Механизм распространения волны метрового диапазона. Энергетический расчет радиоканала метрового диапазона

Содержание

Исходные данные ...……………………………………………	3
Введение…………………….…………………………………..	5
1.  Механизм распространения волны метрового диапазона..	6
2.Энергетический расчет радиоканала метрового диапазона……………………………………………………….	7
3. Выбор структурной и обоснование функциональной схемы передающего устройства метрового диапазона………………	10
Заключение…….………………………………………………..	25
Список литературы……………………………………………..	26

Исходные данные

Данные	Значение
Предельная дальность радиосвязи L, км	35
Мощность излучения передатчика P, Вт	1000
КНД передающей антенны G, дБ	1,3
Тип приемной антенны	АШ - 4
Входное сопротивление антенны R∑, Ом	75
Диапазон рабочих частот F, МГц	30 … 76
Скорость телеграфирования V, бод	100
Отношение Рс/Рш на выходе приемника, раз	≥ 10
Коэффициент шума приемника Nш, раз	5
Вид сигнала	F9
Разнос частот  Fр, кГц
Высота размещения антенны h1=h2, м	11
Избирательность по зеркальному каналу, дБ
Избирательность по соседнему каналу, дБ
Коэффициент нестабильности частоты опорного генератора
Длина сообщения N, дв. символов	1200
Вероятность доведения Рд	0,999
Вероятность трансформации Ртр

Выполнить

1.  Механизм распространения волны для решаемой задачи.

2. Энергетический расчет радиоканала с оценкой достоверности (вероятности доведения) принятого сообщения.

3. Выбор структурной и обоснование функциональной схемы передающего устройства.

Введение

Целью курсовой работы является освоение поставленной темы и подробный разбор всех поставленных задач.

В курсовой работе выполнено:

1.  описан механизм распространения волны метрового диапазона;

2.  произведен расчет радиоканала метрового диапазона;

3.  выбрана структурная схема приемного устройства;

4.  выбрана и обоснована функциональная схема передающего устройства.

1.  Механизм распространения волны метрового диапазона

Особенностью механизма распространения волн метрового диапазона является то, что с увеличением частоты коэффициент отражения уменьшается, это приводит к тому, что волна не преломляется в ионосфере. Таким образом, рефракция и дифракция выражены крайне слабо, поэтому механизм распространения включает в себя:

1.  прямую земную волну;

2.  частичную интерференцию вблизи от точки передачи прямой земной волны и отраженной от Земли (рис. 1).

Рис. 1. Механизм распространения радиоволны

К достоинствам  метрового диапазона можно отнести:

·  можно получить оптимальные антенны по геометрическому размеру;

·  мощность излучения ;

·  пропускная способность канала связи максимальна;

·  большая скорость передачи.

·  К недостаткам – небольшая дальность радиосвязи.

2.  Энергетический расчет радиоканала метрового диапазона

Основной задачей энергетического расчёта радиоканала является определение напряжённости электромагнитного поля (ЭМП) сигнала в точке приёма Е_д. Для узкополосных сигналов, база которых В = ΔF*c*t*H«1, величина Е_д в точке приёма должна, во-первых, превышать напряжённость ЭМП, создаваемого помехами различного вида, во-вторых, напряжение, создаваемое ЭМП сигнала в антенне радиоприёмника, должно быть выше требуемого U_тр для нормальной работы приёмника, т.е. превышать его чувствительность.

1.  Рассчитываем чувствительность приемника:

, В

где

N_ш– коэффициент шума приёмника (в разах);

k– постоянная Больцмана ( k =  1.38∙10^-23 [Дж/К]);

T– температура окружающей среды (в градусах Кельвина);

∆f_эфф – полоса    пропускания    радиоприёмника (Гц). Зависит от вида сигнала. Для сигнала  : .                                                              Произведем преобразование к цифровому сигналу.  В данном случае используется телеграфный код со скоростью телеграфирования  (МТК-5). Для неискаженной передачи в телеграфных сетях допускается ограничение частотного спектра до значений , тогда частота дискретизации будет равняться . Тогда производительность будет равняться . Следовательно ;   

R_A– резонансное сопротивление   антенны   приёмника   (Ом);   

– заданное   превышение мощности сигнала над мощностью помехи (в разах) на выходе детектора радиоприёмника.

Подставляя исходные данные, получаем:

, В

2.  Находим дальность прямой видимости в радиоканале:

, км

3.  Находим действующую напряженность ЭМП в точке приема:

, м

, м – длина волны

 - коэффициент усиления (КУ) антенны;

 - коэффициент полезного действия (КПД) антенны, ;

 - коэффициент направленного действия (КНД) антенны.

Переведем КНД в разы:                                                        

, В/м

4.  Находим действующее напряжение на входе приемника:

, м - действующая высот антенны

- волновое число

, В

Сравниваем:

, следовательно, нет необходимости вносить коррективы для повышения действующего напряжения на входе приемника, требование по уверенному приему выполняется.

5.  Находим реальное соотношение ^сигнал/_шум h₀.

где где – коэффициент шума приемника;

 - постоянная Больцмана;

–температура окружающей среды;

– полоса пропускания приемника,

– сопротивление приемной антенны;

6.  Находим вероятность доведения Р_дов:

Определим вероятность ошибки:

; .

Это значение вероятности доведения удовлетворяет заданным требованиям.

Результатом проведения энергетического расчёта является обеспечение требуемого отношения мощностей полезного сигнала и шума плюс помеха  на входе линейной части приёмника в заданной полосе пропускания ∆f_эфф при фиксированной дальности связи и мощности передатчика.

Так как рассчитанная вероятность превышает заданную, то из этого