Файл: Хромых, М. К. Проектирование радиорелейных линий связи.pdf

условия прохождения радиоволн создаются на трассах, проходящих над пересеченной местностью и лесными мас­ сивами. На прохождение радиоволн неблагоприятно сказы­ вается болотистая местность, большие водные пространства, наличие естественных и искусственных препятствий. Затем следует рационально выбрать площадки для строительства станций, по возможности располагая их на возвышеннос­ тях, что позволит применять более низкие опоры, предусмо­ треть наличие подъездных путей. Опыт показывает, что

бенно шоссейных дорог. Главные, узловые и оконечные стан­ ции рекомендуется размещать вблизи крупных населенных пунктов. Это в значительной степени способствует удешевле­ нию их строительства, обеспечивает лучшую загрузку линии и позволяет обслужить радиовещательной и телевизионной программами значительную часть насел.ения той террито­ рии, через которую проходит трасса радиорелейной линии. Нужно стремиться к тому, чтобы трасса была по возможнос­ ти более короткой и имела меньшее число промежуточных станций.

Необходимо предусмотреть источники энергоснабжения для питания аппаратуры радиорелейных станций.

Следует размещать промежуточные станции по ломаной линии (рис. 3), иначе может получиться, что на более дальних станциях, кроме прямых сигналов, будут приниматься сигналы, отраженные от нижних слоев тропосферы (например, при двухчастотной системе связи сигнал от станции 1 может приниматься станцией 4), при этом возможны замирания и нежелательные искажения. Ре­ комендуется обеспечить выполнение условия а > 10

10

4. ПОСТРОЕНИЕ ПРОФИЛЕН ИНТЕРВАЛОВ

Ответственным этапом проектирования, определяющим 4 точность расчета высот антенных опор, является построение

фили отдельных интервалов могут уточняться по картам масштаба 1 : 25 000 или непосредственно на местности [16]. Перед построением профиля необходимо выбрать масштаб расстояний, масштаб высот и вычертить линию кривизны земной поверхности. Для этого по топографической карте определяют высоты наиболее высокого и наиболее низкого пунктов на трассе, вычисляют максимальную разность вы­ сот и по ней, в соответствии с табл. 1, выбирают рекоменду­ емые масштабы расстояний и высот [54].

Таблица 1

Особенностью вычерчивания линии кривизны земной поверхности и построения профилей является то, что все высоты, выраженные в метрах, откладываются не по линиям, проходящим через центр Земли, а по вертикалям, а расстоя­ ния, выраженные в километрах,— не по поверхности Земли, а по горизонталям. В результате земная поверхность изо­ бражается не окружностью, а параболой. Построение профи­ ля (рис. 4) рекомендуется выполнять на миллиметровой бу­ маге, куда с топографической карты в соответствующем мас­ штабе переносится расстояние R 0 между двумя соседними

И

пунктами. Линию кривизны земной поверхности вычерчива­ ют, используя уравнение параболы [16].

2 а

где у — ордината, определяющая положение рассчитываемой

R.

точки; k — jr' — относительная координата рассчитываемой

Ко

точки; Rt — расстояние от левого конца интервала до рас-

В

считываемой точки; а = 6370 км — геометрический радиус Земли.

Затем на линию земной кривизны наносят профиль мест­ ности рассматриваемого интервала. Для этого на топографи­ ческой карте выбирают характерные точки рельефа, коорди­ наты которых откладывают на соответствующих перпендику­ лярах, восстановленных к хорде R0, стягивающей линию земной кривизны. Высоты удобно откладывать не от уров­ ня моря, а от некоторого условного уровня, соответствующе­ го наиболее низкорасположенному пункту. Соединив отме­ ченные точки высот прямыми линиями, получим профиль местности данного интервала. Далее следует нанести харак­ терные предметы на местности (населенные пункты, строе­ ния, лес и т. д.). На обратной стороне бланка с профилем рекомендуется записать наименования используемых карт, протяженность интервала в километрах, координаты пунк­ тов установки станций на карте. Целесообразно составить

12

таблицу с указанием наиболее характерных точек профиляЕсли производилась рекогносцировка на местности, жела­ тельно привести данные о ее результатах. В заключение не­ обходимо дать общую оценку трассы радиорелейной линии, выбрать пункты, где будут размещены главные станции, составить обобщенную таблицу с указанием участков связи, их основных данных и особенностей.

5.РАСЧЕТ ШУМОВ РАДИОРЕЛЕЙНЫХ ЛИНИЙ

СЧАСТОТНЫМ УПЛОТНЕНИЕМ

Причины шумов

Одним из основных качественных показателей радиоре­ лейной связи является отношение сигнал /шум на выходе канала. Качественные показатели при различных видах передачи информации (многоканальное телефонирование, радиовещание, программа телевидения и т. д.) должны от­ вечать требованиям Международного консультативного ко­ митета по радио (МККР) и Международного консультатив­ ного комитета по телефонии и телеграфии (МККТТ). Оба эти комитета входят в Международный союз электросвязи

(МСЭ).

Шумы в телефонном канале классифицируют по катего­ риям: шумы, зависящие от уровня сигнала на входе при­ емника (тепловые); шумы, не зависящие от уровня сигнала на входе приемника (нелинейные).

Мощность шума, вносимая в телефонный канал радио­ релейным оборудованием [16],

где Рш.г.т. — мощность шума, вносимого одним комплектом оборудования при переприеме по групповому тракту; т — число главных станций (при расчете две оконечные станции приравниваются к одной главной); Рш,п1 и Р ш.т< — соответ­ ственно суммарная мощность нелинейного шума, не завися­ щая от уровня сигнала на входе приемника, и мощность теп­ лового шума, которые вносятся приемо-передающим обору­ дованием /-го интервала линии; N — число интервалов на линии.

13

Мощности шумов Рш.г.т и Pm.ni определяются степенью загрузки группового тракта линии и параметрами оборудо­ вания:

где Рш.н.г.т — нелинейные шумы группового тракта главных станций; Рш.т.г.т— тепловые шумы групповых усилителей, модулятора и демодулятора; Рш.нам — нелинейные шумы из-за неполного подавления паразитной амплитудной моду­ ляции;

где Рш.н.с и Рш.н.в— мощности нелинейных переходных шу­ мов соответственно приемо-передатчика станции и волноводного тракта на г-м интервале линии; Рш.т.г — мощность тепловых шумов, возникающих в гетеродинном тракте при­ емо-передатчика станции t-ro интервала.

Дополнительно могут возникнуть шумы от радиопомех. Они появляются от влияния других радиотехнических си­ стем, а также от неполного согласования в отдельных узлах и звеньях данной радиорелейной системы. Обычно эти шумы не рассчитывают. Величина Рш.т./ на одном интервале линии случайно изменяется во времени. Тепловые шумы на выходе телефонного канала прямо пропорциональны коэффициенту шума приемника пши обратно пропорциональны амплитуде сигнала на входе приемника [16]:

Д/к — эффективная девиация частоты на канал, кГц; рпр — коэффициент, учитывающий выигрыш от введения предыс­ кажений.

Значения коэффициента В0, вычисленные для верхнего канала (FK= Гмакс) отечественных РРЛС, приведены в табл. 2 [16].

14

В телефонном канале различают два вида шумов: тепло­ вые шумы, обусловленные неравномерностью флуктуаций во времени, их напряжение пропорционально частоте мно­ гоканального сигнала, а спектр можно рассматривать как треугольный; шумы нелинейных переходов, причиной кото­ рых является нелинейность характеристик тракта передачи. Обычно они проявляются как невнятные переходные поме­ хи из других каналов. Если в тракт телефонного канала по­ падают разговорные токи соседних каналов с сохранением первоначальных частот, то в этом случае возникают внятные переходные помехи. Следует помнить, что спектральные со­ ставляющие шума в телефонном канале не одинаково воз­ действуют на человеческое ухо. Кроме того, телефонный ап­ парат имеет разную чувствительность на различных часто­ тах. Поэтому измерение шумов производится квадратичным вольтметром (псофометром). Из выражения (5) следует, что уровень тепловых шумов на выходе канала связи зависит от уровня сигнала на входе приемника каждой станции. Это характерная особенность передачи информации по РРЛС. Так как уровень сигнала на входе приемника из-за замираний изменяется довольно в широких пределах, то следовательно, в широких пределах будут изменяться и теп­ ловые шумы на выходе канала связи.

Очевидно, что при оценке влияния тепловых шумов на качество передачи информации по РРЛС необходимо учиты­ вать как медленные (не глубокие), так и кратковременные (глубокие) замирания. Статистические данные показывают, что при медленных замираниях уровень тепловых шумов такой, что даже при сравнительно длительном воздействии органы человеческого восприятия не чувствуют заметного мешающего действия. При кратковременных замираниях тепловые шумы сильно возрастают, однако короткие проме­ жутки их воздействия не заметны для слухового и зритель-

15

ного восприятия. В связи с этим нормы МККР учитывают как уровень тепловых шумов, так и продолжительность их действия.

Нормирование шумов

Оценка шумов производится по усредненным данным — через среднестатистическую псофометрическую мощность за определенный период времени (один час, одну минуту и т.д.).

В результате статистической обработки большого коли­ чества измерений при работе РРЛС установлено, что средне­ минутная или среднечасовая мощность тепловых шумов на выходе телефонного канала при замираниях изменяется при­ мерно от 104 до 105 пВт. Очевидно, что меньшие уровни от­ носятся к неглубоким замираниям, которые могут прояв­ ляться в течение длительных промежутков времени работы РРЛС, причем превышение этого уровня не должно быть больше 20% общего времени работы линии.

При глубоких (кратковременных) замираниях слуховое восприятие информации будет нормальным при средней мощности тепловых шумов 50 000 пВт, допустимое превыше­ ние не должно быть больше 0,1% общего времени. Основ­ ные шумы на выходе телефонного канала определяются трактом РРЛС. Считают, что из суммарной мощности шумов на выходе телефонного канала для эталонной РРЛ на долю аппаратуры уплотнения приходится 2500 пВт (независимо от количества передаваемых каналов).

Нормы на шумы, без учета шумов аппаратуры уплотне­ ния, для различных длин реальных РРЛ приведены в табл. 3 [16].

Кривая распределения среднеквадратической мощности тепловых шумов (усредненной за одну минуту) на конце РРЛС протяженностью 2500 км, приведена на рис. 5 [41].

Чтобы решить, какой нормой МККР на допустимые шу­ мы пользоваться, желательно иметь предварительные ста­ тистические данные о характере замираний в соответствую­ щем климатическом районе. Если вдоль предполагаемой трассы более вероятны быстрые и глубокие замирания, то целесообразно использовать норму 47 500 пВт, превышение которой может быть не более чем в течение 0,1% общего времени работы линии.

Если на предполагаемой трассе более вероятны медленные (не глубокие) замирания, то необходимо использовать нор-

16

му 7500 пВт, превышение которой может быть не более чем в течение 20% общего времени.

При равновероятном характере замираний более целе­ сообразно пользоваться нормой 47 500 пВт, при этом не нуж*

лотнением протяженностью 2500 км в соответствии с реко­ мендацией МККР при числе каналов в одном ВЧ стволе

17

гос. пущ-,

н а у ч м о -т

БИБЛИОТЕКА £ « с е р