5 курс 10 семестр / Космос и РРЛ / Kosmos_1554

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ

им. проф. М.А. БОНЧ-БРУЕВИЧА

ФАКУЛЬТЕТ ВЕЧЕРНЕГО И ЗАОЧНОГО ОБУЧЕНИЯ

Контрольная работа

Дисциплина:

КОСМИЧЕСКИЕ И НАЗЕМНЫЕ СИСТЕМЫ РАДИОСВЯЗИ И ТЕЛЕРАДИОВЕЩАНИЯ

и

СПУТНИКОВЫЕ И РАДИОРЕЛЕЙНЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ

г.Санкт-Петербург

2015 г.

Контрольная работа №1 вариант 54

Расчёт параметров аналоговых радиорелейных линий с частотным разделением каналов

Задание:

1.Определить граничные частоты многоканального сигнала для заданного N при ЧРК, нарисовать линейный спектр сигнала и рассчитать среднюю мощность многоканального сигнала.

2.Из таблицы параметров аналоговой радиорелейной аппаратуры выбрать аппаратуру, подходящую по числу передаваемых каналов.

3.Рассчитать полосу частот, занимаемую частотно-модулированным сигналом

иширину полосы частот ВЧ тракта.

4.По заданной протяженности интервала и высотам подвеса антенн рассчитать уровень сигнала на входе приемника (Рпр 0).

5.Рассчитать мощность тепловых шумов на выходе телефонного канала.

6.Определить минимально допустимый множитель ослабления и соответствующий ему уровень сигнала на входе приемника.

Дано:

N = 600 каналов;

L = 2500 км;

Lэт = 2500 км; λ = 8,2 см;

R0 = 56 км; h1 = 30 м; h2 = 40 м.

Решение:

1. Для N = 600 каналов:

F1 = 60 кГц; F2 = 2596 кГц;

Линейный спектр имеет вид:

Рисунок 1 – Линейный спектр сигнала при N = 600 каналов с частотным разделением каналов

Рассчитаем уровень средней мощности многоканального сигнала. При N 240 каналов:

Рср pk 10lg N, дБм0 ,

где pk 13дБм(50мкВт)

Рср 13 10lg 600 14,78 дБм0

1

Рассчитаем среднюю мощность многоканального сигнала:

2. По числу каналов и рабочей длине волны выбираем аппаратуру Рассвет-2. Она имеет следующие технические параметры:

Диапазон частот 3,4-3,9 ГГц; Число каналов N = 600;

Мощность передатчика 5 Вт (37 дБм); Коэффициент шума приёмника 25 ед (14 дБ); Девиация частоты f = 200 кГц;

Система резервирования 3+1.

3. Рассчитаем полосу частот, занимаемую ЧМ сигналом. Для этого:

-Определим значение эффективной девиации частоты:

где fк - девиация частоты на один канал.

-Определим пиковую девиацию частоты:

fпик 3,33 f эфф , кГц

fпик 3,331096,7 3652 кГц

-Рассчитаем индекс частотной модуляции:

-Определим полосу частот, занимаемую частотномодулированным сигналом:

П2F2 1 mf mf , кГц

П2 2596

4.Определим уровень сигнала на входе приёмника Рпр0 при работе в свобод-

ном пространстве:

Выберем антенну АДЭ-5. Коэффициенты усиления приёмной и передающей антенны G1 G2 43,5дБ . Рассчитаем КПД фидерных линий:

10 0,1 аф lф ,

где aф 0,04 0,09 дБм – погонное затухание в фидерной линии;

lф h lгор , м – длина фидерной линии; h – высота подвеса антенны;

2

где Ршт max доп 47500 Рш пост ,

Рш пост 3000 7000пВт - мощность шумов линии связи.

Vmin доп 20lg 0,0043 47,28 дБ

Определим мощность сигнала на входе приёмника при V Vmin доп .

Рпр Рпр0 Vmin доп 2

Рпр 14,8 10 6 0,0043 2 2,74 10 10 Вт 274 пВт Рпр 65,62 дБм

Результаты расчета запишем в таблицу 1:

Таблица 1

3

4

Контрольная работа № 2 вариант 54

Расчёт некоторых параметров цифровых РРЛ

Задание:

1.Выбрать диапазон рабочих частот и тип оборудования цифровой РРЛ.

2.Выбрать диаметры антенн и рассчитать их коэффициенты усиления

3.Определить ослабление сигнала в свободном пространстве.

4.Определить потери радиосигнала в газах атмосферы.

5.Рассчитать уровень сигнала на входе приемника без замираний.

6.Определить запас на замирания.

7.Построить диаграмму уровней на интервале ЦРРЛ.

Дано:

V 16Мбит / с – округлённое значение скорости цифрового потока; R0 8км – средняя протяженность интервала РРЛ.

Решение:

1. Выберем несколько типов оборудования ЦРРЛ, удовлетворяющих заданной скорости цифрового потока и работающих в разных диапазонах рабочих частот, и запишем в таблицу 2 параметры аппаратуры выбранных цифровых РРЛ.

2. Выберем диаметры антенн: 0,3 м; 0,5 м; 0,9 м; 1,2м. Рассчитаем их коэффициенты усиления по формуле:

G 20lg D 20lg f 17,5 дБ ,

где D – диаметр антенны, м;

f – рабочая частота, ГГц. Радиан-15:

G 20 lg 0,3 20 lg15 17,5 30,6дБ G 20 lg 0,5 20 lg15 17,5 35,0дБ G 20 lg 0,9 20 lg15 17,5 40,1дБ G 20 lg1,2 20 lg15 17,5 42,6дБ

MINI-LINK 23-C:

G 20 lg 0,3 20 lg 23 17,5 34,3дБ G 20 lg 0,5 20 lg 23 17,5 38,7дБ G 20 lg 0,9 20 lg 23 17,5 43,8дБ G 20 lg1,2 20 lg 23 17,5 46,3дБ

MINI-LINK 26-C:

5

G 20 lg 0,3 20 lg 26 17,5 35,3дБ G 20 lg 0,5 20 lg 26 17,5 39,8дБ G 20 lg 0,9 20 lg 26 17,5 44,9дБ G 20 lg1,2 20 lg 26 17,5 47,4дБ

MINI-LINK 38-C:

G 20 lg 0,3 20 lg 38 17,5 38,6дБ G 20 lg 0,5 20 lg 38 17,5 43,1дБ G 20 lg 0,9 20 lg 38 17,5 48,2дБ G 20 lg1,2 20 lg 38 17,5 50,7дБ

Запишем результаты в таблицу 3.

6

Рпр 20 34,3 34,3 137,7 0,5 0,5 0,69 0 1 51,8дБм Рпр 20 38,7 38,7 137,7 0,5 0,5 0,69 0 1 43,0дБм Рпр 20 43,8 43,8 137,7 0,5 0,5 0,69 0 1 32,8дБм Рпр 20 46,3 46,3 137,7 0,5 0,5 0,69 0 1 27,8дБм

MINI-LINK 26-C:

Рпр 19 35,3 35,3 138,8 0,5 0,5 0,56 0 1 51,8дБм Рпр 19 39,8 39,8 138,8 0,5 0,5 0,56 0 1 42,8дБм Рпр 19 44,9 44,9 138,8 0,5 0,5 0,56 0 1 32,6дБм Рпр 19 47,4 47,4 138,8 0,5 0,5 0,56 0 1 27,6дБм

MINI-LINK 38-C:

6. Определим запасы на замирания для разных диапазонов рабочих частот, антенн и аппаратуры и заполним таблицу 7:

М Рпр Рпор 10 3 ,

где Рпор 10 3 – пороговый уровень сигнала на входе приёмника при коэффици-

енте ошибок Кош 10 3 . Радиан-15:

М49,0 ( 83) 34,0дБ

М40,2 ( 83) 42,8дБ

М30,0 ( 83) 53,0дБ

М25,0 ( 83) 58,0дБ

MINI-LINK 23-C:

М51,8 ( 80) 28,2дБ

М43,0 ( 80) 37,0дБ

М32,8 ( 80) 47,2дБ

М27,8 ( 80) 52,2дБ

MINI-LINK 26-C:

М51,8 ( 79) 27,2дБ

М42,8 ( 79) 36,2дБ

М32,6 ( 79) 46,4дБ

М27,6 ( 79) 51,4дБ

8

MINI-LINK 38-C:

М52,5 ( 75) 22,5дБ

М43,5 ( 75) 31,5дБ

М33,3 ( 75) 41,7дБ

М28,3 ( 75) 46,7дБ

Выбираем аппаратуру исходя из соображений:

1)Коэффициент усиления антенны должен быть не более 45 дБ

2)Запас на замирания должен быть в пределах 37-43 дБ. Поэтому выбираем Радиан-15, диаметр антенны D 0,5м .

Параметры:

Коэффициент усиления антенны G 35дБ ;

Ослабление сигнала в свободном пространстве L0 134дБ ; Полные потери в газах атмосферы L Г 0,19дБ ;

Уровень сигнала на входе приёмника Рпр 40,2дБм ; Запасы на замирания М 42,8дБ .

7. Построим диаграмму уровней на интервале ЦРРЛ для выбранной аппарату-

ры:

Очевидно, что качество работы линии связи, определяется уровнем сигнала на входе приемника Pпр и возможными отклонениями этого уровня при замираниях.

На диаграмме уровней видно, что сигнал излучается передатчиком с уровнем Pпд, проходит через разделительный фильтр (РФ), в котором уровень упадет за счет внутренних потерь и поступает через фидерную линию в передающую антенну с коэффициентом усиления G1. За счет потерь в фидерной линии Lф1 уровень сигнала еще уменьшиться, а в передающей антенне увеличится на величину G1.

При распространении сигнала по интервалу РРЛ (протяженностью R0, на рабочей частоте f) уровень сигнала упадет за счет ослабления свободного пространства, потерь в газах атмосферы и некоторых дополнительных потерь.

В приемной антенне уровень сигнала увеличится на величину G2, затем уменьшится в приемной фидерной линии, в разделительном фильтре и поступит на вход приемника с уровнем Pпр. Это значение получается в отсутствии замираний сигнала на пролете РРЛ.

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).

9