На начальную страницу
В начало учебного пособия
Назад Вперед
5. РАСЧЕТ УРОВНЕЙ СИГНАЛОВ НА ИНТЕРВАЛЕ
РРЛ
Рассмотрим упрощенную структурную схему интервала радиолинии
и соответствующую диаграмму уровней (рис. 5.1). 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. Общее ослабление сигнала за
счет этих причин может достигнуть 130-140 дБ и больше.
Рис. 5.1
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).
Перед расчетами необходимо выяснить, для каких
характерных точек на пролете линии связи приведены технические данные на
аппаратуру фирмой - изготовителем. Основные точки показаны на рис.
5.2.
Рис. 5.2
К примеру могут быть данные на уровень мощности передатчика
для точки А', B'
или
С',
а пороговое значение уровня сигнала на входе приемника может относится
к точкам C,
B
или А.
Уровень сигнала на входе приемника (Pпр,
дБм)
Рпр
= Рпд + G1 + G2
- L0 - Lф1 - Lф2
- Lг - Lрф - Lдоп,
(5.1)
где Рпд
- уровень мощности передатчика, дБм;
G1,
G2
- коэффициенты усиления передающей и приемной антенн. При расчетах можно
выбрать параметры типовых антенны из таблицы
или задаться диаметрами антенн (для параболических структур) и определить
их коэффициенты усиления из соотношения:
G = 20 Lg(D) +
20 Lg(f) +17.5, дБ
(1)
где D - диаметр антенны, м (для
диапазона частот выще 10 ГГц D
= 0.3 - 1.2 м), f - рабочая
частота, ГГц (при расчетах используйте округленное значение средней частоты
выбранного диапазона).
При выборе антенн необходимо учитывать, что на практике
не применяются антенны с коэффициентами усиления большими, чем 45 - 47
дБ.
В дальнейших расчетах эти параметры можно будет
изменять для оптимизации проектируемой линии связи.
Lф1,
Lф2-
ослабление сигнала в фидерных линиях (Ф1, Ф2), дБ.
Lф1=
La,
где L - длина фидера, м; a
- погонное затухание фидера, дБ/м,
Lф2 - определяется аналогично.
Погонное затухание в фидерных линиях зависит от
типа волновода и конструктивных особенностей АФТ [1,
глава 3].
При отсутствии фидера (когда приемопередатчики
объединены с антенной в виде моноблока) необходимо учитывать конструктивные
особенности устройства объединения. При диаметре антенн 30 - 50 см приемопередающий
блок соединяется с антенной непосредственно с помощью прецизионного волноводного
соединителя, поэтому в этих случаях потери в фидерах можно принять равными
0 дБ.
При больших диаметрах антенн соединение проводится
коротким отрезком гибкого волновода, потери в котором
Lф1
= Lф2 =
0.5 дБ.
Lрф
- определяется из параметров аппаратуры. Обычно значение ослабления в разделительных
фильтрах соответствует сумме потерь в передающем и и приемном устройствах
(РФ' + РФ'', рис. 5.2).
При моноблочной конструкции, данные на уровень мощности передатчика
и пороговые значения уровня сигнала на входе приемника, часто относятся
к точкам, соответствующим уровням на антенном волноводном соединителе (другими
словами, в значения уровней уже заложены потери в разделительных фильтрах).
В этих случаях величина потерь Lрф
= 0. При разнесенной конструкции приемопередатчиков и антенн, потери в
РФ составляют 4 - 5 дБ (в РРЛ большой емкости).
Lдоп
- дополнительные потери, складывающие из потерь в антенных обтекателях
Lао
и потерь от перепада высот приемной и передающей антенн Lпв.
(Lдоп =
1 - 2 дБ)..
L0 =
20 lg (4.189 104 R0 f),
дБ,
(5.2)
где R0
- протяженность интервала РРЛ, км,
f - рабочая частота, ГГц,
Lг рассчитывается по формуле
Lг = (go
+ gн) R0,
дБ.
где go,
gн
- погонные затухания в водяных парах и атомах кислорода атмосферы (дБ/км),
определяемые из графика (прил. 2).