1.2. Общие положения о ррл

РРЛ обычно работают в сантиметровом диапазоне волн. Сигналы на этих частотах распространяются в пределах прямой видимости.

Чтобы обеспечить радиорелейную связь на равнинной местности в пределах прямой видимости, необходимо поднять антенны над уровнем Земли на башнях или мачтах. Высоты антенных опор могут достигать 50 - 100 м, в зависимости от длины каждого пролета и его профиля между соседними ретрансляционными станциями РРЛ (рис.1.3). Когда станция расположена на естественной возвышенности, антенны могут быть установлены на крыше здания, в котором находится приемопередающая аппаратура.

Длина пролета между соседними ретрансляционными станциями РРЛ обычно равна 30 - 70 км. В диапазонах частот выше 8 ГГц это значение может уменьшаться с повышением частоты. В отдельных случаях длина пролета может быть уменьшена до 20 - 30 км из-за необходимости размещения ретранслятора (Ретр) РРЛ в заданном пункте, а также когда на трассе РРЛ имеется препятствие.

Для передачи сообщений на большие расстояния, и особенно в малообжитые районы, в качестве Ретр используют искусственные спутники земли (ИСЗ), иначе космические аппараты, а также тропосферные РРЛ (ТРРЛ) (рис.1.3).

В зависимости от назначения спутниковых систем связи, Ретр размещают на околоземных орбитах различной высоты. Широко используют геостационарную орбиту на высоте 36 тыс. км (рис.1.3). Для персональной мобильной связи в спутниковой системе «Глобал Стар» высота 1400 км, но для покрытия всей поверхности земли используются 48 спутников.

Рис.1.3. Системы связи: а - РРЛ прямой видимости; б - РРЛ тропосферная;

в - Спутниковая система передачи

1.3. Выбор трассы ррл

Стоимость строительства РРЛ и ее эксплуатации сильно зависит от правильного выбора трассы. Из нескольких вариантов трассы выбирают наиболее дешевый и удобный для эксплуатации вариант, т.е. с меньшим числом ретрансляторов, наибольшей длинной пролета между ретрансляторами, наименьшими высотами антенных опор, расположение ретрансляторов желательно вблизи населенных пунктов.

Трассу строят зигзагообразной, т.к. четыре станции нельзя размещать на одной прямой. Это позволит исключить помехи от ретрансляторов расположенных через 3 - 5 пролетов (рис.1.4).

Рис.1.4. Схема построения радиорелейной линии прямой видимости

Из рис.1.4 видно, что на каждом четвертом Ретр возможен прием не только от соседнего ретранслятора, но и от 1-го, т.к. частоты передачи 1-го и 3-го ретрансляторов совпадают.

Антенны Ретр имеют высокую направленность действия и в результате на четвертом Ретр, мешающий сигнал f₁ будет сильно ослаблен.

Площадки под Ретр должны размещаться на доминирующих высотах и вблизи от шоссейных и железнодорожных дорог.

1.4. Расчет устойчивости связи в радиорелейной линии

Рассмотрим структурную схему одного пролета РРЛ (рис.1.5).

Рис.1.5. Структурная схема одного пролета РРЛ: Р_прд - мощность передатчика;

G - коэффициент усиления антенн направленного действия; L_ф1, L_ф2 - потери в фидерной линии от ПРД до антенны и от антенны до ПРМ; L₀ - потери в линии связи (на трассе) между Ретр; R₀ - длина трассы.

Мощность полезного сигнала на входе ПРМ определяется уравнением передачи:

,

где - суммарное ослабление мощности сигнала, т.е. потери на трассе;L_доп - затухание на пролете РРЛ; L_пост - постоянные потери мощности на пролете РРЛ определяется потерями на распространение в свободном пространстве L₀, и потерями в антенно-фидерном тракте L_афт.

Потери на распространение, т.е. уменьшение уровня сигнала:

,

где  - длина волны излучаемого сигнала; R₀ - длинна пролета.

Нужно соблюдать размерность ( и R₀ измеряются в метрах).

L_афт = L_ф1∙G_прд∙L_ф2∙G_прм,

где G_прм, G_прд - усиление в антеннах ПРМ и ПРД; L_ф1, L_ф2 - потери в фидерах ПРД и ПРМ; R₀ - длинна пролета.

Обычно антенны ПРМ и ПРД одинаковы и G_прм=G_прд=G, тогда L_афт=L_ф1∙L_ф2∙G². Таким образом:

.

Потери в элементах фидера L_ф, возникают в вертикальных и горизонтальных участках волновода, волноводных переходах и герметизирующих вставках. Потери измеряются в децибелах (дБ). Постоянные потери определяются как:

.

–дБ –дБ +дБ

Дополнительные потери в линии определяются множителем ослабления поля в свободном пространстве.

,

где: E_реал - напряженность поля на входе антенны ПРМ в реальных условиях

E_св - напряженность поля без учета влияния атмосферы и рельефа местности.

Обычно множитель ослабления поля в свободном пространстве V меняется во времени и определяется статистически для определенного процента времени.

Мощность сигнала на входе ПРМ с учетом множителя ослабления равна:

,

где: А - процент времени, когда множитель ослабления V существует.