Механизм распространения волны метрового диапазона. Энергетический расчет радиоканала метрового диапазона

Содержание

Исходные данные

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