3 Расчёт кпд антенно-фидерного тракта

После определения высоты подвеса антенн производится расчет КПД антенно-фидерного тракта. Он основывается на определении суммарного затухания в фидерном тракте α_афт и расчета КПД по формуле:

(9)

Суммарное затухание для РПА-2П-2 складывается из затухания всех элементов АФТ ∑а_i затухания в вертикальном волноводе а_верт и затухания в горизонтальном волноводе а_гор.

(10)

Для расчета ∑а_i необходимо знать, какое затухание имеет каждый элемент антенно-волноводного тракта. Будем считать, что антенна РПА-2П-2 не вносит затухания (КПД≈1, а≈0 дБ), ПВ – переход вносит затухания равные 0,1 дБ; ГВ – герметизирующая вставка вносит затухания равные 0,2 дБ; секция со штуцером (СШ) вносит затухания равные 0,1 дБ; фильтр (Ф) вносит затухания равные 0,2 дБ; корректор эллиптичности (КЭ) вносит затухания равные 0,1 дБ; поляризационный селектор (ПС) вносит затухания равные 0,2 дБ; герметичная вставка (ГВ) вносит затухания равные 0,2 дБ, состоящая из волновода герметизирующего (ВГ) и секция со штуцером (СШ).

∑ α_афт = α_пв + α_гв + α_сш+ α_ф + α_кэ+ α_пс + α_гв (11)

∑ α_афт= 0,1 + 0,2 + 0,1 + 0,2 + 0,1 + 0,2 + 0,2 = 1,1 дБ

а_гор определяется произведением погонного затухания используемого волновода на его длину. Длина горизонтального волновода принимается равной 10 м. на ОРС и 4 м. на ПРС, так как на ПРС аппаратуры меньше и удается её компактно расположить. Для эллиптического волновода РПА- 2П-2, используемого в качестве горизонтального волновода, величина погонного затухания зависит от диапазона работы. В 6- ГГц диапазоне используется РПА- 2П-2 с погонным затуханием а_пог =6 дБ/100м.

а_верт определяется произведением погонного затухания используемого волновода на его длину. Длина вертикального волновода принимает равной высоте подвеса. Для волновода круглого сечения, диаметром 70 мм, используемого в качестве вертикального волновода, величина погонного затухания зависит от диапазона работы. В 6 ГГц диапазоне а_верт =1 дБ/100м.

Таким образом, суммарное затухание в АВТ:

(12)

где l – длина горизонтального волновода

h – высота подвеса

Расчет КПД АФТ первого пролета:

0,19 дБ

дБ

1,89 дБ

0,18 дБ

дБ

1,52 дБ

= 0,647

=0,705

Расчет КПД АФТ второго пролета:

0,636 дБ

дБ

1,98 дБ

0,656 дБ

дБ

2,36 дБ

=0,634

=0,581

1. антенна

2. переход

3. герметизирующая вставка

4. секция со штуцером

5. фильтр

6. монтажный комплект из биметаллического волновода

7. корректор эллиптичности

8. поляризационный селектор

9. нагрузка

10. монтажный комплект из эллиптичного волновода

11. герметичная вставка

12- переход

Рисунок 3 – Схема антенно-волноводного тракта РПА-2П-2

4 Расчёт шумовых характеристик каналов

Мощность сигнала на входе приемника при распространении радиоволн в свободном пространстве определяется по формуле:

(13)

где G_A1 ,G_A2 , η_АВТ – в разах; λ_ср, R₀ – в метрах ; Рпд - в Вт.

Для аппаратуры Курс-6 (6ГГц) и антенны типа РПА-2П-2 G_A = 43 дБ, Р_пд =7,5 Вт.

Далее определяется уровень средней мощности принимаемого сигнала при влиянии профиля интервала (во время вертикального градиента диэлектрической проницаемости воздуха на интервале). Величина относительного просвета для радиоволны для среднего значения g находится по формуле:

(14)

По найденной величине относительного просвета и коэффициенту отражения профиля Ф находим по графику величину множителя ослабления поля свободного пространства .

Множитель ослабления поля свободного пространства показывает, во сколько раз уровень напряженности поля в месте приема при влиянии профиля интервала Е отличается от напряженности поля в месте приема при распространении радиоволны в свободном пространстве Ео.

, или (15)

Найденное значение V( ) из dB переводится в разы, и подставленное в формулу, позволяет найти величину средней мощности на входе приемника:

(16)

Среднее напряжение сигнала на входе приемника при согласовании его входного сопротивления с волновым сопротивлением фидера (W=75 Ом) находится по формуле:

(17)

Результат переводится из В в мВ.

Для ТВ ствола находиться отношение сигнал/шум по формуле:

20lg = Ктв+ G_A1 + G_A2 - - +W₀+ (18)

Здесь W₀=20lg , дБ- ослабление сигнала в пространстве.

Рассчитаем уровни принимаемых сигналов и шумов в канале ТВ для первого пролета:

4,67∙10^-5Вт.

G_A = =19952,62

1,21

Найденное значение V(g) = 2,2 дБ V(g) = =1,29

4,67 7,8∙10^-5Вт

76,5 мВ.

W₀=20lg -134,7

20lg = 158,4+43+43-1,89-1,52+(-134,7)+2,2=108,5

Рассчитаем уровни принимаемых сигналов и шумов в канале ТВ для второго пролета:

1,43·10^-5Вт.

Найденное значение V(g) = 2,2 дБ V(g) = =1,29

Вт

42,2 мВ.

W₀=20lg -138,9

20lg = 158,4+43+43-1,98-2,36+(-138,9)+2,2=103,4