Расчет устойчивости связи

Коэффициент полезного действия антенно-фидерного тракта (АФТ) зависит от вида и длины АФТ и в общем случае может быть определен по формуле:

где α_общ – общее затухание АФТ, складывающееся из затухания сосредоточенных элементов (различного рода фильтров, циркуляторов, гермовставок и т.д.) и непосредственного затухания в фидере, зависящего от его вида и длины.

Расчет к.п.д. АФТ в данном примере осуществляется из предположения, что затухание в сосредоточенных элементах равно α_с = 3 дБ, затухание в горизонтальных волноводах длиной 10 м принято равным α_г = 0,05 дБ/м, затухание в вертикальном волноводе α_в = 0,02 дБ/м.

Потери мощности в АФТ равны:

где: ℓ_г – длина горизонтального волновода;

h_прд, h_прм – высоты подвеса приемной и передающей антенн.

При этом потери в АФТ передающей части и приемной части одинаковые α_прд = α_прм = 5,1 дБ, а к.п.д.:

В случае если в ЦРРЛ приемопередатчик конструктивно совмещен с антенной, то потерями в АФТ принимаются только потери в сосредоточенных элементах (порядка 2 – 3 дБ).

Минимальный множитель ослабления для рассчитываемого пролета определяется по формуле:

Откуда:

Для ЦРРЛ эта величина обычно находится в пределах от – 20 до – 40 дБ.

Далее определяется тип пролета. Для этого находится коэффициент расходимости D, при величине D > 0,8 – пролет считается слабопересеченным, а если D < 0,8 – пролет считается пересеченным. На слабопересеченном пролете необходимо учитывать отражение от Земли.

Коэффициент расходимости D рассчитывается в следующем порядке. Сначала определяется приращение просвета за счет рефракции при ρ = ρ_кр по формуле:

Далее определяется просвет на пролете с учетом рефракции при ρ_кр по формуле:

H(ρ_кр) = H(0) + ∆H(ρ_кр) = 7,38 +26,577 = 33,96 м;

Определяется относительный просвет на пролете при ρ = ρ_кр по формуле:

Определяется номер интерференционного максимума при ρ = ρ_кр по формуле:

Определяется относительный просвет на пролете в отсутствии рефракции:

После этого рассчитывается коэффициент расходимости D по формуле:

Получилось, что D < 0,8, что свидетельствует о пересеченном типе пролета и отражениями от Земли можно пренебречь и нет необходимости опре-

делять оптимальную высоту подвеса антенн на данном пролете.

Расчет суммарного процента времени, в течение которого множитель ослабления меньше минимально допустимого, производится в следующем порядке.

1.Определение Т_о(V_min) – процента времени, в течение которого множитель ослабления меньше допустимого за счет экранирующего действия препятствия.

Сначала определяется параметр А по формуле:

Параметр μ определяется по формуле:

где

Из графика рисунка 1.5 при μ = 1,83 и V_min= - 31 дБ определяется Р(ρ₀) = - 2,1.

Относительный просвет с учетом средней рефракции равен 1 и тогда параметр ψ определяется по формуле:

Рисунок 1.5.

И тогда с учетом ψ = 4,08 по графику рисунка 1.6 определяется Т_о(V_min) = 3·10^-3%.

Рисунок 1.6.

2.Расчет Т_тр – процента времени , в течение5 которого множитель ослабления меньше минимально допустимого за счет интерференции прямой и отраженных от слоистых неоднородностей тропосферы волн выполняется по формуле:

где Q = 1 – параметр, учитывающий климатические особенности района,

f_ср = 8,15 ГГц – средняя рабочая частота проектируемой ЦРРЛ.

Тогда: Т_тр(V_min) = (2,068·10^-3)²·0,20193·10² = 8,64·10^-5%.

Рисунок 1.7

3.Расчет Т_д(V_min) – процента времени, в течение которого множитель

Таблица 1.6

ослабления меньше минимально допустимого за счет деполяризационных явлений в тропосфере (дождя) производится следующим образом.

По диаграмме, изображенной на рисунке 1.7 определяется допустимая интенсивность дождя для данного пролета I_доп=130 мм/час. Затем по номограмме, изображенной на рисунке 1.8 по полученному значению I_доп и заданному климатическому району, например – 1, определяется искомая величина Т_д(V_min) = 4·10^-4 .

4.Ожидаемая величина процента времени Т_ож(V_min), в течение которого не выполняется норма на устойчивость связи по всей ЦРРЛ рассчитывается по формуле:

где n = 4 – число пролетов.

Поскольку загрузка проектируемой ЦРРЛ составляет > 120 ТФ каналов, норму на устойчивость необходимо определить по таблице 1.6, согласно которой в данном случае Т_доп(V_min) = 0,01%. Так как Т_ож(V_min) > Т_доп(V_min), то есть норма на устойчивость не выполняется, на проектируемой ЦРРЛ необходимо применить резервирование, которое позволяет увеличить устойчивость связи. Так как рабочие и резервные стволы работают на разных частотах и замирания в стволах наблюдается не одновременно.

Рисунок 1.8.

5.Ожидаемая величина процента времени Т_уч(V_min), в течение которого не выполняется норма на устойчивость связи на участке при резервировании, определяется по формуле:

Таким образом, даже с учетом резервирования устойчивость связи на проектируемой ЦРРЛ не удовлетворяет норме. Анализ результатов расчетов показывает, что основной составляющей замираний на проектируемой ЦРРЛ является величина Т₀(V_min) = 3·10^-3, поэтому необходимо принять меры по ее уменьшению. Такой мерой может быть увеличение Р_пор, G или уменьшение затухания на пролете или в АВТ. Достичь этого можно или путем замены оборудования с лучшими Р_пор, G и ли изменением длины и профиля пролета.