Расчет параболической антенны для радиорелейной линии связи (коэффициент усиления передающей антенны – 45 дБ)

2. Сравнение различных типов антенн РРЛ.

Радиорелейные линии (РРЛ) являются одними из основных средств связи для передачи многоканальной телефонии, телевизионного и звукового вещания, сигналов телеграфии и других сигналов. Для РРЛ выделены полосы частот 1,75—2; 3,4—3,9; 6,67—6,17; 7,9—8,4 и 10,7—11,7 ГГщ. Различают РРЛ прямой видимости, тропосферные и спутниковые.

Для РРЛ прямой видимости характерны замирания сигнала, обусловленные изменениями рефракции, появлением слоистых неоднородноетей в тропосфере и наличием отражений от земной поверхности. На волнах короче 3—5 см происходит ослабление сигналов, вызванных поглощением в осадках в дожде, в мокром снеге и в тумане. Благоприятными с точки зрения уменьшения отражений от земли являются трассы, проходящие над лесистой или сильно пересеченной местностью, поглощающей или рассеивающей падающую на нее волну. Глубокие замирания наблюдаются на трассах, проходящих над равниной или водной поверхностью, хорошо отражающей радиоволны. К антеннам РРЛ прямой видимости предъявляются следующие основные требования.

1. Высокий коэффициент усиления (КУ). Так как с увеличением частоты возрастает затухание на участке распространения (между станциями РРЛ) и в фидерных линиях, то для компенсации этих потерь должен увеличиваться КУ антенн. Так, для диапазона 2 ГГц необходимы антенны с КУ относительно изотропного излучателя 30—35 дБ, для диапазона 4 ГГц — 39—43 дБ ч для диапазона 6 ГГц — 43—46 дБ. Такие антенны позволяют работать с передатчиками мощностью 0,5— 10 Вт. Увеличение КНД и К.У

Дальнейшее сужение диаграммы направленности в вертикальной плоскости ограничивается следующими обстоятельствами. Ори распространении радиоволн изменяются углы их прихода, и при малой ширине диаграммы направленности волна может выйти за пределы главного лепестка. Антенны РРЛ, работающие в пределах прямой видимости, при расстояниях между промежуточными станциями 40—60 км размещаются на опорах высотой 20—100 м. Ветровые нагрузки на антенну и опору при недостаточной жесткости опоры вызывают механическое качание конструкции и могут изменить направление главного лепестка диаграммы направленности антенны.

2.  Малый уровень боковых лепестков. Нормальной работе РРЛ могут мешать радиолокационные станции как на основной частоте, так и на гармониках, станции космических аппаратов и однотипные РРЛ. 

3.  Высокое защитное действие антенны — малый уровень боковых лепестков (—.65-^—70 дБ) в интервале углов 90°—270°. При двухчастотной схеме связи на промежуточной станции РРЛ два передатчика, работающие в противоположных направлениях, излучают одну частоту, а два приемника, ведущие прием также с противоположных направлений, работают на другой частоте. В случае слабого защитного действия антенн будут наблюдаться помехи от своей же РРЛ.

4.  Малый уровень перекрестной поляризации. Радиорелейные линии с большим (4 и более) числом частотных /стволов имеют разное по частоте между стволами 29 МГц. При таком частотном разносе спектры соседних стволов могут частично перекрываться и избирательные свойства полосовых фильтров оказываются недостаточными для необходимой развязки стволов. .Улучшение развязки достигается работой соседних стволов с взаимно перпендикулярными поляризациями. Антенна должна обеспечить развязку по поляризации на 30—35 дБ.

5.  Широкая полоса рабочих частот. Радиорелейные линии являются многоствольными. В одном частотном диапазоне при 6—8 стволах рабочая полоса составляет 400 МГц. При большем числе стволов используют смежные частотные диапазоны, например 4 и 6 ГГц. Желательно одну антенну использовать на нескольких частотных диапазонах.

6.  Хорошее согласование антенны с волноводом — КБВ0,97 (р^:0,016). iB многоканальных РРЛ используется частотная модуляция. Наличие отраженных волн в линии GB4 изменяет фазу волны полезного сигнала и приводит к появлению паразитной модуляции по частоте, которая проявляется в форме шумов.

7.  Устойчивость к внешним воздействиям. Конструкция должна исключать влияние порывов ветра, гололеда