдынала тексерістен өтсе, бұл аймақ болмайды.

t₁ – t₂ аймағында істен шығу қарқындылығы шамамен бірдей болады. t  t₂ аймағындағы өсуі элементтердің тозуымен түсіндіріледі.

Техникалық шарттар

Антенналық жүйе параметрлеріне қойылатын талаптар

Антенналық жүйенің күшейту коэффициенті

Антеннатның өлшемдері жүйелік түсініктемесімен анықталады және РРС-тің определяются системными соображениями, техникалық документациясында көрсетіледі. Антенналық жүйенің күшейту коэффициенті 3 ГГц-ке дейінгі жиіліктер диапазоны үшін 13 дБ-тен кем емес, 3 ГГц-тен жоғары жиіліктер диапазоны үшін 28 дБ-дан кем болмауы керек.

РРС антеннаның поляризациясы сызықты болуы керек.

ГГц-ке дейінгі жиіліктер диапазонында жұмыс істейтін антенналар үшін кросс –поляризациалы байланыс 20 дБ-ден кем болмауы керек, 3 ГГц жоғары жиіліктер диапазонында 27 дБ-ден аз болмауы керек. Біруақытта екі поляризацияда жұмыс істейтін антенналар үшін кросс – поляризациалық байланыс в диапазоне частот до 3 ГГц-ке дейінгі жиіліктер диапазонында 25 дБ-ден аз болмауы керек, в диапазоне частот свыше 3 ГГц жоғары жиіліктер диапазонында кросс – поляризациалы байланыс 30 дБ ден аз болмауы керек.

Үлкен сыйымдылықты магистралды радиорелейлі жүйелерде кернеу бойынша антеннаның тұрақты толқын коэффициенті 1,08 ден аспауы қажет.

Жақтық аймақтар (боковых лепестков)

РРС бағыттаушы диаграмманың жақтық аймақтар деңгейі:

Для D/>100

G()=G_мах-2,510^-3(D/)² для 0<<_m

G()=G_i для _m<<_r

G()=32-25log  для _r<< 48

G()= - 10 для 48<< 180

мұнда G() – күшейту коэффициенті, дБ;

 - остен ауытқу бұрышы;

G_мах – антенның максимальды күшейту коэффициенті, дБ;

D және  - антенна диаметрі және толқын ұзындығы, м;

G_i – бірінші жақтық аймақтың күшейту;

_m=(20/D)(G_мах-G_i)^1/2, (градутер)

_r=15,85(D/)^-0,6, (градутер)

D/<100 үшін

G()=G_мах-2,510^-3(D/)² үшін 0<<_m

G()=G_i үшін _m<<_r

G()=52-10log(D/)-25log  үшін _r<< 48

G()= -10-10log(D/) үшін 48<< 180

Бірінші жақтық аймақтың салыстырмалы деңгейі

Бірінші жақтық аймақтың салыстырмалы деңгейі келесі формуламен есептеледі:

G₁=G_i-G (8.3)

G_i = 2 + 15lg(D/), дБ (8.4)

мұнда G – басты аймақтың күшейтілуі, дБ;

G_i – бірінші жақтық аймақтың күшейтілуі, дБ;

G₁ – бастысымен салыстырғанда бірінші жақтық аймақтың күшейтілуі, дБ;

D –антенна диаметрі, м;

 - толқын ұзындығы, м.

Антеннаның салыстырмалы қорғаныс әсері 40 дБ ден аз болмауы керек.

Электрлік стыке қойылатын талаптар

2048 кбит/с-ғы стык

Тарату жылдамдығы: 2048 кбит/с±5010^-6.

Код: жоғарғы тығыздықты үшінші ретті биполярлы код (HDB3).

Кіріс порттағы параметрлер:

Кіріс портқа келетін цифрлы сигнал берілген жоғарғы шарттарға сәйкес келуі және қосылу жұптар сипаттамаларымен сәйкестендірілген параметрлерге сәйкес келуі керек. Осы жұптың сөнуі _{заңына сәйкес келуі керек, ал} 1024 кГц _{жиілігіндегі өшулік} 0 - 6 дБ аралығында болуы қажет.

Сигнал түрі 3 суреттегі графикке сәйкес келуі керек.

Коаксилды жұптың сыртқы өткізгіштігі немесе симметриялы жұптың экраны шығыс портта жерлендірілуі қажет.

7.3-сурет. 2048 кбит/с стыктағы импульс маскасы

8448 кбит/с-ғы стык

7.4-сурет. 8448 кбит/с стыктағы импульс маскасы

34368 кбит/с-ғы стык

7.5-сурет. 34368 кбит/с стыктағы импульс маскасы

Күшейту коэффициенті:

G=(4R/)P₂/P₁ (8.5)

• атмосфералық қысым 645 тен 795 мм. рт.ст.-ке дейін

немесе дБ бойынша

G_dB=16,220886+10Lg R + 10 Lg F +(P_{2 (dB)} – P_{1 (dB)} )/2 (8.6)

Мұнда, R – антенналар арасындағы қашықтық, м;

 - толқын ұзындығы, м;

F – шағылу жиілігі, ГГц;

P₁ – шағылу қуаты,

P₂ – қабылдану қуаты.

Кросс-поляризационды байланыс параметрін өлшеу

Кросс – поляризационды байланыс AR келесі теңдеу бойынша есептелінеді:

AR_{(в разах)}=U_макс /U_мин. (8.7)

Немесе, егер дБ-мен болса:

AR_(дБ)=U_{макс (дБ)} – U_{мин (дБ)} (8.8)

Тапсырма:

8.1-кестедегі берілген нұсқа бойынша келесі мәндерді анықтау:

1.1 РРС бағыттау диаграммасының шеткі аймақ деңгейін анықтау

1.2 Бірінші шеткі аймақтың салыстырмалы деңгейін анықтау

1.3 Кросс- поляризациялы байланысты (развязка) есептеу және алынған мәліметтер бойынша антеннаның жиіліктер диапазонын анықтау

7. 1-кесте

Берілген нұсқа

№ варианта	φ, °	D, м	λ,cм	Uмакс	Uмин	R,км	P1	P2
1	15	0,3	15,8	400	20	15	16	12
2	20	0,6	16	700	35	17	20	16
3	80	0,9	20	1080	40	19	19	15
4	32	1,2	15	1215	45	18	32	28
5	16	0,3	19,5	625	25	20	29	25
6	23	0,6	17	1040	40	19	17	13
7	70	0,9	18,5	1080	45	16	30	26
8	19	1,2	15	1150	50	20	35	31
9	21	0,3	19,5	500	20	17	26	22
10	60	0,6	17	945	35	19	17	13
11	12	0,9	18,5	1120	40	15	28	24
12	17	1,2	15,8	780	30	17	30	26
13	22	0,3	16	625	25	20	18	14
14	13	0,6	20	1350	45	18	29	25
15	18	0,9	15	800	20	16	17	12

2. Радиорелейлі станция жұмысының сенімділігін есептеу

7.6-сурет. Уақыт аралығында үздіксіз жұмыс ықтималдылығының өзгеру графигі

График бойынша үздіксіз жұмыс ықтималдылығы мәндерін алып, істен шығу(отказ) ықтималдылығы мен интенсивтілігін анықтау, уақыт бойынша аппаратураның істе шығу қарқындылығының өзгеру графигін тұрғызу.

3 Сигнал импульсінің маскасын сызу, егер нұсқа бойынша келесі мәндер берілсе:

№	Сигнал формасына қойылатын шарттар
1	2048 кбит/с кбит/с жылдамдықтағы сигнал импульсінің маскасы
2	8448 кбит/с жылдамдықтағы сигнал импульсінің маскасы
3	34368 кбит/с кбит/с жылдамдықтағы сигнал импульсінің маскасы
4	2048 кбит/с кбит/с жылдамдықтағы сигнал импульсінің маскасы
5	8448 кбит/с жылдамдықтағы сигнал импульсінің маскасы
6	34368 кбит/с кбит/с жылдамдықтағы сигнал импульсінің маскасы
7	2048 кбит/с кбит/с жылдамдықтағы сигнал импульсінің маскасы
8	34368 кбит/с кбит/с жылдамдықтағы сигнал импульсінің маскасы
9	8448 кбит/с жылдамдықтағы сигнал импульсінің маскасы
10	2048 кбит/с кбит/с жылдамдықтағы сигнал импульсінің маскасы
11	8448 кбит/с жылдамдықтағы сигнал импульсінің маскасы
12	34368 кбит/с кбит/с жылдамдықтағы сигнал импульсінің маскасы
13	2048 кбит/с кбит/с жылдамдықтағы сигнал импульсінің маскасы
14	8448 кбит/с жылдамдықтағы сигнал импульсінің маскасы
15	34368 кбит/с кбит/с жылдамдықтағы сигнал импульсінің маскасы

0. Сызылған график көмегімен сигнал параметрлерін түсіндіру.

Бақылау сұрақтары:

1. Цифрлы РРС дегеніміз не?

2. РРС түрлері

3. РРС-тің негізгі құрылғылары және олардың атқаратын қызметтері қандай?

4. Радиорелейлі станцияның сенімділігін арттыру үшін не қажет?

5. Істен шығу ықтималдылығы, сенімділік, істен шығу қарқындылығы дегеніміз не?

6. Цифрлы РРС қандай режимде жұмыс істеуі мүмкін?

7. Мәліметтерді тарату жылдамдығына сәйкес цифрлы РРС аппаратурасы қандай түрлерге бөлінуі мүмкін?

8. Цифрлы РРС-тегі модуляция әдічтері қандай?

9. Антенналық жүйе неден тұрады?

Қолданылатын әдебиеттер тізімі:

1. Қ.И.Сәтбаев атындағы ҚазҰТУ 050719 «Радиотехника, электроника және телекоммуникация» мамандығына студенттеріне арналған «Телекоммуникация жүйесіндегі өлшеу әдістері мен құралдары» пәнінің оқу-әдістемелік кешені.

2. Бакланов И.Г. Технология измерений в современных телекоммуникациях. – М; Эко- Тренз, 1997.

3. Контроль качества в телекоммуникационных системах связи. Под редакцией Иванова А.Б. Компания САЙРУС Системс, 2001.

4. Интернет.