Главная Радиорелейная связь



Рш(20%)доп .« 12 пВт/км, т. е. норма на шумы на данном интервале не выполняется.

15. Условия на интервале являются тяжелыми, так как на.нем малый просвет и большой радиус кривизны препятствия (малое значение р). Для уменьшения Рш(20%) было бы целесообразно увеличить просвет до значения Н= = + 16 м (см. § 9.14, метод третий). Тогда К(20%) «-.13,5 дБ; /ш.т(20%)« «275 пВт и Рш(20%) ?о=12 пВт/км. Увеличение просвета потребует увеличения высоты антенных опор примерно на 8 м. В системе «Трал-400/24», как пра-снло, используются опоры высотой Л50 м, поэтому для уменьшения Рш.т (20%) можно применить передатчик повышенной мощности, равной ~-10 Вт (разрешается в особых случаях).

При этом А:тф=171 дБ; Ро/Рш.т(20%) =67,5 дБ; Рш.т(20%) « 160 пВт; Рш(20%)=220+160=380 пВт; Pш(20%)/?o=380/42«9 пВт/км, что соответствует норме.

Проведем поверочный расчет устойчивости для наихудшего случая, т. е. для исходных условий примера 4.

16. По формуле (9.121) рассчитываем минимально допустимый множитель ослабления (в децибелах)

Vmin = (Ро/Рш.т max) " тф - 0 пр/Рпер = 44 - 166 -Ь 87 = - 35 дБ,

Где Ро/Рш.ттах опредбляется условием (9.112) и равно--44 дБ.

17. В общем случае расчет To{Vmin) в длинноволновой части дециметрового диапазона и на метровых волнах следует проводить с учетом трансформации профиля прн субрефракции (см. п. 7) и рассчитывать ф по формуле (9.141).

18. При Л<50 км (см. § 9.12) ориентировочно по (9.139), (9.140) опреде-

ляем ц=Цо V1 + dp (0) = 0,651/ 1 +1,86 • 0,16 » 0,7, где р(0) =Я/Яо=8/51 =0,16 рассчитываем по (9.62), а d=;V4aK(l-к) =0,83V4-0,37-0,25= 1,86 - по (9,59).

19. Из рис. 9.13 по заданным значениям Vmtn и р определяем p(s"o) = = -9,73.

20. Находим относительный просвет прн средней рефракции p(g)=[ff+AH (g)]/Ho = (8 -}- 9)/51 = 0,33,

где ДЯ(§)=9 м берем нз номограммы на рис. 9.11.

21. Вычисляем параметр А по (9.138):

Л= Y =-i-T/ AZ=2.85. о Г R%K(\-K) 7-10-8 Г 423.109-0,25

22. По формуле (9.137) вычисляем г) = 2,31Л[р()-p(g„)] = 2.31 •2,85{0.33-г -1-0,73] = 6,98. По более строгим формулам г) = 7,1.

23. Из графика и рнс. 9.44 To(Vmin) <.0,00001%.

24. По (9.201) оцениваем влияние волнов-одных условий распространения радиоволн

Гв (Km,-n) »0,69 Fm.n = 0,69-3,2.10-4.1 «2,2.10-4о/„,

где 4«<1% по данным США для северных районов; Утш определяем из рис. 9.48.

25. По формуле (9.200) рассчитываем результиртощее значение T(Vmin)-Т (Vmin) AiTo (Vmin)+ (Vmin) 0.00020/,.

Хотя не существует норм на устойчивость работы одного интервала, но в среднем для РРЛ технологической связи, оборудованных аппаратурой «-Трал-400/24», можно считать Г(Кт;п)доп«0,1-i?o/800 = 0,00537o, что существенно превышает полученное значение Г (Km in) (800 км соответствует длине гипотетической линии на аииаратуре «Трал-400/24»).

Таким образом, наиболее трудными для выполнения оказываются нормы на шумы, превышаемые в течение не более 20% времени любого месяца.

Они являются определяющими при выборе интервалов РРЛ, оборудованных аппаратурой «Трал-400/24».

Пример 5. Требуется рассчитать и построить ожидаемые за летний месяц при одинарном приеме следующие статистические характеристики замираний с ослаблением V=-35 и -30 дБ: распределения длительности замираний, общее число замираний, число сеансов с замираниями и максимальное число замираний за сеанс длительностью <с=30 с; 1; 2,5 и 10 мин. Оценить ожидаемую надежность передачи информации сеансами длительностью 10 мин, если срыв связи происходит при Vnop-35. и -30 дБ.

Параметры трассы: 7?о =43,3 км; /=4 ГГц; Я=+86 м; к=0,5; трасса проходит над южным морем g=-11-10"* 1/м.

ill Находим вспомогательные параметры:

Яо=17 м определяем по номограмме на рис. 9.9 или по (9.23);

ДЯ()=,13 м определяем по номограмме на рис. 9.11 или по (9.29).

По (9.36) вычисляем относительный просвет при средней рефракции p(g) = -[Я+АЯ(г)]/Яо=(86+13)/17»5,8.

По (9.212) находим 4=i?2o/() • 10-= (43,3)25,8-Ю-"» 1,08 км. (Значение R подставляем в километрах.) *

Из рис 9.67 определяем эмпирический коэффициент См=10,5 с. . „ -

2. По формуле (9.211) рассчитываем медианную длительность замираний: при К=-35 дБ (-0,018) Тм=См1= 10,5-0,018=0,189 с;

при К=-30 дБ (-0,032) т„= 10,5-0,032=0,336 а

3. Из таблицы на стр. 308 определяем о: при К = -35 дБ а,; «4,9 дБ;

по формуле (9.214) 0/тм»3,1;

при V=-30 дБ Ох «5,2 дБ, /тм»3,3.

4. Строим распределение длительности замираний Г(т) Закон распределения - логарифмически-нормальный (см. § 9.15). Выбираем масштаб, в котором этот закон изображается прямой линией: по горизонтальной оси времени - гауссовский, по вертикальной - логарифмический (рнс, 9.85).

Опорные точки для построения: Тм, соответствующее Г(т) =50"/i,.; т, соответствующее Г (т) «84 "/о и 16%. Ориентировочно т(84%)=Тм(а/тм); т(16%)=« =т„/(0т;/т„):

при Inop=-35 дБ т„ (84%) = 0,189 • 3,1 = 0,586 с; т,( 16%) = 0,189 : 3,1 = 0,057 с;

при Кпор=-30 дБ т„(84%)=0,336-3,3=1,11 с; т„(16%) =0,336 : 3,3=0,1 с. Расчетные распределения Г(т) построены иа рис. 9.85 (кривые / и 2). Для cpaBHenHH* точками указаны экспериментальные значения, полученные на аналогичной трассе в летний месяц.

5. Из графика на рис. 9.68 (кривая 1) определяем коэффициент Ля = = 510*.

6 По (9.216) рассчитываем общее число замирании, ояу!даемое за легиии месяц: прн V=-35 дБ iV«A:K»5-10-0,018 = 900.

Пересчет. К в относительные единицы осуществляем с помощью рис. 9.4»: при К=-30 дБ 5-10-0,032= 1600.

7. Из рис. 9.69 ойределяем коэффициенты М для сеансов длительностью с:

3,3 2,4 1,6

ЛМО- min

4,25 0,5

8. По формуле (9.218) рассчитываем ожидаемое за летний месяц число сеансов с замираниями: ЫсМУ (табл. 9.16).

9. Из кривых на рис. 9.70 определяем коэффициенты q:

/с, min

35 0,5

45 1

70 2,5

200 10



" 10. По формуле (9.212) оцениваем максимальное число замираний за сеаи-

сы указанной длительности: Лстах Т/Мтабл. 9.17).

Эксперименты проводились иа интервале РРЛ с указанными параметрами.

11. Рассчитываем надежность передачи информации сеансам длительностью по 10 мин:

1) число сеансов передачи за летний месяц (720 ч): ЛГстох = 720-6=4320;

2) относительное число сеансов с возможным браком качества из-за глубоких замираний за время сеанса с учетом п. 8:

при Кпор=-35дБ iVc-100/iVcmax = 288 100/4320 = 6,66%, при Vnop=-ЗОдБ ЛГс-100/ЛГсш<,х=512-100/4320= 11,85%;

ОЛ 3.3

.0,15

0.1 ДОЗ

0,06

>*

5 10 20 30 iO 70 80 ЯО 95 38 39 99,3 Z

Рис. 9J,, Распределения длительности замираний

ТАБЛИЦА 9,16

Число сеансов с замираниями

V. дБ

Л(. при мин

-35 -30

-0,018 0,032

765 1360

1056

432 768

288 512

ТАБЛИЦ А 9.П

Максимальное число замираний

сеанс

V, дБ

"стаж (расчет/эксперимент) при

«ии

•-35 -30

9/9 П/П

12/12 14/14

18/19 22/21

52/45 64/65

3) надежность передачи информации:

100%- 6,66% =93,33% при У„ор = -35 дБ; 100%-11,85%=88,15% при К„ор = -30 дБ

Полученные результаты характерны для интервалов РРЛ с наиболее тя Спелыми условиями распрострапопия радиоиолп. В такн.ч случаях цслесоо&разчо П1!име!!ение pa.iiieconHoro приема.

Список литератзгры

1. Калинин А. И. Расчет трасс радиорелейных линий. М.: Связь, 1964.

2. Калинин А. И. Распространение радиоволн иа трассах наземных и космических радиолиний. М.: Связь, 1979.

3. Давыдеико Ю. И. Распространение УКВ и радиорелейные лииин. М.: Изд-во М. О. СССР, 1963.

4. Марков В. В. Малоканальные радиорелейные линии связи М.: Сов радио, 1963.

5. Троицкий В. Н. Распространение ультракоротких волн в горах. М : Связь. 1968.

6. Распростраиеиие ультракоротких волн в гористой местности. Улаи-Удэ: Труды Бурятского ин-та естественных наук, 1968.

7. Цыдыпов Ч. Ц. Распространение ультракоротких радиоволи, Новосибирск: Наука (Сибирское отделение), 1977.

8. Бородич С. В. Искажения и помехи в многоканальных системах радиосвязи с частотной модуляцией. М.: Связь, 1976.

9. Проектирование и расчет радиорелных линий связи. М.: Связь, 1975.

10. Регламент радиосвязи. М.: Связь, 1975.

11. Казаков Л. Я., Ломакии А. И. Неоднородности коэффициента преломлеии» воздуха в тропосфере. М.: Наука, 1976.

12. Калинин А. И., Надеиеико Л. В. Исследования распространения УКВ до расстояний порядка прямой видимости. В кн.: Распространение радиоволн М : Наука, 1975, с. 66-127.

13. Отчет 382-2 МККР. Женева, 1974, т. IX, с. 293-303.

14. Надеиеико Л. В. Статистические характеристики сигнала на интервалах РРЛ прямой видимости. - Труды НИИР, 1977, № 2, с. 78-86.

15. Надеиеико Л. В. К расчету устойчивости сигнала на интервалах радиорелей-» иых линий прямой внднмости. - Труды НИИР, 1980, № 2, с. 61-64.

16. Надеиеико Л. В., Святогор В. В. Исследование статистических характернстин сигнала иа морских интервалах радиорелейных линий. - Труды НИИР, 1967, выи 1 (46), с. 75-79.

17. Барамыков А. И., Надеиеико Л. В. Устойчивость сигнала на открытых протяженных интервалах радиорелейных линий прямой видимости. - Труды НИИР, 1978, № 1, с. 60-67.

18. Отчет 723 МККР. Киото, 1978, т. V, с. 118-122. Док. 5/206, 1980, с. 196.

19. Надеиеико Л. В., Свитогор В. В., Кривозубов В. П. Устойчивость работы интервалов РРЛ в диапазоне 8 ГГц. - Электросвязь 1978, № 9, с. 8-17.

20. Отчет 719 МККР. Киото, 1978, т. V, с. 97-107.

21. Отчет 338-3 МККР. Киото, 1978, т. V, с. 185-199.

22. Отчет 721 МККР. Киото, 1978, т. V, с. 107-115.

23. Отчет 563-1 МККР. Киото, 1978, т. V, с. 69-89.

24. Надеиеико Л. В., Святогор В. В. Исследование влияния садков на устойчивость сигналав диапазоне 12 ГГц. - Электросвязь, 1974, № 12, с. 64-70-

25. Соболев В. А. Соотношение между мощностями тепловых и переходных шумов в РРЛ при замираниях. - Радиотехника, 1974, № 12, с. 89-93.

26. Фролов Д. П., Ямпольский В. Г. О потерях защитного действия антенн радиорелейных линий связи. - Радиотехника, 1977, № 9, с. 37-41.

27. Надеиеико Л. В. Явление деполяризации радиоволи иа РРЛ прямой видимости (Обзор). - Зарубежная техника связи. Экспресс-информация. Серия: радиосвязь, радиовещание, телевидение, 1979, вып. 4, с. 1-21.

28. Главное управление Гидрометеослужбы. Метеорологические ежемесячники за 1961-1969 гг., вып. 1, 21, 27, № 1-12.

29. Надеиеико Л. В. О статистическом распределении множителя ослабления на интервалах радиорелейных линий. - Электросвязь, 1965, № 12, с. 5-18.

30. Никитин В. Н. Применение функции распределения Раиса для описания мно-тплумевых .(нмиряпим. на интервалах РРЛ. - Труды НИИР, 1978, .Vo 4, с. 7-12.



31. Надененко Л. В., Троицкий В. Н. О применении пассивных ретрансляций типа дифракционной линзы на радиорелейных линиях с интервалами обычной протяженнбсти. - Электросвязь, 1966, № 4, с. 1-7.

32. Надененко Л. В., Святогор В. В. Длительность замираний сигнала ра интервалах радиорелейных линий прямой видимости. - Электросвязь, 1972, № 5 с. 6-10.

33. Радиорелейные линии: Инж.-техн. справочник/Под ред. С. В. Бородича. М.: Связь, 1970.

ГЛАВА ДЕСЯТАЯ

Дальнее тропосферное распространение ультракоротких волн ♦

10.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Дальнее тропосферное распространение ультракоротких волн (к=10-~ -7-0,01 м) - это распространение радиоволн путем переизлучения в неоднородной тропосфере. Дальнее тропосферное распространение УКВ (ДТР УКВ) наблюдается на расстояниях примерно до 1200 км, не считая расстояний до горизонта от передающей и ириемной антенн. Этот вид распространения радиоволн используется в тропосферных радиорелейных линиях связи.

Для ДТР иногда возникают необычно благоприятные условия, поэтому оно иожет быть причиной возникновения помех от далеко расположенных передающих станций.

Механизм ДТР схематически поясняет рнс. 10.1.

В тропосфере всегда имеются отдельные объе.чы воздухе, иначе говоря, локальные неоднородности различных размеров, коэффициент преломления которых отличается от коэффициента преломления окружающей среды иа весьма малую величину Д/г=0,5-Ю--ь5-10-

Под действием сил тяжести некоторые неоднородности принимают слоистую форму. Слои имеют толщину от десятых долей метра до нескольких сотен метров. Протяженность слоев в горизонтальной плоскости лежит в пределах , от десятков метров до десятков километров. Ярким примером слоистых образований в тропосфере являются облака. Форма, ориентация н скорость перемещения неоднородностей в пространстве весьма нз.ченчнвы. Под действием цзлуче-яня, создаваемого передающей антенной, каждая неоднородность превращаег-ся во вторичный излучатель, вызывая рассеяние или отражение радиоволн далеко за горизонт. Рассеяние радиоволи обязано преимущественно мелкомасштабным неоднородностям, отражение - слоистым неодиородиостям больших размеров. В обычных условиях температура, влажность и давление воздуха в тропосфере убывают с высотой. Поскольку коэффициент преломления воздуха п связан с этими параметрами, то и он в среднем уменьшается с высотой. Зависимость коэффициента преломления воздуха п от высоты Н для некоторого фиксированного момента времени показана иа рнс. 10.16.

Небольшие флуктуации Д/г иа кривой показывают наличие в тропосфере мелкомасштабных неоднородностей. Сравнительно большие отклонения говорят о присутствии слоев. Наиболее велико перензлученне от иеодиородиостей с

Тропосферой называют нижний слой атмосферы, расположенный непосредственно над

поверхностью земли. Высота тропосферы в полярных широтах равна 8-Ш км, в умеренных широтах - 10-12 км, в тропиках - 16-18 км. В тропосфере содержится почти вся масса воздуха.

толщиной /якХ/в, где 9 - угол «рассеяния» (см. рис. 10.1а). При этом условии волна отражается от нижней и верхней поверхностей неоднородности в фазе.

Угол 9 в реальных условиях составляет несколько градусов, поэтому интенсивно переизлучают только те неоднородности, толщина которых /2>Л,. При ДТР в область теин переизлучается очень малая доля излученной энергии. Значительная доля энергии проникает через толщу атмосферы, теряясь в мировом пространстве.



Рис. 10.1. К объяснению дальнего тропосферного распространения ультракоротких

волн:

а - геометрия трассы; б - характер изменения коэффициента преломления воздуха с высотой .

Интенсивность перензлучения зависит в большой степени от перепада коэффициента преломления неоднородности Дп- и от угла рассеяния 9. Чем больше Дп н чем меньше 9, тем больше уровень сигнала в месте приема.

В перензлучеБин радиоволн играют роль неоднородности тропосферы, расположенные выше плоскостей, проведенных из точек передачи и приема касательно к земной поверхности. С другой стороны, поле, перензлученное каждой неоднородностью, тем меньше, чем выше расположена неоднородность или чем дальше она расположена от трассы АВ, поскольку при этом увеличивается УГОЛ е. Данные обстоятельства приводят к тому, что в переизлученни радиоволи принимает участие некоторый объе* тропосферы, ограниченный со всех сторон, по форме напоминающий призму. Длина такого «эффективного» тропосферного объема вдоль трассы составляет примерно RI2 (где R - длина трассы), а высота и ширина - несколько километров. Высота нижней точки объема (точка пересечения касательных к горизонту) над поверхностью земли

ЯоЛгЛузаз, (10.1)

где а-, - эквивалентный раднус Землн. Здесь н далее в расчетах принимается а,=8500 км, что сответствует обычным условиям распростраиеиия радиоволи. Например, для J?=300 км из формулы (10.1) получается Яо=1,3 км.

Угловая ширина эффективного объема переизлученни, отсчитываемая по точкам, где мощность сигнала падает вдвое, в вертикальной плоскости составляет иримерио 1,7° (угол а иа рис. 10.1), а в горизонтальней плоскости - примерно Г. При использовании остронаправленных anreiHi с шириной главного



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 [55] 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69


0.0215