Передающие сети радиовещания России

    Ф –коэффициента отражения – 0,5. 

    5.2 Множитель ослабления поля свободного  пространства 

    Для учета влияния рельефа местности  и метеорологических условий  на распространение радиоволн вводится понятие множителя ослабления свободного пространства V. Этот множитель определяется по следующей формуле: 

     ;

    ,где Рпд-мощность передатчика - 5 Вт;

      G-коэффициент усиления антенны — 8912;

     - коэффициент полезного действия  АФТ в дБ с волноводами круглого и прямоугольного сечений принимается равным затуханию, вносимым фидерным трактом в дБ: 

      =0,05;

    Р_пр. = Р_{0 пр.} V²= ;

    Р_пр – мощность сигнала на входе приемника при распространении радиоволн в свободном пространстве – 0,005 мкВт; 

    Р_пд–мощность высокочастотных колебаний, поступающая с выхода передатчика –5Вт; 

    R₀–расстояние между станциями передачи и приема – 45 км;

    

    Из  формулы видно, что величина V зависит от расстояния между станциями передачи и приема R₀, высот подъема антенн над поверхностью Земли (чем больше эта высота, тем меньше коэффициент полезного действия антенно-фидерного тракта η), длина волны λ, характера рельефа местности и электрических параметров земной поверхности на трассе, определяющих величину мощности сигнала Р_пр на входе приемника, т.е. от температуры, давления и влажности воздуха, а также от коэффициентов усиления антенн G. 
 

    

    

     5.3 Расчет минимально-допустимой величины множителя ослабления. 

           Для получения устойчивой связи необходимо, чтобы при всех возможных для данной местности изменениях параметра множитель ослабления V не падал бы ниже некоторой минимально допустимой величины V_min, за исключением малого процента времени.

           Понятие V_min вводится при проектировании РРЛ для оценки устойчивости связи и определяет такое значение множителя ослабления, при котором мощность флуктуационных шумов в телефонном канале Р_ш или отношение напряжения шума к напряжению размаха видеосигнала (U_ш/U_рс)_т² в телевизионном канале РРЛ равны величине, определяемой заданными на РРЛ нормами для малых процентов времени. Рекомендациями МККР нормируется несколько значений Р_ш в каналах при передаче многоканальной телефонии, или отношение U_ш/U_рс при передаче телевидения, которые могут превышаться в течении определенного процента времени.

      Для РРЛ протяженностью 280 км при передаче многоканальному телефонии с  частотным уплотнением и частотной  модуляцией минимально допустимая величина множителя ослабления над i-м интервале V_{i min} определяется по формуле:

       дБ;

      

       20lgV_jmin=20lg0,13=-17дБ; 
 
 

      Рш..т- мощность всех постоянных составляющих шумов, которая определяется типом  используемой аппаратуры, количеством  интервалов и структурой линии и  не меняется во времени, так как шумы не зависят от уровня полезного сигнала на входах приемников промежуточных станций РРЛ -40000 пВт;

     R_0i -протяженность i-ro интервала линии - 45 км;

     η_i – значение произведения коэффициентов полезного действия фидеров передающей и приемной антенн на i-м интервале – 0,0025 ед;

     Для аппаратуры, использующей частотную  модуляцию и частотное уплотнение:

     

      пВт/км². 

     ,где

     n_ш – коэффициент шума приемника - 25 ед;

           F – максимальная групповая частота 8524 кГц ;

           Р_пд – мощность передатчика – 5 Вт;

           λ – рабочая длина  волны – 0,082 м;

           G – коэффициент усиления приемо-передающих антенн относительно изотропного излучателя – 8912 ед ;

           ∆f_к – эффективная девиация частоты, соответствующая нормальному измерительному уровню канала -200 кГц;

           а_т – коэффициент пред искажений для верхнего по групповому спектру телефонного канала, обычно равный 0,4.

      М–  коэффициент, зависящий от электрических параметров аппаратуры, 0,006 пВт/км². 
 
 
 
 

 

     

     

     6. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ТРАССЫ 

      Распространением радиоволн в свободном пространстве называют такой идеальный случай распространения, когда влияние Земли и тропосферы отсутствует. Условия близкие к свободному пространству наблюдается при космических связях, а так же в отдельные периоды времени на интервалах РРЛ.

      Энергетические  соотношения, полученные в условиях свободного пространства, являются исходными  для расчета линий связи во всех случаях распространения УКВ.

      Эффективное значение напряженности электрического поля Е₀ на расстоянии R₀ км между точками передачи и приема определяется по формуле:

      Е₀ =   ;

      , где  P_Σ = P_пер. G_пер. η_пер. = Вт;

      , где  Р_Σ- излучаемая мощность в Вт – 2228 Вт;

      P_пер. – мощность передатчика - 10 Вт;

      G_пер. – коэффициент усиления передающей антенны – 8912 ;

      η_пер. – коэффициент полезного действия передающего антенно-фидерного тракта – 0,05 ;

      Напряжение  на входе приемника, при условии  согласования волнового сопротивления  фидера Z_В.Ф. приемной антенны с входным сопротивлением приемника, для условий свободного пространства определяется по формуле: 
 
 

      U_{0 пр.} = 8·10^-2 ·

      

      , где

      Z_В. – волновое сопротивление фидера – 100 Ом;

      G_пр. – коэффициент усиления по мощности приемной антенны 8912 ;

      η_пр. – КПД приемного антенно-фидерного тракта 0,05 ;

      λ – средняя длина волны – 0,082 м ;

      Здесь λ и R₀ нужно выражать в одинаковых величинах – в метрах ;

      Мощность  сигнала на входе приемника для  условий свободного пространства определяется по формуле:

        

      Влияние поверхности Земли и тропосферы учитывается так называемый множителем ослабления поля свободного пространства V. В общем случае формулы для расчета напряженности поля напряжения и мощности сигнала на входе приемника имеют вид:

      Е_пр. = Е_{0 пр.} V=1,22 0,25=0.3 мВ/м; 

      U_пр. = U_{0 пр} V=1,4 0,25=0,35 мВ; 

      Р_пр. = Р_{0 пр.} V²=(0,02× ) 0,25²=0,005 мкВт;

        
 

 

     

     

      7. РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ДИОГРАММЫ УРОВНЕЙ СИГНАЛА. 

       Диаграмма уровней на заданном интервале РРЛ  позволяет на всех характерных точках интервала от выхода передатчика  до входа приемника иметь расчетные  значения уровня сигнала, выраженного в децибелах. Такую диаграмму необходимо иметь на каждом интервале для того, чтобы судить о величине сигнала в точке приема. Диаграмма уровней интервала обычно строится для двух значений множителя ослабления: номинального и минимального. Поэтому на диаграмме будет виден диапазон уровней на входе приемника при различных условиях приема – от наилучшего до наихудшего. На каждом интервале регулярно проводятся измерения уровней сигнала. Для того, чтобы судить о качестве принятого сигнала, его сравнивают с расчетными уровнями диаграммы и делают соответствующие выводы.            Диаграмма уровней строится в следующей последовательности:

1. Составляется таблица с указанием всех усилений и затуханий, вносимых в тракт распространения от выхода передатчика до входа приемника.
2. Строится структурная схема данного интервала с учетом масштабов по самому интервалу (R₀ – расстояние от передающей антенны до приемной антенны).
3. От выхода передатчика отпускается ось, проградуированная в децибелах, и от входа приемника опускается ось, так же проградуированная в децибелах.

 
 
      

      

      От  всех характерных точек структурной  схемы опускаются тонкие вертикальные линии, на которых будут откладываться  уровни сигналов в децибелах. Следует  помнить, что усиление выражается в децибелах с плюсом, а ослабление (затухание) в децибелах с минусом.

      коэффициент затухания свободного пространства в разах определяется по формуле:

       ; 20lga_cв=20lg(1.6 10¹²)=

      -235дБ;

      Против  соответствующих каскадов на тонких вертикальных линиях откладываем поочередно уровни мощности передатчика, с учетом затухания в разделительных устройствах, с учетом затухания в антенно-фидерном тракте и с учетом усиления в передающей антенне. Полученные точки соединяются прямыми линиями и на всех изгибах указываются уровни.

      Следующая точка диаграммы уровней наносится  на линии входа приемной антенны. Здесь затухание свободного пространства υ₀

        и суммируется по абсолютной  величине с уровнем в точке  входа в передающей антенне. Затем добавляется усиление приемной антенны, вычитается затухание антенно-фидерного тракта, разделительных устройств и в результате получаем уровень сигнала на входе приемника для самых благоприятных условий.

      Вторая  линия строится для самых неблагоприятных условий приема. Для этого затухание свободного пространства и минимальный множитель ослабления суммируются по абсолютной величине с уровнем на выходе предающей антенны. 
 

        Затем аналогично прибавляется  усиление приемной антенны и  ослабление антенно-фидерного тракта и разделительных устройств, в результате чего получается минимально допустимый уровень на входе приемника. На графике пространство между двумя линиями диаграммы заштриховывается редкими наклонными линиями. Заштрихованная область на входе приемника показывает диапазон изменения входного сигнала при различных метеопараметрах.

           Все усиления и затухания  представлены в таблице №2. 

           Таблица №2.

     

       
 

 

       Диограмма уровней представлена на рисунке 4.