Практические работы по радиосвязи. методичка. Лабораторная работа 1 Построение профиля пролета. Расчет минимальнодопустимого множителя ослабления в ррл 5 стр
 Скачать 2.08 Mb.
|
|
Практическая часть. Уравнения связи для двух участков. Эквивалентная изотропно-излучаемая мощность (ЭИИМ) передающей станции: Рэиим=Рпер ∙ηпер∙ Dпер, Вт (5.1) где Рпер — эффективная мощность сигнала на выходе передатчика; ηпер — коэффициент передачи (по мощности) волноводного тракта, (КПД волноводного тракта) между передатчиком и антенной; Dпер — коэффициент усиления передающей антенны относительно изотропного излучателя. Затухание энергии в свободном пространстве, определяемое уменьшением плотности потока мощности при удалении от излучателя определяется по формуле:  где λ - длина волны (λ= с/f, с = 3-108 м/с); d - наклонная дальность (расстояние между передающей и приемной антеннами). Кроме этих основных потерь, на трассе присутствуют и дополнительные потери Lдоп, полное значение потерь на трассе: LΣ = L0 ∙ Lдоп , раз (5.3) Эффективная площадь аппаратуры антенны Sпр, связана с коэффициентом усиления Dпр соотношением: Dпр=4 ∙ π ∙ Sпр/ λ , раз (5.4) Мощность передатчика:Рпер  , Вт (5.5.)Формула (5.5.) позволяет определить необходимую мощность передатчика по заданному значению мощности сигнала на входе приемника. Следует отметить, что в нее не входит длина волны. Следовательно, когда передающая антенна имеет постоянный коэффициент усиления на всех частотах, а приемная — эффективную постоянную площадь аппаратуры (может эффективно работать по мере возрастания частоты), мощность сигнала на входе приемника в первом приближении не зависит от частоты. 5.2. Прохождение сигналов в системах космической связи. На распространение радиоволн на линиях Земля — космос (или космос — Земля) заметное влияние оказывает атмосфера Земли — как ионосфера, так и тропосфера. Это влияние особенно заметно на частотах от 10 ГГц и выше, а также при малых углах прихода волны (малых углах места антенны земной станции). Влияние ионосферы может проявляться в поглощении энергии, дисперсии сигнала, т. е. неравномерном времени задержки в полосе, «мерцании» сигнала, вызванном рассеянием локальными нерегулярностями концентрации электронов, вращении плоскости поляризации линейно поляризованной волны. Все эти эффекты обратно пропорциональны квадрату частоты сигнала, а дисперсия — кубу частоты. Поэтому космические службы, работающие на частотах выше 1 ГГц, могут не учитывать влияние ионосферы, за исключением вращения плоскости поляризации. Изменение вращения носит регулярный характер, подчиняющийся суточному и сезонному ходу, циклам солнечной активности, а также подвержено значительным и непредсказуемым отклонениям от регулярного хода в малых процентах времени. 5.3. Расчет ослабления уровня сигнала в атмосфере. Применение круговой поляризации волны позволяет полностью устранить влияние этого явления. Изменения уровня сигнала могут быть вызваны интерференцией прямой волны и волны, отраженной от земной поверхности. Основное поглощение энергии сигнала вызывают кислород и водяной пар. На рисунке 5 показаны теоретические зависимости погонного ослабления уровня сигнала у, дБ/км, от частоты при стандартном давлении воздуха, температуре 20°С и концентрации р водяного пара 7,5 г/м3. На линиях связи Земля — космос волна проходит через всю толщу тропосферы, и на ее пути содержание кислорода и водяного пара существенно меняется, поэтому для расчета ослабления сигнала применяется концепция эквивалентной высоты кислорода и водяного пара, в пределах которой их содержание принимается постоянным. Величина ослабления сигнала Аа определяется формулой: Аа =  дБ (5.6)при 𝜽>100. г Y дБ/км,  де  -угол места антенны земной станции;R —эквивалентный радиус Земли с учетом рефракции (8500 км); Yо2-погонное ослабление в кислороде, дБ/км, определяется по графику на рисунке 5.3. в зависимости от частоты; Y20 —погонное ослабление в водяном паре, дБ/км, определяется по р/7,5, учитывающее влагосодержание водяного пара р, которое может отличаться от значения 7,5 г/м3, указанного на графике; hо2— эквивалентная высота кислорода, км, ho2=6 км, при f<50 ГГц; hH20 - эквивалентная высота водяного пара, км. Рис. 5.3. Зависимости погонного ослабления уровня сигналов от частоты при стандартном давлении воздуха, температуре 20°С и концентрации водяного пара 7,5 г/м3. 5.4. Расчет ослабления уровня сигнала, в зоне дождя Ослабление уровня сигнала при прохождении радиоволн через зону дождя вызвано рассеянием электромагнитной энергии частицами, при этом каждая частица рассеивает энергию в разных направлениях, вследствие чего энергия, приходящая в точку приема, уменьшается. Кроме того, энергия поглощается в частицах дождя, что вызывает ослабление уровня сигнала. Интенсивность рассеяния и поглощения зависит от количества частиц в единице объема, отношения размеров этих частиц к длине волны, размеров области, занятой частицами, и их электрических свойств, зависящих от температуры. Количество частиц в единице объема и их размеры характеризуются интенсивностью дождя. Интенсивность дождя различна в разных географических районах и в разное время года. 5.5. Электромагнитная совместимость двух спутниковых систем. Расчет электромагнитной совместимости основан на представлении, что по мере возрастания уровня мешающего излучения, увеличивается шумовая температура системы, подвергающейся помехам. Согласно этому методу, рассчитывается кажущееся увеличение эквивалентной шумовой температуры, обусловленное помехами, создаваемыми мешающей станции и отношение этого увеличения к эквивалентной шумовой температуры спутниковой линии, выраженной в процентах. Контрольные вопросы: Как организована спутниковая сеть связи? Чем характеризуется передающая станция? В каких единицах измеряется и как определяется ЭИИМ? Определяеть мощность полезного сигнала на входе приемника ЗС2? Оценка чувствительности приемника на ИСЗ и ЗС. Эффективная шумовая температура антенны ЗС и ИСЗ. Как определяются суммарные потери на 1-м участке ЗС1-ИСЗ? От каких параметров зависит мощность тепловых шумов на входе приемника?  Примечание: Dnep=10 0,05Gпер , раз. (5.7) Список литературы. Телекоммуникационные системы и сети: Учебное пособие в 3 томах. Том 2 - Радиосвязь, радиовещание и телевидение / Под ред. В.П. Шувалова. - М.: Горячая линия - Телеком, 2005. А.А. Зеленский, В.Ф. Солодовник ≪Системы радиосвязи≫ /. – Учеб. пособие. Ч. 1. – Харьков: Нац. аэрокосмический ун-т "Харьковский авиац. ин-т", 2002г. В.В. Крухмалев, В.Н.Гордиенко и др - Основы построения телекоммуникационных систем и сетей (2004г). Сети мобильной связи. Частотно-территориальное планирование. Учебное пособие для вузов / В. Ю. Бабков, М. А. Вознюк, П. А. Михайлов. – 2-е изд., испр. – М.: Горячая линия - Телеком, 2007. – 224 с. Элементы частотно-территориального планирования сетей сотовой связи. Методическое руководство к лабораторной работе № 65. / В. М. Драгонов, Д.А. Маковеенко, Одесса, 2009 Форум: 5fan.ru. Три этапа планирования сетей связи. Отличия в планировании сетей GSM, WCDMA и LTE. Исследование потерь при распространении радиосигнала сотовой связи на основе статистических моделей. М. П. Савченко, О. В. Старовойтова. Вестник Балтийского государственного университета им. И. Канта. 2011. Вып. 5. С. 44—49. Системы мобильной связи. Часть 1. Принципы организации, функционирования и частотного планирования систем мобильной связи: Учебное пособие по дисциплине «Системы мобильной связи» для студентов заочной формы обучения / Сост. А. В. Печаткин; РГАТА. – Рыбинск, 2008. – 122 с. Катунин Г. Телекоммуникационные системы и сети. Том 2 (2004); В.А. Григорьев, О.И. Лагунко, Ю.А. Распаев - Сети и системы радиодоступа. Москва 2005г. Сухорукова И.Ю. Физические основы спутниковой связи. Учебное пособие/МТУСИ. – М., 2004г. Маковеева М.М. Принципы построения и расчета цифровых радиорелейных систем: Учебное пособие / МТУСИ. – М.:, 2000г. Сети мобильной связи. Частотно-территориальное планирование. Учебное пособие для вузов / В.Ю.Бабков, М.А.Вознюк, П.А. Михайлов. – 2-е изд., испр. – М.: Горячая линия-Телеком, 2007г. Электромагнитная совместимость систем спутниковой связи / Под ред. Л.Я. Кантора и В.В. Ноздрина. М.: НИИР, 2009 |