Санкт-Петербургский государственный университет

телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича

Курсовой проект

«РАСЧЕТ ЦИФРОВЫХ ТРОПОСФЕРНЫХ ЛИНИЙ»

Студент: Самойлов В. А.

Группа: МТ-71.

Преподаватель: Наследов Д.Д.

Санкт-Петербург

2011

Общая постановка задачи

Обоснование и расчет основных технических параметров ТРЛ и составляющих их тропосферных радиорелейных станций (ТРС) производится на основе технического задания (ТЗ), представляемого заказчиком. В ТЗ, как правило, формулируются требования к основным техническим характеристикам ТРЛ и ТРС, выработанные по результатам анализа предполагаемых условий их применения и эксплуатации. Кроме того, в ТЗ могут указываться некоторые требования к экономическим показателям ТРЛ.

В процессе проектирования ТРЛ возникают, как правило, следующие основные варианты постановки задачи:

1) проектирование и разработка аппаратуры ТРЛ;

2) выбор мест размещения станций ТРЛ, развертываемой между заданными

оконечными пунктами с использованием заданного типа аппаратуры ТРС, и расчет

устойчивости связи на проектируемой ТРЛ.

При проектировании и разработке аппаратуры ТРС принятие основных технических решений по их построению, их уточнение и детализация осуществляются на основе выбора и расчета энергетических параметров ТРЛ. Энергетический расчет является одним из наиболее сложных этапов принятия решений по техническому построению проектируемой ТРЛ и ТРС в целях реализации технических требований.

При проектировании ТРЛ с использованием существующей аппаратуры ТРС основной задачей является выбор мест развертывания ТРС и расчет устойчивости связи, которая должна соответствовать предъявляемым требованиям.

Исходные данные и цель расчета

Исходными данными для энергетического расчета ТРЛ являются:

L=2500 км - общая протяженность ТРЛ

m=7 - количество пролетов (ТРС) в ее со­ставе

_{Географический район – Крайний север европейской части}

_{Вид модуляции ДОФМ}

_{Вид многочастотного сигнала – параллельный}

кбит/с - скорость передачи цифровых сигналов

f = 0,8-1,2 ГГц - диапазон частот

Диаметр антенны Д_А = 30м

_{Тип малошумящего усилителя (МШУ) приемника: НПУ неохлажденный параметрический усилитель}

Целью энергетического расчета является определение основных энергетических характеристик ТРС: мощностей передатчиков, мини­мально допустимых мощностей сигналов на входах приемников, энер­гетических параметров антенно-фидерных трактов.

При энергетическом расчете критерием нарушения связи на ЦТРЛ, которое происходит при глубоких замираниях, считается увеличение вероятности ошибки, усредненной за время 1с, до величины

0,05𝓁/ 2500

0,05 × 2500 / 2500 = 0,05%

Для того, чтобы определить требования к качеству связи для каждого отдельного пролета, считают все пролеты энергетически равноценными, полагая допусти­мый процент времени нарушения связи на каждом, i-м, пролете

/m

0,05 / 7 = 0,007%

Расчет проводится для средней частоты диапазона f = 1 ГГц. Медианное месячное значение эквивалентного ослабления на i-м пролете

Длина волны определяется заданной в исходных данных частотой на средней частоте диапазона

λ = =0,3 м., где с = м / с.

Эквивалентное расстояние между ТРС i-го пролета Rэ можно най­ти при известных параметрах профиля пролета . Поскольку при расчете энергетических параметров ТРЛ последние могут быть не заданы, достаточно задаться макси­мально допустимыми углами закрытия предположить и задаться величиной h, равной средней высоте установки антенн на местности, для которой проектируется ТРЛ, над уровнем моря. Для дальнейшего расчета зададимся значением h = 80 м (принимая во вни­мание в основном равнинный характер местности в заданном геогра­фическом районе). Суммарный угол закрытия на пролете по исходным данным

()max = 0 рад.

h = 80 метров = 0,08 км. 8500 км.

0,08 км

R_o =𝓁/m = 2500 / 7 = 357.14 км.

R_эо = R_о + () = 357.14 + 0 · 8500 = 357.14 км.

R_э = R_эо× =357.14×=

= 346.42 км.

Зададимся типами и размерами антенн. Пусть антенны - парабо­лические двухзеркальные диаметром Д_А = 30м. Тогда площадь апертуры

S_A = π· / 4 = 3,14· / 4 = 2826 / 4 = 706.5 м²

Коэффициент использования поверхности антенны η=0,7. То­гда коэффициент усиления антенны на средней частоте диапазона равен

G =

G = = = 69017

Ширина главного лепестка диаграммы направленности антенны на уровне половинной мощности определяется по формуле

= ⁰ = 1,22 ·

Обычно антенны на всех ТРС одинаковы, поэтому считаем Gn = Gnp = G в дБ:

g_n = g_np = g = 10 lgG = 10 lg(69017) = 48,389 дБ

Потери усиления антенн определяем по графику при

g_n + g_np = 2g =2 x 48,389 =96,779 дБ

2g= 96,779 дБ тогда

Ослабление в фидерном тракте находится по формулам:

В соответствии с рекомендациями, величина в диапазоне дециметровых волн составляет обычно 2...3 дБ, а в сантиметровом диапазоне 3 ,5... 2 дБ

выберем дБ.

Полное затухание некоторых типов фидеров приведено в таблице

Тип волновода	Частота, МГц	Погонное затухание, дБ/ 100 м
РК-75-7 1	500 1000 2000	4,8 6,0 7,5
ЭВГ-2	3400 3650 3900	4,5 4,0 3,6
ЭВГ-4	5670 6000	5,0 4,7
ЭВГ-6	6200 7900	4,5 8,0
ЭВГ-8	10800	16,0

Выберем РК-75-71 с погонным затуханием 7,5 дБ/100 м

Найдем длину фидера:

L_Г= λ x 75 = 75 x 0.3 = 22.5м

l_B = Д_А / 2 + (2 ÷ 3) = 30/2 + 2,5 = 17,5м

l_ф = L_Г + l_B = 22,5 + 17,5 = 40 м.

L”_ф = а_ф  l_ф = 7,540/100 = 3дБ

L_ф = L”_{ф +} L’_ф = 3+2 = 5 дБ

Медианное месячное значение множителя ослабления на i-м проле­те V_м.мi, находим по кривым рисунка при f = 1 ГГц, - 346,42 км,

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000км

V_м.мi = -80дБ

Найдем медианное месячное значение эквивалентного ослабления на пролете, в дБ:

V_э.м.мi =