книги из ГПНТБ / Челомбитько, В. И. Взаимная совместимость радиолиний [учеб. пособие]
.pdfПлотность радиолиний во всей зоне такая же, как и в пределах подзол.
2.3. Количественная оценка пространственной совместимости однородной совокупности направленных радиолиний (ОСHP)
На рис. 2.5 показано размещение в подзоне 5 Поднородной сово купности направленных радиолиний с учетом верхнего и правого краевых влияний. У крайней границы зоны мешания на удалении рг0 располагается тот конец следующей в ряду радиолинии, диа грамма направленности которой ориентирована встречно. Соседний ряд радиолиний размещается на границе зоны мешания, имеющей угол раствора равный \|,\
Рис. 2.5. Размещение в подзоне Sn однородной
совокупности направленных радиолиний, совместимых в пространстве с учетом верхнего и правого краевых влияний.
Угол раствора зоны мешания г|з определяется диаграммой на правленности антенных устройств. Этот угол берется таким, при котором на удалении гс на. границе зоны мешания создается допу стимый уровень помех соседней радиолинии, т. е. на границе зоны можно располагать соседнюю радиолинию.
В соответствии с рис. 2.5 линейные размеры подзоны равны:
li — N $ rc—(N1 —\)r с;
( 2.21)
Z2 = A'2rct g - | .
Тогда площадь подзоны определится соотношением:
(Р“ 1) {S у -гЛ ^с2 tg . |
( 2.22) |
2* |
19 |
Решая эту зависимость относительно общего количества радио линий в подзоне Nn = N lN2, получаем
N„ |
Sa |
N . |
(2.23) |
|
rc2( f i- l) t g |
ß -1 |
|||
|
|
|||
|
|
|
При значительных размерах подзон 5 П, в которых размещается большее количество радиолиний, вычитаемым членом в соотноше нии (2.23) можно пренебречь. Тогда
-— |
---- г - . |
(2.24) |
rc2( ß - - |
l ) t g y |
|
Плотность радиолиний в подзоне равна
-----------------Г * ’ ' |
(2.25) |
"v ( ^ - i ) t g - ^
“1
Если зона состоит из суммы подзон
5 = 2 5„,
то общее количество радиолиний в зрне S
А оснр = 2 А п= ----------------------- |
— . |
(2.26) |
гс2 (Р— l ) t g £
Удаление между рядами радиолиний определяется выражением
По мере уменьшения направленности антенных устройств (уве личения утла т|з) удаление между рядами радиолиний увеличи вается. Практически это удаление не может быть больше ßrc, т. е.
& |
ф |
П: tg ту- < ßrc ИЛИ |
tg - T - < ß . |
Таким образом, полученные зависимости справедливы при со блюдении условия:
y c a r e t g ß . |
(2,27) |
При ß = 1,5-е3 имеем
і < 55 -г- 75°.
20
Следовательно, полученные -соотношения действительны для большинства практических случаев.
Применение направленных радиолиний дает возможность полу чить большее количество пространственно совместимых радиоли ний. Относительное увеличение количества радиолиний при исполь зовании однородной совокупности направленных радиолиний по сравнению с применением однородной совокупности радиолиний кругового излучения равно
Mqchp |
ß(,3+i) |
(2.28) |
|
|
М)СКР
(Р—
На рис. 2.6 представлены графики этой ^зависимости. Как сле дует из данных рис. 2.6, существенное влияние на увеличение коли чества радиолиний оказывает уменьшение угла раствора,зоны ме-
Рис. 2.6. 'График увеличения количества совместимых в пространстве однотипных направленных радиолиний по сравнению
сненаправленными в зависимости от коэффициента 'т и при различных
значениях 'tg Ф .
шания. Так, если при половине угла раствора равном 30° относи тельное увеличение количества радиолиний равно примерно 10, то при угле 5° эта величина возрастает до 100.
2.4. Коэффициент частотной несовместимости однородной совокупности радиолиний с учетом помех первой группы
Коэффициент частотной совместимости радиолиний с учетом только помех первой группы (00) определяется соотношением:
На рис. 2.7 представлены области, соответствующие количеству совместимых и несовместимых сочетаний двух радиолиний. Каждая радиолиния может занимать любые интервалы частот, равные Af оо, в диапазоне /в-^/н- Практически А/оо это минимальный разнос между смежными частотами связи радиолиний.
Рис. 2 7. Образование областей, соответствующих количеству совместимых (р ) и несовместимых (ft) по частоте двух радиолиний, а также суммарной области, соответствующей количеству совместимых по частоте радиолиний с учетом помех первой группы.
Для случая двух радиолиний в соответствии с рис. 2.7 получим
|
Qo6ne=(/B—/н)®; Q^2 =( / b- / h- V |
oo)2- |
(2.30) |
|||
Подставляя в (2.29) |
значения из (2.30), имеем |
|
|
|||
|
Л'ч0с0Р!=(— |
Г Г ^ 22-)!= (1..W |
’ . |
(2-31) |
||
где Too: |
V«оо |
относительное значение разноса между смеж |
||||
/ в f н |
||||||
ными |
частотами связи радиолиний. |
|
||||
При одновременной работе трех радиолиний на рис. 2.8 пред ставлены области, соответствующие количеству совместимых и несовместимых по частоте трех радиолиний.
В соответствии с рис. 2.8 можем записать
|
/н)3; Q ?o?3= (/B- / , - 2 d / 0 0 )3. |
(2.32) |
|
Подставляя в (2.29) значения из (2.32), получаем |
|
||
isоо I |
/в - /н - 2 Д /00 |
= (1 2f00) |
(2.33) |
А чсрз—I |
|
||
/ а - Л
22
Сравнивая выражения коэффициента частотной совместимости для двух (2.31) и трех (2.33) радиолиний, можем записать зависи мость для Nc радиолиний:
Л'чср = [ 1— (Л /,-.— 1) у00] Л°. |
(2.34) |
Количественно коэффициент частотной совместимости опреде ляет вероятность получения Nc частотно-совместимых радиолиний при заданном отрезке частот (Д/оо ), занимаемом каждой радио-, линией, и диапазоне частот (/н-г-/в) в случае равновероятного использования радиолиниями этих отрезков в их диапазонах.
Рис. 2.8. Образование областей, соответствующих количеству несовместимых (заштрихованные) и совместимых (незаштрихованные) по частоте трех радиолиний, а также суммарной области, соответствующей количеству совместимых по частоте радиолиний (1, 2, 3, 4, 5, 6) с учетом помех первой группы.
Коэффициент частотной несовместимости уѴс радиолиний будет равен
АГчнр— 1 — [ 1 — (А/"с — I) 700 JЛ’с- |
(2.35) |
Пользуясь соотношением (2.35), можем определить коэффи циент частотной несовместимости с учетом помех первой группы.
2.5. Количественная оценка частотной |
совместимости радиолиний |
|
с учетом помех первой группы |
||
Величина обратная ч00 представляет собой максимально возмож- |
||
ное количество радиолиний Л/макс в диапазоне |
частот / и -+•/„ при |
|
интервале, занимаемом каждой радиолинией, |
равном Л/00, т. е. |
|
Л ^ к с = ™ = -4 т =^ - |
(2.36) |
|
Too , |
оо |
|
23
С учетом соотношения (2.36) формула |
(2.34) принимает вид: |
У с-1) |
(2.37) |
А/ |
|
1ѵ у а кс |
|
Решая эту зависимость относительно величины N J N ткс, получаем
л*; ^ |
а ; |
1 - ѴУ Кчсѵ |
(2.38) |
|
Ума кс |
У с 1 |
|||
|
|
При А). > 1 имеем
У с
1 - Ѵ К чсг
У .
Соотношение (2.38) показывает, какую часть составляют со вместимые радиолинии от максимально возможного их коли чества. Отношение А,- А'макс будем именовать коэффициентом
Рис. 2.9. Зависимость количества совместимых по частоте радиолиний (/Ѵ'с) от величин коэффициентов частотной совместимости и использования радиолиний.
использования радиолиний (/Сир). На рис. 2.9 приведены графики
зависимости К чср от /Сир при N c~ 2, 4, 20. Графики рассчитаны и построены по формуле (2.38). Как следует из графиков, коэф фициент использования радиолиний резко уменьшается с увели чением количества совместимых радиолиний. Так, в случае
24
N c—20 при коэффициентах частотной совместимости от ОД до 0.9 коэффициент использования радиолиний принимает значе ния Д'ИР <0,05.
Величина коэффициента использования радиолиний, рассчитан ная по соотношению (2.38), является минимально возможной. Это обусловлено тем, что коэффициент частотной совместимости радио-
линии (Дчср) определяется при случайном равновероятном рас пределении радиолиний в их частотных диапазонах. Если ввести жесткую организацию, т. е. распределение частот радиолиний по их диапазонам сделать регулярным, а не случайным, то коэффициент использования радиолиний будет равен единице (/Сир — 1. Nc—
— (Ѵмакс)- При случайном их распределении по любым другим законам /Сш> принимает значения
Д’ир <С ДФр 1,
где /СирН—коэффициент использования радиолиний по заданному коэффициенту частотной’ совместимости радиолиний.
С учетом зависимости (2.37), коэффициент частотной несовме стимости равен
|
■оо |
1 - 1 |
|
|
' |
(2.39) |
|
КЧНР: |
|
|
|||
|
|
(■\ -4 =4 |
|
|||
|
|
|
|
ІѴмакс / |
|
|
Разлагая выражение в скобках соотношения (2.39) |
в степенной |
|||||
ряд. получаем |
|
|
|
|
|
|
/<чнр = |
N c W c - V |
, |
С 2 |
|
(2.40) |
|
N |
|
: |
Л'с V N |
|
||
|
ІТмакс |
|
\ JVMaH'c |
|
||
Для случаев, когда |
|
|
|
|
|
|
|
N . |
< 1 |
|
и іѴс» 1 , |
|
|
|
|
|
|
|||
|
а кс |
|
|
|
|
|
можем принять |
|
|
|
|
|
|
|
/ |
Ä |
^ . |
|
(2.41) |
|
|
|
|
^макс |
|
|
|
Как следует из (2.41), коэффициент частотной несовместимости возрастает пропорционально квадрату количества взаимно совме стимых радиолиний. Соотношения (2.39) и (2.41) можно использо вать для расчета коэффициента частотной несовместимости.
Г Л А В А 3
ПОМЕХИ МЕЖДУ РАДИОЛИНИЯМИ ВТОРОЙ ГРУППЫ (СС)
3.1. Общая характеристика
Помехи второй группы определяют минимальный разнос между рабочими, частотами радиолиний, при котором взаимное влияние между ними будет в допустимых пределах. По мере сближения передающих и приемных элементов радиолиний необходимый раз нос между несущими частотами должен увеличиваться.
Удаление между приемниками и передатчиками радио/юной
Рис. 3.1. Графики зависимостей частотного разноса (А/сс ) и максимального количества (ІѴмакс) однотипных
радиолиний от удаления между приемными и передающими элементами этих радиолиний.
На рис. 3.1 показана зависимость необходимого разноса (Л/сс) между рабочими частотами однородной совокупности радиолиний от удаления между приемными и передающими элементами этих радиолиний. На этом же рисунке представлена зависимость макси мально возможного количества радиолиний (/Ѵмакс) при различных удалениях между их приемными и передающими элементами. Сколь существенна роль этих помех, в решении проблемы взаим ной совместимости радиолиний, можно судить из следующих цифр. Если при удалении между элементами радиолиний свыше 600 м максимально возможное количество однотипных радиолиний в диа-
26
пазоне 10 МГц порядка 400, то при взаимном удалении 2—3 м коли чество этих радиолиний в том же частотном диапазоне сокра щается до двух.
Указанная группа помех определяется сосредоточенными побоч ными излучениями и сосредоточенными побочными каналами при ема радиолиний.
К сосредоточенным побочным излучениям можно отнести сле дующие классы излучений:
—побочные излучения внеполосные (ПИВ), обусловленные бо ковыми составляющими, которые лежат вне полосы частот канала связи при модуляции несущей полезным сигналом;
—побочные излучения несигнальные (ПИН), возникающие при модуляции несущей частоты несигнальными спектрами;
—■побочные излучения шумовые (ПИШ), обусловленные, обра
зованием в тракте передатчика и излучением спектра флюктуационных шумов.
Сосредоточенные побочные каналы можно разделить на сле дующие классы каналов:
—побочные каналы забития (ПК.З), определяющиеся забитием, блокированием полезного сигнала;
—побочные каналы перекрестной модуляции (ПК.ПМ), обус ловленные образованием перекрестной модуляции.
3.2. Побочные излучения внеполосные (ПИВ)
При всех видах модуляции и манипуляции спектры излучаемых передающими устройствами колебаний шире необходимого спектра для передачи и приема сигнала. Составляющие спектра, которые возникают в результате модуляции несущего колебания полезным сигналом и находятся за пределами полосы необходимого, основ ного спектра, будем называть побочными излучениями внеполос ными.
Основными причинами образования внеполосных побочных излучений являются нелинейность тракта модуляции и теоретически неограниченный высокочастотный спектр при некоторых видах мо дуляции и манипуляции (частотная модуляция, импульсные виды работы).
а) Амплитудная модуляция (AM)
( к л а с с и з л у ч е н и я A3)
При амплитудной модуляции не обеспечивается абсолютная ли нейность усиления модулирующих колебаний и линейность моду ляции. Кроме того, при амплитудной модуляции для повышения среднего значения глубины модуляции допускается перемодуляция несущей частоты наиболее интенсивными составляющими низко частотного спектра. При этом спектр высокочастотных излучений будет содержать составляющие не только верхней и нижней боко
27
вых полос, по и боковые, обусловленные модуляцией гармониче скими и комбинационными составляющими спектра низкочастот ного сигнала (рис. 3.2).
Рис. 3.2. Образование спектра внеполосных побочных излучений (Ѵ пив) ПРИ амплитудной модуляции.
Указанные внеполосные побочные излучения возникают при по явлении составляющих сигнала, которые искажаются в тракте
Рис. 3.3, Огибающая спектра внеполосных побочных излучений (ПИВ) на выходе передатчика при амплитудной модуляции одним тоном.
модуляции, т. е. во времени ширина спектра внеполосных излуче ний может носить случайный характер. Среднее значение огибаю щей составляющих спектра по мере удаления от несущей частоты, как правило, убывает. Ширина спектра, занимаемая внеполосными
28