Методики энергетического расчета канала дальней тропосферной радиосвязи

Владимир Иванович Шлома (2016)

На основе известных методик, предназначенных для расчетов исключительно в ручном режиме и не позволяющих выполнять энергетический расчет трассы дальней тропосферной связи на ЭВМ, разработаны методики расчета, позволяющие автоматизировать этот процесс с выполнением вычислений на ЭВМ. Методики позволяют выполнять расчет трасс, расположенных в любом регионе мира, и обеспечивают результаты расчетов, приемлемые для их практического использования.

1.

Исходные данные:

— дальность связи R (км);

— рабочая частота f_р (МГц);

— мощность передатчика P_пер (Вт);

— коэффициент шума приемника F_э (дБ);

— кратность разнесения n;

— потери мощности в передающем фидере η_пер (дБ);

— потери мощности в приемном фидере η_пр (дБ);

— усиление антенны передатчика G_пер (дБ);

— усиление антенны приемника G_пр (дБ);

— ширина ДН антенн в обеих плоскостях α (град);

— высота подъема приемной и передающей антенн h (м);

— угол горизонта со стороны передатчика θ_пер (град);

— угол горизонта со стороны приемника θ_пр (град);

— режимы работы радиолинии:

а) телефонные каналы с частотным уплотнением:

1) № телефонного канала в линейном спектре n_т;

2) эффективная девиация частоты на канал Δf (Гц);

3) средняя частота канала в линейном спектре

Fk=3100×(n_т-1)+3100/2+300 (Гц);

б) телеграфные виды работы:

1) тип манипуляции: АТ, ЧТ, ФТ, ОФТ или технология OFDM;

2) количество уровней модуляции или несущих М;

3) скорость передачи двоичных сигналов V (кбит/с);

4) вероятность ошибки при передаче бинарной информации P_ош для заданного процента времени и заданного периода;

— время года: наихудший зимний месяц; лето; весна или осень;

— оцениваемый период надежности связи: сутки; месяц; год;

— заданный процент времени безотказной работы Т%;

— тип приемника: оптимальный (когерентный); квазиоптимальный (некогерентный).

Примечания:

1. Угол горизонта — угол между лучами, проведенными из центра антенны в направлении излучения, один параллельно поверхности земли, а второй — на вершину препятствия.

2. Высоты подъема передающей и приемной антенн предполагаются одинаковыми.

2.

Методика расчета для радиолиний, расположенных на территории бывшего СССР

В основу предлагаемой методики положена методика, изложенная в книге Ю.И. Давыденко «Дальняя тропосферная связь» [1].

2.1 Определяем потери в свободном пространстве при использовании изотропных антенн

L_0изотр=(4πR/λ)², (2.1)

L_0изотр(дБ)=22+201g(R/λ), (2.2)

где R — дальность в метрах;

λ — длина волны в метрах.

Для случая использования направленных антенн с коэффициентами усиления G_пер(дБ) и G_пр(дБ) и потерями в фидерах η_пер(дБ) и η_пр(дБ) потери в свободном пространстве будут определяться по формуле [7]:

L₀(дБ)= L_0изотр(дБ)+η_пер(дБ)+η_пр(дБ)-G_пер(дБ)-G_пр(дБ)=

=22+201g(R/λ)+η_пер(дБ)+η_пр(дБ)-G_пер(дБ)-G_пр(дБ). (2.3)

2.2 Вычисляем дополнительные потери L_доп для наихудшего зимнего месяца.

L_доп = L_мед+L_з+L_p+L_h+L_a+L_к, (2.4)

где L_мед — медианные потери;

L_з — потери от замираний;

L_p — потери, обусловленные влиянием неровностей рельефа местности;

L_h — потери, обусловленные влиянием земной поверхности при малых величинах отношения h/λ;

L_a — потери усиления антенн;

L_к — климатические потери.

Вычисляем каждую составляющую из формулы (2.4).

В методике [1] почти все потери вычисляются как положительная величина, за исключением потерь от быстрых замираний и потерь от медленных замираний, которые определяются как отрицательная величина. При этом общие потери для телефонного канала от быстрых и медленных замираний также определяются как положительная величина. Чтобы избавиться от этой путаницы, в предлагаемой методике во всех выведенных формулах потери будут определяться как положительная величина.

2.2.1 Медианные потери

Медианные потери L_мед определяются по рис. 1.

Рис. 1. Зависимость медианных величин потерь от расстояния и длины волны для зимнего месяца (сплошные линии — для зоны тропосферного рассеяния, пунктирные — для дифракционной зоны)

Для приведенных графиков (сплошные линии на рис. 1) можно записать уравнения типа L_мед

Конец ознакомительного фрагмента.