Расчет устойчивости связи и качественных показателей работы ЦРРЛ. Определение минимального множителя ослабления

    3 Расчет устойчивости связи и качественных показателей работы ЦРРЛ.

3.1 Определение минимального множителя ослабления.

Так как рассчитываемая система является малоканальной , то в ЦРРС приемопередатчик конструктивно совместим с антенной и потерями в АФТ примем только потери в сосредоточенных элементах порядка 1-3 дБ.

Минимальный множитель ослабления для рассчитываемого пролета определим по формуле:             

где Р_прд, дБвт – мощность сигнала на выходе передатчика;

Р_пор, , дБвт -  пороговая мощность на входе приемника;

А_св0 – затухание сигнала при его распространении в свободном пространстве, которое рассчитывается по формуле:

η_прд, η_прм – коэффициент передачи АФТ;

G_прд, G_прм – коэффициенты усиления передающей и приемной антенн, которые определяются следующим образом:

где D – диаметр зеркала антенн.

Далее прежде чем приступить к расчетам устойчивости связи на пролете необходимо определить к какому типу относиться данный пролет (к пересеченному или слабопересеченному). Для этого необходимо найти коэффициент расходимости D. Если получится D>0,8 то пролет считается слабопересеченным, а если D < 0,8, то пролет считается пересеченным. На слабопересеченном пролете необходимо учитывать отражения от Земли.

Для этого сначала необходимо определить:

-приращение просвета за счет рефракции при ρ= ρ _кр=-31,4∙10^-8 1/м  по формуле:

-просвет на пролете с учетом рефракции при ρ_кр:

-относительный просвет на пролете при ρ= ρ_кр:

-номер интерференционного максимума при ρ= ρ_кр:

-относительный просвет на пролете в отсутствии рефракции:

Тогда коэффициент расходимости определяется по формуле:

=0,54, где l – ширина препятствия, определяемая на профиле пролета.

Так как D<0,8. то мы имеем  пересеченный пролет и отражениями от земли можно пренебречь.

3.2 Расчет замираний из-за экранирующего действия препятствия на пролете РРЛ.

Величина замираний из-за экранирующего действия препятствия на пролете T₀(V_min) зависит от протяженности интервала, длины волны, величины просвета, рельефа местности и определяется в зависимости от параметра ψ. Для определения этого параметра необходимо найти параметр А :

где σ – стандартное отклонение градиента диэлектрической проницаемости тропосферы.

Также необходимо найти относительный просвет на интервале при котором V=V_min. Он определяется из графиков  на рисунке 3.1 в зависимости от параметра μ, который в свою очередь находится по формуле :

Исходя из того , что μ=1,7 и V_min=-25дБ, определяем Р(ρ₀)=-1,2. Тогда Ψ рассчитывается следующим образом:

 

где Р(ρ) – относительный просвет на пролете при ρ= ρ и равен 1.

По рисунку 3.2 определяем Т₀(V_min)=0,4%.

3.3 Расчет замираний из-за неоднородностей тропосферы на пролете.

Величина данных замираний рассчитывается по формуле:

где Т(Δε) – параметр, учитывающий вероятность возникновения многолучевых замираний, обусловленных отражениями радиоволн от слоистых неоднородностей тропосферы с перепадом диэлектрической проницаемости воздуха (Δε), вычисляется по формуле:

где Q – климатический коэффициент, равный 5 для данного климатического района;

R₀ подставляется в километрах, а f₀ – в ГГц.

3.4 Расчет замираний на пролете из-за дождя.

Замирания из-за деполяризации и ослабления в дожде сказываются на частотах от 8ГГц и выше. Для определения длительности замираний по известному V_min определим минимально допустимую интенсивность дождей для данного пролета I_доп=80мм/ч (рисунок 3.3). После этого , используя график интегрального статического распределения интенсивности дождей (рисунок 6.5 [4]) для заданного климатического района найдем Т_д(V_min)=0,0075%.

3.5 Расчет устойчивости связи на ЦРРЛ.

Ожидаемая величина процента времени, в течении которого не выполняется норма на устойчивость связи на всей ЦРРЛ рассчитывается по формуле:

где n – число пролетов на линии.

Далее необходимо сравнить Т_ож(V_min) с нормируемым значением. Так как проектируемая ЦРРЛ имеет емкость меньше 120 каналов, то нормируемое значение допустимого процента времени  Т_доп(V_min) будет определятся в зависимости от вероятности ошибки Р_ош:

где R₀ – длина пролета, км;

f – частота диапазона, ГГц;

А₀ – необходимый запас на замирания:

где Р_с._пор – пороговая мощность сигнала на входе приемника;

Р_вх.0 – мощность сигнала на входе приемника при его распространении в свободном пространстве, которая рассчитывается по формуле :

 или Р_вх.0,дБ=-68,69дБ , где η=1.5дБ или η=0,7079раз.

Далее по таблице7.3[4] определим процент времени, в течении которого Р_ош не должно превышать найденное значение и умножим его на поправочный коэффициент k=l/L:

где l – заданная длина ЦРРЛ;

L – длина эталонного тракта.

Из расчетов видно, что Т_ож(V_min)> Т_доп(V_min), т.е. норма на устойчивость не выполняется. Применим па проектируемой ЦРРЛ резервирование, которое позволяет увеличить устойчивость связи, т. к рабочие и резервные стволы работают на разных несущих частотах замирания в стволах наблюдается не одновременно. Тогда неустойчивость связи на ЦРРЛ в пределах участка резервирования рассчитывается по формуле:

            =2.037%, где k – число пролетов на участке резервирования;

N – число рабочих стволов на участке.

Таким образом даже с применением резервирования устойчивости связи на проектируемой ЦРРЛ удовлетворяющей норме добиться не удалось, поэтому необходимо произвести оптимизацию высот подвеса антенн на пролете.

3.6 Оптимизация высот подвеса антенн.

Для повышения  устойчивости связи на ЦРРЛ возможно без значительных дополнительных затрат варьировать высоту подъема антенн. Для этого проведем расчеты четырех  значений Р(ρ) изменяя величину Н(0) , т.е. высоту подвеса антенн через 5м. Результаты расчетов сведем в таблицу 2.

Таблица 2 – Расчет оптимизации высот подвеса антенн.

Р(ρ)	Н(0)	Ψ	Т0(Vmin),%	Тож(Vmin),%	Туч(Vmin),%
1,408	19,497	2,651	0,1	0,5376	0,5375
1,817	24,497	3,066	0,02	0,1376	0,1375
2,225	29,497	3,481	0,005	0,0626	0,0625
2,633	34,497	3,896	0,0014	0,0446	0,0445

Из таблицы видно, что при повышении высоты подвеса антенн всего на 5м от исходной существенно уменьшается величина Т₀(V_min), что в свою очередь ведет к уменьшению Т_ож(V_min). Таким образом  достаточно увеличить h1 и h2 на 5м для того, чтобы Т_ож(V_min)< Т_доп(V_min) и выполнялись требования на устойчивость связи на ЦРРЛ.