Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Оценка напряжённости электрического поля в точке приёма. Планирование сетей радиосвязи путём оценки напряжённости поля в точке приёма. Методические ук
.pdf
Федеральное агентство связи
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего образования
«Сибирский государственный университет
телекоммуникаций и информатики»
(СибГУТИ)
М. Г. Кокорич
Оценка напряжённости
электрического поля в точке приёма.
Планирование сетей радиосвязи путём
оценки напряжённости поля в точке приёма
Методические указания
по выполнению лабораторных работ
Новосибирск
2020
2
УДК 654.172
Утверждено редакционно-издательским советом СибГУТИ
Рецензент: канд. техн. наук, доц. Сидельников Г.М.
Кокорич М.Г. Оценка напряжённости электрического поля в точке при-
ёма. Планирование сетей радиосвязи путём оценки напряжённости поля в точке
приёма : Методические указания по выполнению лабораторных работ / Сиб.
гос. ун-т телекоммуникаций и информатики.; каф. систем радиосвязи. – Новосибирск, 2020. – 50 с.
Приведены пошаговые методические указания, позволяющие изучить
изменение напряжённости электрического поля, создаваемого телевизионным
передатчиком УКВ диапазона. Методические указания позволяют изучить вопросы распространения радиоволн, планирование цифровых сетей ТВ вещания
и вопросы электромагнитной совместимости в сетях радиосвязи.
Для направлений 11.03.02. Инфокоммуникационные технологии и систе-
мы связи (бакалавриат), 11.04.02 Инфокоммуникационные технологии и систе-
мы связи (магистратура).
© Кокорич М.Г., 2020
© Сибирский государственный университет
телекоммуникаций и информатики, 2020
3
Содержание
Инструкция по работе с калькулятором для расчёта напряженности элек-
трического поля, создаваемого УКВ передатчиками…………………………
4
Лабораторная работа №1 «Влияние длины радиолинии на величину напряжённости поля в точке приёма. Расстояние прямой видимости»…………….
9
Лабораторная работа №2 «Изучение факторов, влияющих на величину
напряжённости поля в точке приёма»………………………………………….
13
Лабораторная работа №3 «Оценка параметров одночастотной сети
DVB-T2»………………………………………………………………………….
20
Лабораторная работа №4 «Оценка параметров электромагнитной совместимости для двух телевизионных радиопередатчиков». Бакалавриат…….
27
Лабораторная работа №5 «Оценка параметров электромагнитной совместимости для двух телевизионных радиопередатчиков». Магистратура…….
38
4
Инструкция по работе с калькулятором для расчёта напряженности
электрического поля, создаваемого УКВ передатчиками
Уважаемые слушатели дисциплин кафедры систем радиосвязи, вам даёт-
ся описание принципа работы калькулятора для расчёта напряженности поля
вокруг УКВ радиопередатчиков.
Калькулятор для расчёта напряжённости поля является исполняемым
файлом и не требует установки на ПК. Обратите внимание, что в некоторых
случаях для использования калькулятора нужно будет изменить настройки ва-
шей антивирусной программы.
Рабочее окно калькулятора можно условно разделить на следующие элементы:
1. Окно ввода параметров радиопередатчика.
2. Окно ввода параметров местности.
3. Окно ввода высот подвеса антенн.
4. Окно ввода статистических данных параметра Е (L, T).
5. Окно вывода результатов расчёта.
Рассмотрим подробнее функции перечисленных рабочих окон калькулятора.
1. Окно ввода параметров радиопередатчика «Параметры передатчика»
Данное окно позволяет задать такие параметры передающего устройства
как:
диапазон частот;
мощность излучения передатчика;
коэффициент усиления антенны;
затухание сигнала в фидере передатчика. Причём величину затухания сигна-
ла в фидере можно рассчитать, зная длину фидера (радиочастотного кабеля)
и его коэффициент затухания на заданной частоте.
Все перечисленные параметры определяют величину эффективной изо-
тропной излучаемой мощности радиопередающего устройства, которая измеряется на выходе передающей антенны непосредственно перед излучением энер-
гии в эфир.
Элементы окна «Параметры передатчика» с дополнительными выпадаю-
щими окнами приведены на рисунке 1.
При вводе параметров обратите внимание на единицы измерения в задании
на лабораторную работу и их соответствие калькулятору.
5
Выбор диапазона
частот,
соответствующего
заданному номеру
ТВ канала
Ввод заданного значения мощности
излучения передатчика в Ваттах
Ввод заданного значения коэффициента
усиления антенны в дБи
Ввод заданных
параметров
фидерного
тракта
Рисунок 1 – Элементы окна «Параметры передатчика»
2. Окно ввода параметров местности «Положение на местности»
Используя данное окно, можно задать такие параметры как:
расстояние от радиопередающего устройства до точки приёма (от 1 кило-
метра);
плотность городской застройки путём выбора значения из предложенного
перечня (0, 5, 10, 20, 30, 45%);
неровность рельефа местности путём выбора соответствующей строки в вы-
падающем окне: равнинный, слабопересечённый, сильнопересечённый, гористый рельеф. При выборе строки «точное значение» становится активным
окно ввода параметра
м,h
.
Элементы окна «Положение на местности» с дополнительными выпадаю-
щими окнами приведены на рисунке 2.
6
Выбор заданного значения
расстояния от передатчика до точки
приёма, км
Ввод точного значения параметра
Выбор заданного значения
плотности городской
застройки, %
м,h
Рисунок 2 – Элементы окна «Положение на местности»
3. Окно ввода высот подвеса антенн «Высота подвеса антенн»
Данное окно позволяет задать такие параметры системы ТВ вещания как:
высота подвеса передающей антенны;
высота подвеса приёмной антенны.
Все перечисленные параметры можно ввести путём выбора из предложен-
ного перечня величин, а также ввести точное значение самостоятельно.
Элементы окна «Высота подвеса антенн» с дополнительными выпадаю-
щими окнами приведены на рисунке 3.
Выбор заданного
значения высоты
подвеса
передающей
антенны, м
Выбор заданного
значения высоты
подвеса
приёмной
антенны, м
Рисунок 3 – Элементы окна «Высота подвеса антенн»
7
4. Окно ввода статистических данных параметра Е (Т, L) «Статистические данные»
Данное окно позволяет ввести заданную вероятность приёма по времени
(Т %) и по месту (L %) в точке приёма. Обычно Т = 50% и L = 50%. Однако эти
значения могут варьироваться в любых пределах.
Элементы окна «Статистические данные» с дополнительными выпадаю-
щими окнами приведены на рисунке 4.
Выбор
вероятности мест
размещения, %
Выбор
вероятности
времени приёма,
%
Рисунок 4 – Элементы окна «Статистические данные»
5. Окно вывода результатов расчёта
В соответствии с введёнными значениями в предыдущих окнах (рисунки
1–4) в окне вывода результатов расчёта можно увидеть следующие рассчитанные значения (рисунок 5):
расстояние прямой видимости, зависящее от высот подвеса антенн,
(Rпрям.вид, км);
величину уровня эффективной изотропной излучаемой мощности радиопе-
редающего устройства, выраженную относительно 1 кВт (Рэфф, дБкВт);
величину напряжённости поля в точке приёма при распространении сигнала
в реальных условиях (Ереальн, дБмкВ/м);
– величину напряжённости поля в точке приёма при условии распространения
в свободном пространстве (Есвоб, дБмкВ/м).
Используя калькулятор по расчёту напряжённости поля, можно определять
не только перечисленные величины из окна вывода результатов расчёта, а так-
же решать следующие задачи:
проводить оптимизацию параметров сети ТВ вещания;
8
оценивать параметры электромагнитной совместимости и частотно-
территориального планирования;
рассчитывать множитель ослабления поля свободного пространства;
оценивать максимальный радиус зоны обслуживания ТВ передатчика с за-
данными параметрами.
расстояние прямой видимости, км
уровень эффективной изотропной
излучаемой мощности радиопередающего
устройства, дБкВт,
уровень напряжённости поля в точке
приёма при распространении сигнала в
реальных уусловиях , дБмкВ/м
уровень напряжённости поля в точке
приёма при распространени в свободном
пространстве, дБмкВ/м
Рисунок 5 – Окно вывода результатов расчёта
9
Лабораторная работа №1 «Влияние длины радиолинии на величину напря-
жённости поля в точке приёма. Расстояние прямой видимости»
Лабораторная работа №1 используется в дисциплине «Распространение
сигналов и помех в сетях радиосвязи».
Цель лабораторной работы: изучить характер изменения напряженности
поля в точке приёма в реальных условиях распространения и в случае свободного пространства в зависимости от расстояния между передатчиком и приём-
ником. Оценить возможное расстояние прямой видимости между передатчиком
и приёмником.
Подготовка к лабораторной работе
1. Изучить конспект лекций по теме 5 «Распространение радиоволн в сво-
бодном пространстве» и 6 «Влияние земной поверхности на распространение радиоволн в однородной тропосфере».
2. Ознакомиться с принципами работы и заполнениями рабочих окон
калькулятора по расчёту напряжённости поля в точке приёма.
Задание на лабораторную работу
1. Изучение зависимости напряженности поля в точке приёма в реаль-
ных условиях распространения и в случае свободного пространства
от расстояния между ТВ передатчиком и точкой приёма.
1.1 Ввести в рабочие окна калькулятора следующие исходные данные в со-
ответствии с вариантом (вариант определяется номером бригады):
Таблица 1 – Исходные данные для выполнения задания 1.
Вари-
ант
Диапазон
частот в
рабочем
окне
калькуля-
тора
Частота ра-
диосигнала,
МГц
Мощность
ТВ пере-
датчика
Рпд, Вт
Коэффици-
ент усиле-
ния пере-
дающей
антенны,
Gпд, дБи
Высота
подвеса
передаю-
щей ан-
тенны h1,
м
Зату-
хание в
фиде-
ре,
дБ\м
Неров-
ность
рельефа
местно-
сти
h
,м 1 IV
474
10
8,0
20
0,01
15 2 IV
490
25
8,5
30
0,011
10 3 IV
506
50
9,0
40
0,005
20 4 IV
522
100
9,5
45
0,007
30 5 IV
538
250
10,0
50
0,009
15 6 IV
554
300
10,5
60
0,01
10 7 IV
570
500
11,0
65
0,012
20 8 V
584
1000
11,5
75
0,004
30 9 V
602
2000
12,0
100
0,007
15 0 V
618
5000
10,0
150
0,009
20
10
Обратите внимание на параметры, которые являются общими для всех
вариантов:
длина фидера передатчика lф=h1+20, м;
расстояние между передатчиком и точкой приёма – 1 км;
высота подвеса приёмной антенны
метров 102 h
;
плотность городской застройки 10%;
заданная вероятность приёма по времени в точке приёма Т=50 %;
заданная вероятность приёма по месту в точке приёма L=50 %.
Все исходные данные, в том числе рассчитанные параметры, необходимо внести в отчёт.
1.2 Снять зависимости напряженности поля в точке приёма в реальных
условиях распространения и в случае свободного пространства от расстояния между ТВ передатчиком и точкой приёма для различных значе-
ний R, меняя их в соответствующем окне калькулятора от 1 до 100 км.
Таблица 2
R, км
1 5 10
25
50
75
100
Ереальн,
дБмкВ/м
Есвоб,
дБмкВ/м
V, дБ
Значения Есвоб и Ереальн, дБмкВ/м при изменении параметра R опреде-
ляются в окне вывода результатов расчёта.
1.3 После заполнения соответствующих строк необходимо вычислить па-
раметр V – множитель ослабления поля свободного пространства, пока-
зывающий различие между значениями напряжённости поля в точке
приёма при распространении в свободном пространстве и в реальных
условиях.
дБEEV
своб,.реальн.
. (1)
1.4 По результатам измерения и вычисления построить кривые: Ереальн =
f(R) и Есвоб = f(R) – на одном графике, а также график V = f(R). Сделать
выводы.
2. Изучение зависимости расстояния прямой видимости от высоты
подвеса антенны ТВ передатчика.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]