Выбор основных параметров многоканальных РРЛ систем с ЧУ и ЧМ
Обозначим через Ршд - общую мощность шумов на выходе канала гипотетической цепи, тогда Ршд сек = Ршд/m, мощность шумов на выход секции, m - число секций.
В АФТ тракте, как известно, возникают 25% шумов.
Отсюда мощность шумов на выходе секции без учета тракта АФТ
Ршд сек=0,75·Ршд сек=0,75Ршд/m.
Из полученных ранее формул для расчета шумов известно, что мощность как тепловых, так и переходных шумов зависит от девиации частоты. Причем тепловые шумы обратно пропорциональны квадрату девиации, переходные шумы второго порядка пропорциональны квадрату девиации, а третьего порядка пропорционально четвертой степени девиации, т.е. можно записать
Ршд сек=0,75Ршд/m=А1/х+Вх+Сх2,
где: х=Δƒr2 - квадрат девиации на канал;
А, В и С - обобщенные параметры аппаратуры.
Если предположить, что ƒr2 выбрана таким образом, что Ршд сек - минимально, то
Нап фрdР’шд сек/dх = - А1/х2+В+2Сх=0.
Решая совместно два уравнения получим
Согласно уравнению для Ршд сек, последние уравнения можно записать
т.к. Ршп2>0 Ршп3>0.
Поэтому
2Р’шд сек-3Ршт>0
2Ршт-Ршд сек>0.
Отсюда
2Ршд сек>3Ршт
2Ршт>Ршд сек.
Или
2/3Ршд сек>Ршт
Ршт>1/2Ршд сек.
Окончательно
1/2Ршд сек<Ршт<2/3Ршд сек.
Таким образом можно записать, что
Ршт=ξ0,75Ршд/m
где: 1/2<ξ<2/3.
Соответственно
Ршт2=2Р’шд сек-3Р’шд секξ=3Р’шд сек(2/3-ξ)
Ршт3=2Р’шд секξ-Р’шд сек=2Р’шд сек(ξ-1/2)
Из полученных соотношений следует, что при таком выборе доли шумов общее количество их будет минимально. Причем при заданном fr (рекомендаций МККР) оптимальность определяется параметрами А, В и С.
Этапы конструирования аппаратуры РРЛ
1. Определяют Ршд сек=Ршд/m.
2. Определяют Р’шд сек=0,75·Ршд сек=Ршт+Ршп2+Ршп3.
Затем Ршт=ξ0,75·Ршд сек где: 1/2<ξ<2/3.
3. По имеющимся графикам определяют рис.12.
Ршп2 и Ршп3, причем Ршт+Ршп2+Ршп3=1.
4. Делят мощность переходных шумов как второго, так и третьего порядка на выходе секции между переходными шумами, возникающими в элементах группового и ВЧ трактов.
Причем мощность переходных шумов группового и ВЧ трактов для одной секции приблизительно равны (групповой тракт только по ОС и УС, а ВЧ тракт на всех станциях).
5. Делят мощность переходных шумов ВЧ тракта между станциями секции
 и 
где: К - число станций в секции.
6. Задаются затуханием нелинейности и вычисляют мощность переходных шумов. Если величину нелинейности трудно реализовать, то увеличивают мощность переходных шумов на выходе секции за счет уменьшения тепловых шумов. То же самое проделывают, если трудно реализовать требуемую неравномерность ГВЗ.
7. По допустимой мощности тепловых шумов для секции определяют мощность тепловых шумов вносимых каждой К-ой станцией
Рш.т.ст.=Рш.т.секц./К.
8. Задавшись параметрами аппаратуры, вычисляют мощность тепловых шумов, вносимой одной станцией затем проверяют, чтобы
Рш.т.ст.(реал)≤Рш.т.ст.(расч)
Для вычисления Рш.т.ст.(реал) необходимо знать мощность сигнала на входе приемника.
Она определяется как
где: Рпер - мощность передатчика;
А - затухание сигнала на интервале;
G1 и G2 - коэффициент усиления антенны;
ηф1 и ηф2 - коэффициент полезного действия АФТ;
Асв0 - затухание сигнала при свободном распространении радиоволн в изотропной среде;
Асв - затухание сигнала при свободном распространении радиоволн с учетом направленных свойств антенн и К.П.Д. фидеров;
V - множитель ослабления по отношению к полю свободного пространства.
В последнем выражении все сомножители, кроме V2 известны. Необходимо определить только V - или множитель ослабления.
Классификация трасс РРС
Проектирование РРС начинается с выбора и изыскания трасс. Для этого пользуясь топографическими картами намечают общее направление трассы и места расположения УС и ПС в соответствии со структурой гипотетической цепи. При этом необходимо учитывать наличие подъездных путей, близость населенных пунктов, энергобаз и др. Целесообразным считается прокладка РРЛ вдоль шоссейных и железных дорог.
Интервал ретрансляции зависит от рельефа местности, типа аппаратуры, высот антенных опор и др. условий. Для намеченной РРЛ рассчитывают качественные показатели каналов связи. Причем могут быть просчитаны несколько вариантов, а выбран один из них. Выбор производится по устойчивости связи при требуемых качественных показателях.
Основой энергетического расчета РРС является уравнение связывающее мощность сигнала на выходе передатчика Рпд с мощностью сигнала, поступающего на вход приемника Рс вх
где: А - потери передачи на интервале;
Асв=(4πr0/λ)2 - потери передачи на интервале при распространении в свободном пространстве.
Строгий расчет интервала РРС из-за многообразия и сложности реальных природных условий, невозможен. Поэтому при проектировании РРС пользуются приближенными методами.
Расчет V начинают с вычерчивания в прямоугольных координатах профиля интервала, который отображает вертикальный разрез местности. Для этого по оси абсцисс откладывают расстояние, а по оси ординат высоты. Высоты откладывают от уровня моря или условный нулевой уровень (рис. 13).
Рис.13.
Антенны РРС устанавливаются на мачтах или башнях, высота которых во много раз превышает длину рабочей волны. Для расчета V в случае реальных трасс удобно пользоваться величиной просвета Н между наиболее высокой точкой профиля трассы и линией прямой видимости, соединяющей центры антенн соседних станций (рис. 14).
Рис.14.
Исходя из геометрических расчетов
где: Δr - разность хода лучей между АВ и АСВ;
k=r1/r2 - относительная координата точки С.
При классификации трасс РРС и расчете интервалов пользуются понятием о пространственной зоне, существенно участвующей в распространении радиоволн. Эту зону определяют как геометрическое место точек, соответствующих разности хода лучей Δr=λ/6. Из последнего соотношения следует, что в такой зоне
Так называемый расчетный зазор при Н=Н0, множитель ослабления равен 1 (V=1).
Относительно Н0 трассы интервалов РРС принято делить на три группы:
- открытые - Н > Н0;
- полуоткрытые - Н0 >> Н > 0;
- закрытые - Н < 0.
На реальных трассах, как известно, наиболее часто имеет место положительная рефракция, когда dE/dh < 0 и при расчетах V пользуются понятием эквивалентного радиуса земного шара Rэ, отличающейся от действительного радиуса R на величину коэффициента рефракции kр
Rэ=Rkр=R/(1+0,5gR)
При положительной рефракции Rэ>R. Замена R на Rэ приводит к тому, что при изменении атмосферной рефракции изменяется просвет Н от значений Н(0) в отсутствие рефракции до Н(g) с учетом рефракции. Полное значение просвета определяется как
Н(g) = Н(0) + Н(g) = Н(0) - 0,25r02g(1-k)k.
|
