Завдання 2.

Розрахунок параметрів цифрової РРЛ.

Завдання: 1.  Вибрати діапазон робочих частот і тип устаткування цифрової РРЛ. 2.  Вибрати діаметри антен і розрахувати їх коефіцієнти посилення. 3.  Визначити ослаблення сигналу у вільному просторі. 4.  Визначити втрати радіосигналу в газах атмосфери. 5.  Розрахувати рівень сигналу на вході приймача без завмирань. 6.  Визначити запас на завмирання. 7.  Побудувати діаграму рівнів на прольоті ЦРРЛ.

На Риc. 3 показана структурна схема одного прольоту лінії зв'язку і діаграма рівнів, що характеризує значення сигналу у відносних одиницях в основних точках структурної схеми.

Р_ПД G₁ G₂ Р_ПР

L_Ф1 L_Ф2

f

R₀

0 R

L₀ + L_R + L_ДОП P_ПР

М Р_{ПР ПОР}

Рис. 3 Діаграма рівнів прольоту РРЛ

Сигнал випромінюється передавачем з рівнем Р_пд, проходить через розділовій фільтр (РФ), зменшується за рахунок втрат в ньому, і поступає через фідер в передаючу антену. Із за втрат у фідері L_ф1 рівень сигналу ще зменшується. В передаючій антені сигнал збільшується на величину G₁. При розповсюдженні сигналу по прольоту РРЛ протяжністю R₀, на робочій частоті f

рівень сигналу зменшується за рахунок втрат у вільному просторі, втрат в газах атмосфери і деяких додаткових факторів. Загальне ослаблення сигналу за рахунок цих причин може досягти 130 - 140 дБ і більше. В приймальній антені рівень сигналу збільшується на величину G₂, потім унаслідок наявності втрат зменшується в приймальній фідерної лінії, в розділовому фільтрі і поступає на вхід приймача з рівнем Р_ПР. Це значення виходить у відсутності завмирань сигналу на прольоті РРЛ. Запас на завмирання М є різницею між значеннями рівня сигналу на вході приймача Р_ПР і пороговим значенням Р_ПР, яке визначається з параметрів конкретної апаратури цифрових РРЛ.

Діапазон робочих частот, тип апаратури і параметри антен, необхідно вибрати так, щоб запас на завмирання М склав величину порядку 40 дБ.

Для виконання роботи виберіть початкові дані з таблиці 6 .

Таблиця 6

Останні дві цифри шифру	V, Мбіт/с	R0, км	Останні дві цифри шифру	V, Мбіт/с	R0, км
01, 51	2	28	26, 76	2	23
02, 52	4	12	27, 77	4	20
03, 53	8	10	28, 78	8	19
04, 54	16	8	29, 79	16	18
05, 55	34	11	30, 80	34	17
06, 56	2	30	31, 81	2	15
07, 57	4	26	32, 82	4	14
08, 58	8	24	33, 83	8	12
09, 59	16	20	34, 84	16	18
10, 60	34	14	35, 85	34	11
11, 61	2	25	36, 86	2	12
12, 62	4	24	37, 87	4	14
13, 63	8	23	38, 88	8	16
14, 64	16	15	39, 89	16	18
15, 65	34	10	40, 90	34	20
16, 66	2	12	41, 91	2	22
17, 67	4	18	42, 92	4	24
18, 68	8	16	43, 93	8	26
19, 69	16	19	44, 94	16	28
20, 70	34	20	45, 95	34	8
21, 71	2	10	46, 96	2	10
22, 72	4	17	47, 97	4	23
23, 73	8	30	48, 98	8	15
24, 74	16	26	49, 99	16	18
25, 75	34	9	50, 00	34	14

         

V-  закруглене значення швидкості цифрового потоку в ЦРРЛ,       R₀- середня протяжність прольоту_.

1.  З    таблиці (Додаток В) виберіть тип устаткування ЦРРЛ, що задовольняють заданій швидкості цифрового потоку і діапазону  частот.

2. Виберіть діаметри антен (Табл.4, типові значення 0.3, 0.5, 0.9 і 1.2 м) і розрахуйте їх коефіцієнти посилення:

G = 20 lg(D)+ 20 lg(f) +17.5, дБ                                    (20)

де D - діаметр антени, м;      f - робоча частота, ГГц.       При виборі антен необхідно враховувати, що на практиці не застосовуються антени з коефіцієнтами посилення більшими, ніж 45 дБ.

3. Визначте ослаблення сигналу у вільному просторі для вибраних діапазонів частот по формулі:

L₀ = 20 lg (4.189* 10⁴ R₀ f), дБ   (21)

де R₀ - протяжність прольоту РРЛ, км.,  f - робоча частота, ГГц.

4. Визначте погонні втрати радіосигналу в атомах кисню l₀ і у водяних парах l_Н для різних частот по графіку (рис.4) і розрахуйте повні втрати  в газах атмосфери:  

L_Г = (_О + _Н)R₀.                                                       (22)    

5.Розрахуйте рівень сигналу на вході приймача за відсутністю завмирань:

Р_пр = Р_пд + G₁ + G ₂- L₀ - L_ф1 - L_ф2 - L_г - L_рф - L_доп,           (23)

д е Р_ПД  - рівень потужності передавача, дБм;       L_ф1, L_ф2- ослаблення сигналу у фідерних лініях, дБ. Оскільки в сучасній апаратурі фідерні лінії практично відсутні (приймачі-передавач і антени з'єднані в один блок), втрати в L_ф1 і L_ф2 можна прийняти рівними по 0.5 дБ;   .

Рис.4. Погонні втрати радіосигналу в газах атмосфери, [7].

     

L_РФ - ослаблення сигналу в розділових фільтрах (для контрольної роботи прийміть рівним 0 дБ);       L_ДОП - додаткові втрати, що складають з втрат в антенних обтічниках L_АО і втрат від перепаду висот приймальної і передаючої антен L_ПВ. (L_ДОП = 1 дБ).

6.  Визначте запаси на завмирання для вибраних діапазонів робочих частот, антен і апаратури.

М = P_ПР - Р_ПР.ПОР*10^-3                   (24)                                                                              

де Р_ПР,ПОР*10^-3 - пороговий рівень сигналу на вході приймача при коефіцієнті помилок k_oш = 10^-3 (визначається з параметрів апаратури).       Для даного прольоту з розрахованих варіантів виберіть самий відповідний і зробіть висновок.

7.  Побудуйте діаграму рівнів на прольоті ЦРРЛ аналогічно з  рис.3 .

Результати роботи по пп. 1 - 5 оформіть у вигляді таблиці.