Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Хромых, М. К. Проектирование радиорелейных линий связи

.pdf
Скачиваний:
31
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
5.79 Mб
Скачать

МККР Рк.ср = — 15 дБмО (32 мкВт). Для РРЛС с числом каналов 12—240 МККР рекомендует определять Рсрпо сле­ дующей эмпирической формуле:

РСр= — 1 + 4 lg # дБмО.

Числоте­ лефонных каналов

Пределы

Числоте­

лефонных каналов

 

полосы,

 

 

 

кГц

 

 

24 12— 108 960

6012—252 1260 60—300 —

12012—552 1800 60—552 —

30060— 1300 1920 64— 1296 2700

60060—2540 64—2660

Таблица 4

 

 

 

Таблица 5

 

• &

Рср в точке нулевого относи­

Пределы по­

 

тельного уровня

 

Р

 

 

 

 

лосы, кГц

8 И

Норма для но­

Рекомендация

 

О2

вых систем

 

^ X

в СССР

МККР

 

 

fc £ ю

 

мВт

60—4028

 

дБмо

мВт

дБмо

 

 

 

 

 

316—4188

12

4,8

3,0

3,3

2,14

60—5636

24

4,5

2,82

60—5564

60

9,0

8,0

6,1

4,07

316—5564

120

9,8

9,5

7,3

5,37

312—8204

300

12,0

15,8

9,8

9,50

316—8204

600

14,8

30

12,8

19

312—8120

960

16,8

48

14,8

■зо

312—8524

1260

18,0

63

16,0

40

312— 12388

1800

19,5

89

17,5

56

316—12388

1920

19,8

95

17,8

60

316—12336

2700

 

 

19,3

85

 

 

 

 

 

В табл. 5 приведены Рср многоканального сообщения для систем различной емкости [16]; k2k, hk— коэффициенты не­ линейных искажений по второй и третьей гармоникам рас­ сматриваемых элементов группового тракта, соответствую­ щие измерительному уровню канала. Их обычно определя­ ют опытным путем для конкретного типа СВЧ аппаратуры с учетом количества передаваемых каналов. В табл. 6 приве­ дены расчетные коэффициенты для отечественных радиоре­ лейных систем при различном числе телефонных каналов; Уъ (ст)> Уз (а) — функции, учитывающие распределение мощ­ ности нелинейных шумов второго и третьего порядка в груп­

повом спектре без

учета предыскажений

(рис. 7) [16];

_ _

FК — FМЙН

/~\е(

**

о =*

—р----- =-----. Обычно расчет ведется

для наивысшеи

 

г макс * мин

спектра FK— /гмакс,

 

частоты линейного

поэтому 0 = 1 ;

Р= -ъмакс — коэффициент, определяющий соотношение меж-

^МИН

20

 

 

 

 

 

Таблица 6

Тип СВЧ аппаратуры

Число те­

*2А. 1 0 - 4

ю—5

V2/ • Ю 16

У зг10-22

РРЛС

лефонных

 

каналов

 

 

 

 

Р-60/120

60— 120

4,55

8,55

16,8

20,6

Р-600

600

2,17

2,32

2,18

1,51

 

300

2,83

3,89

1,12

9,7

 

240

3,2

4,9

6,0

6,1

Р-600М

600

2,17

2,32

2,18

1,51

 

360

2,35

3,22

3,63

3,25

Р-600 2М

600

2,17

2,32

1,95

1,35

Р-600 2МВ

300

2,41

3,34

3,75

3,53

 

«Восход», «Дружба»

1020

1,38

1,02

1,27

0,875

 

1920

1,19

0,71

0,62

0,342

ду границами частотного группового спектра. По значе­ ниям р и а, пользуясь рис. 7, определяют коэффициенты

Рис. 7. Графики зависимостей:

а — уг(а); б — у, {а).

у2 (а) и г/3 (о); а2 (а), а3 (а)— функции, учитывающие пе­ рераспределение шумов в групповом спектре при введении предыскажений. Их определяют по графикам рис. 8, где

F

СС — —р------ , П р и Р ц t макс Ct = 1, **макс

21

Шумы, возникающие на главных станциях из-за неполно­ го подавления паразитной амплитудной модуляции в точке с нулевым относительным уровнем [4, 44],

Рш.» am = р А/Г^ -Пт-----Plpu'2mlMy2 (о) а3 (а) • 109 пВт,

(8)

 

г макс 1 мин

 

 

 

 

где

а'ткы— глубина паразитной амплитудной модуляции

на

выходе ограничителя.

шумов из-за паразит­

 

Для обеспечения малой величины

ной AM можно применить двойное ограничение. В этом слу­

 

чае произведение а'ткммо­

 

жно выбирать в пределах

 

a'm KM«(1

-г- 6) ■10-4.

 

При большем числе ка­

 

налов

следует

выбирать

 

большие

значения

а 'т км

 

из указанных пределов.

 

Значения

мощностей

 

тепловых шумов

группово­

 

го тракта определяют экс­

 

периментальным

 

путем.

 

Значения основных состав­

фициентов предыскажений а2 и а3

ляющих шума для верхне­

от частоты.

го телефонного канала при­

 

ведены в табл. 7 [16].

Мощность переходных шумов, вызванных неравномер­ ностью характеристики группового времени пробега сигна­ ла в ВЧ тракте станции на выходе телефонного канала, в точ­ ке с нулевым относительным уровнем

A F Jn

q

о

1 о

 

Рш.н.с = —р----1Г7----- (2я^к)2 [ДсрД/к •

у уЬу2(О) а„(a) -f

 

'м а к с 1 мин

 

z

 

+ ЯсрЛ/к •

у у2аУз И аз (а)]

Ю9 пВт,

(9)

где Y20 Узi — соответственно второй и третий коэффициенты разложения характеристики группового времени запазды­ вания (ГВЗ) тракта в степенной ряд по степеням расстройки относительно средней частоты сигнала. Значения у2i и уз; приведены в табл. 6 для конкретного типа аппаратуры.

Мощность переходных шумов, обусловленных нелиней­ ностью антенно-фидерного тракта, в точке с нулевым относи-

22

тельнкм уровнем [4,

161

 

 

 

2°'в

Р>

Fмакс

 

P c/irt 10 10 ф(Л4], х) • 109пВт,

 

Fмин

 

 

 

( 10)

где гъ гъ— модули коэффициентов отражения на ближнем и дальнем концах фидера; гх = 0,03 -у- 0,05; г2 = 0,02 -у- 0,03 в зависимости от типа аппаратуры; а — погонное затухание в фидере дБ/м, зависящее от материала фидера; /в — длина фидера, м.

Таблица 7

Тип СВЧ аппаратуры

Число

каналов

Составляющие псофометрической мощности шума в верхнем телефонном канале, пВт

р

Р

р

т. г. т 'ш . н. г. т 'ш . н. с

'ш .т .г

Р-60/120

60— 120

■ —

145

63

Р-600

600

30

70

50

17

 

240

50

20

 

 

 

Р-600М

600

30

70

50

7

 

360

50

30

 

 

 

Р-600 2М

600

30

70

40

7

Р-600 2МВ'

 

 

 

 

 

«Восход»,

1920

25

65

65

5

«Дружба»

1020

35

35

 

 

Суммарная длина фидера равна сумме длин его горизон­ тальной и вертикальной частей. Если аппаратура распола­ гается вверху, то длина фидера берется 6 м.

Значения функций

ф (М1У х)

определяют по графикам

рис. 9, где

х = 4яЕмакств; FM&KC— верхняя

граница частот

линейного

спектра, Гц;

тв = —----- групповое

время пробега

 

 

св

 

 

волны в фидере, с; с и св — с ^

1 —

— соответ­

ственно скорости распространения электромагнитной энергии в волноводе и в свободном пространстве, м/с; К— длина волны; — критическая длина волны для применяемого

23

волновода; Л1Х=

A/к V Р—— мВт — эффективный индекс

модуляции.

Fмакс

 

Значение Рт н,„ определяют для каждого

интервала PPJ1

с учетом передающей и приемной антенны.

На

рис.

10 по-

Рис. 10. Кривые зависимости Рш н

(1В) для

различных типов СВЧ аппаратуры и раз­

личного числа каналов:

 

 

1 — Р-600, 600 каналов; 2 — Р-600М, Р-6002М, 600

каналов; 3 — Р-600, 240 каналов;

4 — «Восход» и

«Дружба», 1920 каналов;

5 — Р-600М,

Р-6002М,

360 каналов; б —«Восход», «Дружба», 1920 каналов.

"во И! п so до­

казана зависимость мощности шума в канале Рш.н,в, вноси­ мого волноводным трактом одной станции, в зависимости от /в и числа каналов для конкретных типов СВЧ аппаратуры.

Мощность тепловых шумов, возникающих в гетеродин­ ном тракте приемо-передатчика станции, определяют экспе­ риментально (табл. 7).

24

Пример 1. Рассчитать шумы на радиорелейной линии связи длиной L = 900 км. Число телефонных каналов 420, участков на линии —

20; главных станций — 2. Характер замираний на трассе — быстрые (глубокие). Применяем радиорелейную СВЧ аппаратуру типа Р-6002МВ.

Для расчета используем формулу (7). В данном случае FMaKC= = 1796 кГц; Гмин= 60 кГц; AFk = 3,4 — 0,3 = 3,1 кГц; k„ = 0,75;

Рср = р к ср =

0,050 • 420 =

21

мВт.

 

 

 

 

 

 

 

 

По данным табл. 6

 

 

2 ,1 7 .1 0“ 4;

fe3J, =

2,32 •

10 -5;

а

Р

Fмакс

 

1796

30;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

' мин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По графикам рис. 7 и 8 находим

 

 

 

 

 

 

 

 

й(1)-

</з(1)=

0,5;

 

 

 

 

 

1;

°2 0 )

= 0,3;

 

 

ЯзО)’ =0,44.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставляя

в формулу

(7)

соответствующие

значения, получаем

 

 

 

 

 

 

 

0,752

[4 • 212(2,17 • 10i-4)2 • 0,5 • 0,3 +

 

 

 

 

 

1796— 60

 

 

+

24 • 21306(2,32 • 10~ 5)2 . 0,5 •

0,44] • 109 = 49

пВт.

 

 

Принимаем сГ/пкм=

 

3 •

10—4. По формуле (8)

 

 

 

р ш.п AM =

■Ш 6 -

60

212 (3

10-4)2

0>5 °-3

109 = 6 пВТ-

 

Для

аппаратуры

Р-6002МВ берем

из табл.

7

•Рш.т.г т = 30 пВт.

Суммарная мощность шумов,

вносимая полным групповым трактом ли­

нии,

Рш гр=

3

(4 9 + 6 + 30) =

255

пВт.

 

 

 

 

 

 

При заданном числе телефонных каналов Д /к =

200 кГц (см. стр.

19);

у и =

1,95 • 10 16;

у3(. =

1,35

-

10~ 22

(см.

табл.

6).

 

 

По формуле (9)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О1

Л 7С2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

РШ.Н.С =

- 1 7 9 6 -

60"

 

(6,28 1796

103)2 [212 (20° • 103)2 • Т

(1,95 х

X

10~ 16)2 • 0,5 .

0,3 +

213 (200 •

103)4

О (1,35 • 10“ 22)2 . 0,5 х

 

 

 

 

 

 

X 0,44] • ю 9=. 11,5 пВт.

 

 

 

 

 

Составляющую шумов из-за отражений

в одном фидере

антенно­

волноводного тракта определяем по формуле (10).

 

 

 

 

Принимаем /у = 0,04; г2 =

0,03.

Из графика рис. 11,в по значению

Р находим а — 0,017 дБ/м. Для аппаратуры

типа Р-6002МВ применяем

круглый волновод,

при котором Я,кр =

 

12 см; Я =

8,2 см;

 

с,

 

 

 

 

 

 

 

3 - 10s

- у / 1 _у

=

2,2 108м/с.

25

Принимая iB= 40 м, определяем

 

 

40

 

=

1,82 • 10 7с;

Св

2,2 •

10s

 

 

X = 4rtfMaKCTB =

4 13’14 '

1796 ‘

103 • 1>82 • 10_7 ~ 4:

Mi =

 

200 •

103/ 2 Г

 

 

 

= 0,51.

 

 

1796 • 103

S

Рис. 11. Графики затуханий в волноводных фидерах:

а, б — прямоугольный волновод; в, г — круглый

волновод, 0 (БВ),

0 (МВ) — затухания в биметаллическом и медном волноводах соответ­

ственно (X—X—X — экспериментальная;---------------

расчетная кри­

вые).

 

 

По графикам рис. 9,6 для значений х =

4, M t = 0,51

определяем

ф (Mi, х) = 0,68.

 

 

 

 

 

по формуле

 

Учитывая наличие приемного и передающего фидера,

(10) определяем

 

 

 

2.0,017.40

 

 

 

 

 

 

 

Р.

3,1 • 0,752

0,042 •

0,03а -10

 

10

 

1796— 60

 

0,68 • 2 х

 

X 10е =

28,5 пВт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для СВЧ аппаратуры типа Р-6002МВ определяем по табл. 7РШт_г=

=

7 пВт.

 

 

 

 

 

 

 

Суммарная мощность постоянных шумов, вносимая приемно-пере­

дающим оборудованием

всей линии,

Рш п ,=20

(11,5 + 28,5 -}- 7) =»

=

940 пВт.

 

 

 

 

 

 

Учитывая характер

замираний,

исходим

из

нормы МККР Рш =

26

— 47 500 пВт. Тогда мощность тепловых шумов, зависящая от уровня ВЧ сигнала, Рш т — 47 500 — (255 + 940) = 46 305 пВт, которая ис­

пользуется в дальнейшем при расчете минимально-допустимого множите­

ля

ослабления.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 2. Рассчитать шумы на радиорелейной линии связи длиной

L = 900 км. Число телефонных каналов 120, участков

на линии — 20,

главных (промежуточных)

станций — 2. Характер замираний на

трас­

с е — быстрые (глубокие). Применяем радиорелейную СВЧ

аппаратуру

типа Р-60/120.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kn = 0,75;

 

В данном примере Рмакс= 552

кГц и

Рмин=

12

кГц;

Рср= 9,5 мВт;

k lk =

4,55 •

10 —4;

k3l=

8,55

10~ 5 (см.

табл. 4, 5, 6).

По графикам рис.

7

для

а =

1

 

и

|3 =

 

макс = - у р -

=

46 опре-

деляем у2 (а) = у3 (о) = 0,5.

 

 

 

 

'"мин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

По графикам рис. 8 для а =

1

находим

а2 (®) =

0>3;

Яз (!*) =

0,44. Подставив

известные величины в выражение

(7),

получим

 

Рш,,г .г =

-355'2 - 712 ~

f4 •

 

9’52(4’55 •

10-4)3 •

0>5 • 0>3 +

 

 

+ 24 • 9,53(8,55 -

10- 5 )2 • 0,5 - 0,44] ■ 109 = 145

пВт.

 

 

 

Согласно

формуле (8) при а'2откм=

4 •

10—4

 

 

 

 

 

 

 

 

ш.н ам

552— 12

9,52(4 •

10- 4 )2 ■0,5 • 0,3 •

109 =

7

пВт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для аппаратуры типа Р-60/120

принимаем Рш тг т— 40

пВт.

 

Суммарная мощность шумов, вносимая полным

групповым трактом

линии,

Рш.г.т = з (145 +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 + 40) =

576

пВт.

 

 

 

 

 

 

Из табл.

7 находим Р шнд, =

63пВт. Принимая л1=

г2 =

0,1; а =

 

 

 

 

 

 

I

 

 

6

 

=

2 • 10

8с;

х =

4л х

= 0,12 дБ/м;

/ф =

6 м; тв = -2 - =

3 • 10J

X ^„акЛ =

4 -3,14 -552 • 103-2 ■10~s = 0,1385;

Мх=

 

A/к У ~Р^

=

2° ° ; 1Q3L 9’5

= 1,12;

Мух =

0,1385-

1,12 =

0,155 < 0 ,5 ,

и учи-

 

552 • Ю3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тывая применение коротких фидеров, что обычно имеет место при исполь­ зовании перископических антенн, по формуле (10) определяем

РШ.н.в = 4 У ^ ’П Г (6’28 552 103)2 2 9’52 0,12 0,12 Х

_ 2'0-12-6

X 10 10 (6,28 • 200 • 103)2(2 • Ю- 8 )4 • 2 • 109 = 0,254 пВт.

27

Для аппаратуры типа'Р-60/120 принимаем Р ш т г=

30 пВт. Сумммар*

ное значение мощности шумов

 

 

 

Р ш.п.< = 20 (63 +

° ’254 + 30) ^

1865 пВт>

Допустимая мощность тепловых шумов на выходе

телефонного ка-

нала

 

 

 

р ш .т./ = 47 500 —

<576 + 1865) =

45 059

пВ т-

Пример 3. Рассчитать шумы на радиорелейной линии связи длиной L = 900 км. Число телефонных каналов 360, участков на линии — 20,

главных (промежуточных) станций — 2. Характер замираний на трас­ се — медленные (не глубокие). Применяем радиорелейную СВЧ аппа­ ратуру типа Р-600М.

Учитывая характер замираний, при расчете исходим из нормы шумов для эталонной радиорелейной линии Рш— 7500 пВт.

Допустимая мощность шумов для трассы длиной L = 900 км

Рш = 4 1 г - 900 = 2700 ПВТ-

Пользуясь табл. 4, определяем F .

= 1544

кГц; F

 

60

кГц;

ka = 0,75.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Согласно нормам, принятым в СССР,

выбираем

 

 

 

 

р ср = РкхрУ = 0,050 • 360 =

18 мВт.

 

 

 

Из табл. 6

определяем k 2k 2,35 •

10

4;

k 3k 3,22 •

10—5.

По графикам рис. 7 и 8, находим

соответственно для

а =

1

и Р =

1544

(а) =

0,5;

для

а =

1

аг (а)

 

: 26 у 2 (а) = у3

60

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0,3,а3 (а) = 0,44. Принимаем а'тки = 3 - 1 03-4

 

 

 

 

Подставив известные величины в

выражения (7)

и (8),

получим со­

ответственно

3 1 . 0 752

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РШ.Н.Г.Т =

—1Й4~—~60~ [4 182 (2’35

10

)2 ° ’5 0’3 +

 

+ 24 •

183 (3,22 . 10- 5 )2 • 0.5 • 0,44]

. 109 =

50 пВт;

 

 

3,1 • 0,752

ш.н. AM '

1544 — 60

. 182 (3 . Ю-

4)2 • 0,5 • 0,3 • 109 =

5,1

пВт.

Из табл.

7 находим РШПГТ = 30

пВт, Рш н с= 30 пВт.

Суммарная

мощность шумов, вносимая полным групповым трактом линии,

 

 

рш .г .т = 3 (5° + 5,1 +

30) « 2 5 5 пВт.

 

 

 

Принимаем Гх =

 

0,04;

г2 =

0,03;

 

= 40

м. Из графика рис. 11,в

находим а — 0,017

дБ/м.

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент Л4х

А

/ к /

Р ср

_

200

103 / Ж

10,55;

Д/к =

 

 

 

 

1544 • 103

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=200 кГц; средняя длина волны X =

8,2 см.

 

 

 

 

.28

Для аппаратуры типа Р-600М применяем круглый волновод с Я.кр=

12 см;

с = 3 •

10

8,2

= 2,2 108 м/с;

12

 

 

 

 

 

40

= 1,82 .

10-7 с;

Тв

св

2,2 • 108

 

 

х — 4я/7макств = 4 • 3,14 • 1544 • 103 • 1,82 • 10~ 7 = 3,65.

По графикам рис, 9,6 определяем ф (Mlt х) = 0,6. После подстановки соответствующих значений в формулу (10) получим

3,1 • 0,752

 

 

 

2.0,017.40

 

18 • 0,042 . 0,032 - 10

10

• 0,6 . 2 х

мн.н.в — 1544

— 60

 

 

 

 

 

 

 

X 10® =

25

пВт.

 

 

По табл. 7 определяем Рш х г =

7

пВт.

 

 

Суммарное

значение мощности

шумов

 

 

РШЛ1г = 20 (30 + 25 + 7) = 1240 пВт.

Допустимая мощность тепловых шумов на выходе телефонного ка­ нала

РШТ1= 2700 (255 + 124°) = 1205 пВт-

6. РАСЧЕТ ВЫСОТ АНТЕННЫХ ОПОР

Общие понятия и определения

Устойчивость связи на радиорелейных линиях в значи­ тельной степени определяется замираниями сигнала на трассе. Их оценка производится при помощи множителя ос­ лабления V, который показывает, как отличается мощность РАпР сигнала, реально принятого антенной, от мощности ^Апр.свсигнала, принятого в идеальных условиях:

D

1 / 2 _______ А п р

У Р

*

А пр.св

 

Множитель ослабления есть сложная функция, завися­ щая от рельефа местности, длины интервала, электриче­ ских параметров почвы, коэффициента направленности ан­ тенны, высоты подвеса антенны и метеорологических усло­ вий на данном интервале трассы. При проектировании ра­

29

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ