4. Учёт атмосферной рефракции и уточнение высот подвеса антенн

Траектория распространения электромагнитной волны непрямолинейна, случайна и зависит от состояния атмосферы, от величины градиента диэлектрической проницаемости атмосферы (g). В среднем, атмосферная рефракция приводит к увеличению значения просвета по сравнению с геометрической величиной, определяемой высотами подвеса антенн. Однако при субрефракции наблюдается уменьшение величины просвета и, при недостаточно высоких антенных опорах, трасса может закрываться, т.е. может нарушаться прямая видимость. Для нормальной работы цифровой РРЛ, величина просвета с учетом атмосферной рефракции на трассе, должна удовлетворять условиям, приведенным в таблице 6.

Таблица 6

Критерии	R0, км	Катм
Величина просвета должна соответствовать радиусу первой зоны Френеля при нормальной атмосферной рефракции для данной местности.	любая	1,333
Величина просвета должна быть больше или равна нулю при субрефракции	≤15 >15	0,5 0,7

Катм – коэффициент преломления атмосферы, представляющий собой отношение эквивалентного радиуса Земли (при атмосферной рефракции) к геометрическому радиусу Земли. Катм = 1,333 при нормальной рефракции, Катм = 0,7 при субрефракции рефракции Для учета атмосферной рефракции и уточнения высот антенных опор, нужно перестроить профили. Заключается перестройка в изменении условных нулевых линий, пересчитанных из при а_экв = 6370∙ Катм

Рисунок 5 – Профиль интервала 1 с учетом рефракции

Рисунок 6 – Профиль интервала 2 с учетом рефракции

Полученные профили приведены на рисунках 5 и 6. При субрефракции не закрывается линии прямой видимости. Значит условия, приведенные в таблице 6, выполняются, и нет необходимости поднимать антенны на величину закрытия трассы. Высоты антенн оставляем такими же, как в пункте 3.

5. Расчёт норм на показатели неготовности и на показатели качества по ошибкам

   1. Показатели неготовности (пнг)

Неготовность аппаратуры - такое состояние участка ЦРРЛ, при котором в течение десяти секундных интервалов, следующих подряд, имеет место хотя бы одно из событий: пропадание сигнала, коэффициент ошибок k_oш > 10^-3.

2. Таблица 7

Качество линии	ПНГ, %
Линии связи локального качества	≤ 0,01-1

1.5.2 Показатели качества по ошибкам

Показатели качества по ошибкам системы связи относятся к тем промежуткам времени, в течение которых система находится в состоянии готовности.

Таблица 8. Показатели качества по ошибкам.

Линии связи локального качества

СПС ≤ 0,015% L / 2500 МПК ≤ 1,5 % L / 2500

СПС – сильно пораженные секунды представляют собой процент времени превышения величины k_oш = 10^-3 за 1 секунду. МПК – минуты пониженного качества – процент времени превышения k_oш = 10^-6 за 1 минуту

6. Расчёт запасов замирания

Запас на замирания представляет собой разницу между уровнями сигнала на входе приемника в отсутствии замираний и пороговым уровнем, при котором коэффициент ошибок составляет определенную величину.

Качество работы линии связи, определяется уровнем сигнала на входе приемника Pпр и возможными отклонениями этого уровня при замираниях. Запас на замирания (M) является разницей между пороговым значением уровня сигнала на входе приемника Pпр и пороговым значением Pпр_пор, которое определяется из параметров конкретной аппаратуры цифровых РРЛ для заданной величины koш (10^-3 или 10^-6)

Уровень сигнала на входе приемника определяется по формуле:

где Рпд – уровень мощности передатчика (дБм); Lф1, Lф2 – ослабление сигнала в фидерных линиях (дБ); Lф1,2 = L∙a, где L – длина фидера (м), a – погонное затухание фидера (дБ/м); G_1,2 – коэффициенты усиления антенн (дБ); L₀ – ослабление в свободном пространстве (дБ); L_Г – ослабление в газах атмосферы; L_ДОП - дополнительные потери, складывающие из потерь в антенных обтекателях и потерь от перепада высот приемной и передающей антенн.

При диаметрах антенн, больших 0,5 м, соединение проводится коротким отрезком гибкого волновода, потери в котором Lф1 = Lф2 = 0,5 дБ. Lрф = 4 дБ – так как конструкция разнесённая. L_ДОП = 1 дБ.

Ослабление свободного пространства рассчитывается по формуле:

где R0 - протяженность интервала РРЛ (км), f - рабочая частота (ГГц)

Для пролета 1:

Для пролета 2:

Ослабление в газах рассчитывается по формуле:

где , – погонные затухания в водяных парах и атомах кислорода атмосферы (дБ/км), определяемые по рисунку 7.

Рисунок 7 - Погонные потери радиосигнала в газах атмосферы

Для пролета 1:

Для пролета 2:

Рпд = 20 дБм – определяется выбранной аппаратурой. G_1,2 = 35.34 дБ. Тогда мощность сигнала на входе приемника:

Для пролета 1:

Для пролета 2:

В рамках курсовой работы запас на гладкие замирания определяется при k_oш = 10^-3 по соотношению:

где Р_{пр_пор}(10^-3) – пороговый уровень сигнала на входе приемника при коэффициенте ошибок k_oш = 10^-3 (определяется из параметров аппаратуры).

Запас на замирания:

Для пролета 1:

Для пролета 2:

Величина запаса на замирания должна получиться порядка 37–45 дБ. При меньших значениях, устойчивой связи может не получиться, а при значениях, значительно превышающих эти пределы - параметры системы, а, следовательно, её стоимость будет неоправданно завышена. Полученные результаты не удовлетворяют условию, следовательно, нужно поменять аппаратуру и снова рассчитать коэффициент усиления.

Возьмём данную аппаратуру, так как номинальная мощность передатчика больше и её конструкция не разнесённая.

Таблица 6. Характеристики выбранной аппаратуры

Аппаратура	Фирма	f, ГГц	Pпд, дБм	Модуляция	Скорость, Мбит/с	Рпор (10-3), дБм
МИК-РЛ13	Микран, Россия	12.75-13.25	28.5	QPSK	34	- 81

Снова зададимся размерами (диаметром) приемных и передающих параболических антенн (D) и рассчитаем коэффициент усиления по формуле:

где D - диаметр антенны (м), f_cр - рабочая частота (ГГц)

Выберем D = 1.2 , тогда:

Ослабление свободного пространства для пролета 1 и пролёта 2 остаются прежними, так как частота не изменилась. Ослабления в газах, так же неизменны. Lрф = 0 дБ – так как конструкция не разнесённая.

Тогда мощность сигнала на входе приемника:

Для пролета 1:

Для пролета 2:

Тогда запас на замирания:

Для пролета 1:

Для пролета 2:

Получилось добиться лучшего результата для запаса на замирания с помощью выбора другой аппаратуры и изменения диаметра антенны.