Лабораторнаяработа № 7 Изучение работы цифровых радиорелейных станций (ррс)

Цель работы: Ознакомиться с основными принципами работы, техническими условиями РРС, а также вычислить надежность работы.

Изучение работы цифровых радиорелейных станций Вычисление надежности работы радиорелейных станций

Надежность есть свойство устройства или системы (элемента), обусловленное главным образом ее безотказностью и ремонтопригодностью и обеспечивающеевыполнение задания в установленном для системы объ­еме.

Вероятность безотказной работы обозначается через P(t) и обладает следующими очевидным свойством:

0 P(t)  1

Ясно, что:

Р(0) = 1, Р() = 0

Типичное изменение вероятности безотказной работы представлено на рис.8.2.

Рисунок 7.1. График изменение вероятности безотказной работы в течении времени

Видно, что с течением времени она уменьшается. Для большинства элементов и, в частности, для электровакуумных приборов в большинстве случаев полагают, что P(t) изменяется по экспоненциальному закону.

Надежность можно оценивать по вероятности отказа. Так как отказ и безотказная работа – события противоположные, то

q(t) = 1 – p(t), (8.1)

где q(t) – вероятность отказа.

Интенсивность отказов – отношение частоты отказов к вероятности безотказной работы не восстанавливаемой при работе системы (элемента). Определяется по формуле:

_(8.2)

Типичная кривая интенсивности отказов для устройств, содержащих большое число приборов приведена на рисунке 1.2.2.

Рисунок 7.2. Типичная кривая изменения интенсивности отказов аппаратуры во времени

Видно, что на участке 0 – t₁ интенсивность отказов резко уменьшается, что объясняется выходом из строя элементов, имеющих внутренние дефекты. Если элементы проходит предварительную тренировку, то этот участок отсутствует.

На участке t₁ – t₂ интенсивность отказов примерно одинакова. Рост ее на участке tt₂ объясняется износом элементов.

Коэффициент усиления антенной системы

Размеры антенны определяются системными соображениями, и указываются в технической документации на РРС. При этом коэффициент усиления антенной системы должен быть: для диапазона частот до 3 ГГц не менее 13 дБ, для диапазона частот свыше 3 ГГц не менее 28 дБ.

Боковые лепестки

Уровень боковых лепестков диаграммы направленности РРС должен удовлетворять, по крайней мере, в 90% пиков боковых лепестков диаграммы направленности, не превышающее:

Для D/>100

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

G()=G_iдля _m<<_r

G()=32-25log для _r<< 48

G()= - 10 для 48<< 180

Где G() – коэффициент усиления, дБ;

 - угол отклонения от оси;

G_мах – максимальный коэффициент усиления антенны, дБ;

D и  - диаметр антенны и длина волны, м;

G_i – коэффициент усиления первого бокового лепестка;

_m=(20/D)(G_мах-G_i)^1/2, (градусы)

_r=15,85(D/)^-0,6, (градусы)

Для D/<100

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

G()=G_iдля _m<<_r

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

G()= -10-10log(D/) для 48<< 180

Относительный уровень первого бокового лепестка

Относительный уровень первого бокового лепестка должен быть не более значения, вычисляемого по формуле:

G₁=G_i-G (8.3)

G_i= 2 + 15lg(D/), дБ (8.4)

Где G – усиление главного лепестка, дБ;

G_i– усиление первого бокового лепестка, дБ;

G₁ – усиление первого бокового лепестка, относительно главного, дБ;

D – диаметр антенны, м;

 - длина волны, м.

Относительное защитное действие антенны (отношение излучения в основном направлении к уровню в противоположном ) должно быть не менее 40 дБ.

Стык на 2048 кбит/с

Рисунок 7.3. Маска импульса на стыке 2048 кбит/с

Стык на 8448 кбит/с

Рисунок 7.4. Маска импульса на стыке 8448 кбит/с

Стык на 34368 кбит/с

Рисунок 7.5. Маска импульса на стыке 34368 кбит/с

В передающую антенну от генератора подается известная мощность P₁. На входе приемника контролируется принимаемая мощность P₂. При этом коэффициент усиления вычисляется по формуле:

G=(4R/)P₂/P₁ (8.5)

• температура окружающего воздуха от 15С до 35С;

относительнаявлажностьот 45 до 80 %;

• атмосферное давление от 645 до 795 мм.рт.ст.

Или, если в дБ

G_dB=16,220886+10LgR + 10 LgF +(P_{2 (dB)} – P_{1 (dB)} )/2 (8.6)

Где, R – расстояние между антеннами, м;

 - длина волны, м;

F – частота излучения, ГГц;

P₁ – мощность излучения,

P₂ – принимаемая мощность.

Измерение кросс - поляризационной развязки вычисляется кросс - поляризационная развязка AR по следующим формулам:

AR_{(в разах)}=U_макс /U_мин. (8.7)

Или, если в дБ

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

Задания к лабораторной работе

По варианту приведенной в 1-таблице найти следующие значения:

1. Найти уровень боковых лепестков диаграммы направленности РРС

2. Определить относительный уровень первого бокового лепестка

3. Вычислить кросс- поляризационную развязку и по полученным данным определить диапазон частот антенны

Таблица 7.1

Варианты по заданию

№ 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. Вычисление надежности работы радиорелейных станций

Рисунок 7.6. Изменение вероятности безотказной работы в течении времени

Получив значения вероятности безотказной работы по графику определить вероятность и интенсивность отказа, после построить график изменения интенсивности отказов аппаратуры во времени.

1. Начертить маску импульса сигнала, если по варианту даны следующие данные:

Таблица 7.2

Варианты по требованию к форме сигнала

№	Требования к форме сигнала
1	Электрический стык на 2048 кбит/с
2	Электрический стык на 8448 кбит/с
3	Электрический стык на 34368 кбит/с
4	Электрический стык на 2048 кбит/с
5	Электрический стык на 8448 кбит/с
6	Электрический стык на 34368 кбит/с
7	Электрический стык на 2048 кбит/с
8	Электрический стык на 8448 кбит/с
9	Электрический стык на 34368 кбит/с
10	Электрический стык на 2048 кбит/с
11	Электрический стык на 8448 кбит/с
12	Электрический стык на 34368 кбит/с
13	Электрический стык на 2048 кбит/с
14	Электрический стык на 8448 кбит/с
15	Электрический стык на 34368 кбит/с

3.2 С помощью начерченного графика объяснить параметры сигнала.

Контрольные вопросы:

1. Что такое цифровая РРС?

2. Виды РРС

3. Какие есть основные устройства и каковы их функции?

4. Что нужно для увеличения надежности радиорелейной станции?

5. Что такое вероятность отказа, надежность и интенсивность отказа?

6. В каких режимах может работать цифровая РРС?

7. В зависимости от скорости передачи данных в стволе на какие виды разделяется аппаратура цифровых РРС?

8. Методы модуляции в цифровых РРС?

9. Из чего состоит антенная система?

Список литературы:

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

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

3. Интернет.