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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.10.2024

Просмотров: 50

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВЧ АППАРАТУРЫ ПЕРЕДАЮЩЕГО ТРАКТА

Общие принципы построения передающего тракта аппаратуры уплотнения

Одним из основных устройств передающей части аппара­ туры уплотнения является генераторное оборудование, осу­ ществляющее распределение каналов во времени.

Получение N серий канальных импульсов, сдвинутых относительно друг друга на величину A t = ^т , возможно

при помощи искусственной линии задержки с отводами,

вы­

L/2

 

 

 

полненной на LC-элементах.

Каж­

 

Ф

 

дое звено такой линии представляет

0_/YV\_

 

 

собой

Т-образный

фильтр

нижних

ВК

I

 

вых.

 

частот

(рис. 75).

 

 

 

0-

 

 

Величина задержки каждого зве­

Рис. 75.

Схема

звена

на равна

 

 

 

 

 

искусственной

 

линии

 

 

 

At =

уТС ,

 

 

задержки.

 

 

 

 

 

 

 

при согласованной

нагрузке

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rn =

)

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для импульсов длительностью t„ элементы одного звена

рассчитывают

по формулам

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L — (24-4)я ’

с =

tn

 

 

(39)

 

 

 

(2 -Ь 4) 7?н it

 

Если одно звено не обеспечивает нужную задержку

At,

то между соседними отводами линии задержки включа­ ется по несколько звеньев.

Неискаженная передача импульсов по линии задержки возможна при довольно жестких требованиях к амплитуд­ но-частотной и фазо-частотной характеристикам линии.

Поэтому чаще всего такие линии используются для полу­ чения селекторных импульсов, длительность которых намно­ го больше канальных импульсов и к форме которых не предъ­ является особых требований. Это позволяет упростить ли­ нию задержки. Блок-схема канального распределителя та­ кого типа, реализованного в аппаратуре РМ-24, показана на рис. 76.

134


От генератора импульсов ГИ2 импульсы длительностью порядка 10 мкс и частотой следования Ft = 8 кГц поступа­ ют на линию задержки ЛЗ, с выходов которой задержанные импульсы подаются на каскады совпадения КС. На вторые входы КС поступают импульсы от ГИ1 с частотой FtN, име­ ющие длительность канальных импульсов, т. е. порядка 0,5 мкс. С выходов КС последовательности импульсов с ча-

На передачу

Рис. 76. Блок-схема распределителя импульсов на искусственной ли­ нии задержки.

стотой Fi = 8 кГц и длительностью порядка 0,5 мкс посту­ пают на канальные модуляторы М.

В последнее время широко используются распреде­ лительные линии, построенные на ферритовых кольцах с прямоугольной петлей гистерезиса. Такие устройства полу­ чили название магнитных распределительных линий. Одна из возможных схем магнитной распределительной линии показана на рис. 77. Методика расчета параметров линии дана в работе [29]. Магнитная распределительная линия применена в аппаратуре РМ-28.

Внекоторых типах аппаратуры с временным уплотнени­ ем находят применение распределительные линии на триг­ герах. Блок-схема одной из них показана на рис. 78.

Впозиции, изображенной на рисунке, очередной импульс от ГИ проходит через # 2 и опрокидывает триггер Тг2, на выходе которого появляется импульс. Одновременно выход­ ной импульс опрокидывает ТгЗ и подготавливает цепь за­

пуска И3.

135

Расчет элементов импульсных устройств, входящих в дан­ ную распределительную линию, рассмотрен в работах [7, 59].

Канальные модуляторы реализуют нужный вид импульс­ ной модуляции либо непосредственно, либо вырабатывают

Рис. 77. Схема магнитной распределительной линии.

импульсные последовательности, промодулированные пред­ варительно по ширине или амплитуде. При помощи индиви­ дуальных или групповых преобразователей из промежуточ­ ного получают необходимый вид модуляции [27, 49].

Рис. 78. Схема распределителя импульсов на триггерах.

Канальный модулятор с непосредственной ДМ изображен на рис. 71,6. ФИМ обычно получается путем преобразования предварительной ШИМ или АИМ. Для получения КИМ ча­ сто применяют групповой преобразователь АИМ—КИМ

(рис, 67,а).

136


Обоснование выбора мощности СВЧ передатчика

Мощность передатчика определяется при энергетическом расчете радиолинии. Этому расчету предшествует выбор трассы РРЛ, определение количества интервалов, рассто­ яния между соседними станциями R0 и т. д.

Следует отметить, что для определения мощности пере­ датчика на РРЛ с временным уплотнением необходимо рас­ сматривать аппаратуру уплотнения и устройства СВЧ в ка­

честве

единого комплекса.

 

Рассчитывают мощность передатчика в следующем по­

рядке.

Определяют уровень мощности передатчика

по фор­

1.

муле

 

 

рп = Рф.п + Рф.пр— р А п — Рд.пр + Рр + Рз + Ьк

 

 

Рш.В Ы Х 4~ Pur Щюд дБ,

(40)

где Рф.п, Рф.пр— затухание в фидерах приемной и передаю­ щей антенн, дБ; рАп, рАпр— усиление приемной и передаю­ щей антенн, дБ; рр — ослабление на участке при распростра­ нении электромагнитных волн в свободном пространстве, дБ; р3— запас по мощности для компенсации замираний сигнала на участке распространения, дБ; Ьк — уровень сигнала на выходе телефонного канала, дБ; рш.вых — уро­ вень шумов на выходе канала, дБ; рш —уровень собствен­ ных шумов на входе приемника, дБ; а мод— коэффициент, показывающий, во сколько раз увеличивается отношение

Р

Р

р^- на выходе канала по сравнению с отношением

на вхо-

де приемника за

счет применения помехоустойчивых видов

модуляции, дБ.

 

 

 

 

 

На линиях с временным уплотнением в качестве фидеров

обычно используют коаксиальный кабель.

 

2.

Потери

мощности и

к. п. д.

фидеров рассчитывают

по формуле

 

 

 

 

 

 

РФ = Ю Ig

Ю lg

■(1 + V 2

+ Р/ ДБ,

(41)

 

 

 

4/г*

 

 

где т|ф— к. п. д. фидера; &ф— коэффициент бегущей волны в фидере (кф = 0,5 -f- 0,7); I — длина фидера, м; р — по­ гонное затухание фидера, дБ/м. Этот параметр может быть

6 4-П51

137


найден по табл. 17, где приведены параметры коаксиальных кабелей.

 

 

 

 

 

 

Таблица 17

Тип кабеля

Волновое

со­

Затухание

на

Вид изоляции

 

противление,

частоте 1600

 

 

 

Ом

 

МГц, дБ /м

 

 

 

РК-З

 

75

 

0,39

 

Сплошной полиэтилен

РК-6

 

50

 

0,434

 

Сплошной полиэтилен

РКК-5/18

70

 

0,078

 

Полистироловые

кол-

Облегченный

 

 

 

 

пачки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДЦВ-2,5/19

70

 

0,13

 

Полистироловые

кол-

РКД'2-1/28

75

 

0,052

 

пачки

 

 

 

 

Геликоидальная

 

РКД-2-9/33

70

 

0,043

 

Геликоидальная

 

3. Сведения об усилении антенн приводятся в техниче­

ском

описании

аппаратуры.

 

 

 

 

 

Для параболических антенн усиление можно определить

но формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PA“

1 0 1 g p g * -)

ДБ,

 

 

(42)

где Q — площадь раскрыва антенны, м2; А, — длина волны,

м; у — коэффициент использования

поверхности

антенн

(у =

0,5 -f- 0,6).

 

 

 

 

 

 

 

4.

Затухание электромагнитной волны в свободном про­

странстве

 

 

 

 

 

 

 

 

рр = 101g(l,58 1012^ )

дБ,

 

(43)

где

R0— длина одного

интервала, км; А, — длина

волны,

см.

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Для нахождения запаса мощности р3 необходимо за­ даться величиной F (а), определяющей вероятность того, что шумы на выходе канала, возрастающие при замираниях на всей линии, не превысят некоторый уровень а. Тогда вероятность того, что шумы на одном интервале не превысят уровень а, вычисляется по формуле

1 — - ~ j p - ПРИ

(44)

где М — число интервалов на трассе.

138


Определив f (а), по кривым на рис. 26'находим глубину

замираний р3.

 

 

6.

Уровень тепловых шумов на входе приемника

 

Рш=

10lg \03nkToAf дБ,

(45)

где

п — коэффициент

шума приемника

(л = 1 5 -ь 50);

k = 1,38 • 10-23 Вт/(Гц • град) — постоянная Больцмана; Т0 — 300° К — абсолютная температура; А/ — полоса про­ пускания приемника, Гц.

7. Величина рш.вых устанавливается при расчете трассы

всоответствии с рекомендациями МККР.

8.Коэффициент а мод зависит от вида модуляции, Напри­ мер, для модуляции ФИМ—AM имеем

 

 

виол = ю lg (о, 104 -^

-°п-т- ..а И

дБ,

(46)

 

 

у

i v r MaKC

J

 

а £

 

0,65

 

полоса пропускания при-

где Д/опт =

--------оптимальная

 

емника,

 

Твх

 

канального

импульса на

Гц; твх — длительность

входе приемника, с; N — число каналов; FM3кс — максималь­ ная частота модулирующего сигнала, Гц; A t m— максималь­ ная величина девиации импульса, с.

Результаты расчетов по формулам (41)—(46) подставля­ ют в выражение (40).

Средняя и импульсная мощности передатчика

 

рп = К Г 3 • 10°'1Рп

Вт;

(47)

Рп.имп = Рп — Ц г Вт.

' (48)

TBXiV

 

 

Пример 11. Требуется определить мощность передатчика радиорелей­ ной станции с временным уплотнением при следующих исходных дан­ ных: длина рабочей волны 18,5 см; число интервалов на трассе М = 10; средняя длина интервала 40 км; допустимое время перерывов связи вслед­ ствие глубоких замираний на трассе не должно превышать 0,1%} уровень тепловых шумов на выходе канала рш вых = —44 дБ при Ьк ~ — 6,9 дБ;

количество каналов N = 24; тип модуляции ФИМ—AM; длительность импульса Твых= 0 ,5 мкс; тактовая частота Ft — 8000 Гц; максимальная

частота модулирующего напряжения FMaKC= 3400 Гц; максимальная де­ виация импульсов At = ± 1 мкс; коэффициент шума приемника п =

=

15.

=

Выбираем параболическую антенну с диаметром рефлектора D —

2,0 м; фидер — коаксиальный кабель типа РКД-2-9/33 длиной I =

=

50 м с погонным затуханием (3 = 0,043 дБ/м и коэффициентом бегущей

волны &ф = 0,5,

5*

139