Расчет параметров цифровых РРЛ

Некоммерческое  акционерное общество 

«Алматинский Университет Энергетики и Связи» 

        
 
 
 
 
 
 
 
 

Расчетно-графическая  работа №1

по дисциплине ОРГ и ТОС и РРУ в ТВ и РВ

 «Расчет  параметров цифровых РРЛ» 
 
 
 

                                                     Выполнил:

                                                                                    магистрант группы РТп-11

                                                                   № зач. кн. 11М077

                                                      77 вариант                                                                                    

                                                         Кусаинов А.

                                                     Проверил:

                                                               Наурызбаев Г.Э 
 
 
 
 
 
 
 

Алматы 2011 г.

 

Содержание 

Задача 1…………………………………………………………….3 стр.

Данные  к задаче 1…………………………………………………3 стр.

Задача 3…………………………………………………………….7 стр.

Данные  к задаче 3…………………………………………………7 стр.

Список  использованной литературы…………………………….8 стр.

Приложение А…………………………………………………….9 стр. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Задача 1 

1 Выбрать диапазон рабочих частот и тип оборудования цифровой РРЛ.

2 Выбрать диаметры антенн и рассчитать их коэффициенты усиления.

3 Определить ослабление сигнала в свободном пространстве.

4 Определить потери радиосигнала в газах атмосферы.

5 Рассчитать уровень сигнала на входе приемника без замираний.

6 Определить запас на замирания.

7 Построить диаграмму уровней на интервале ЦРРЛ. 

1 Данные: V = 4 Мбит/с, R₀ = 20 км. 

1. Mini-Link 23-E, Ericsson (Швеция) – f = 21,2 – 23,6 ГГц, Р_пд = 20 дБм,

Р_пор = -90·10^-3 дБм, модуляция C-QPSK

2. Panasonic 13, Nec (Япония) – f = 12,7 – 13,3 ГГц, Р_пд = 23 дБм,

Р_пор= -92,5·10^-3 дБм, модуляция 4 - QPSK

3. Panasonic 38, Nec (Япония) – f = 37 – 39,5 ГГц, Р_пд = 16 дБм,

Р_пор= -89·10^-3 дБм, модуляция 4 - QPSK 
 

2 Выберем диаметры антенн (типовые значения 0.3, 0.5, 0.9 и 1.2 м) и рассчитаем их коэффициенты усиления: 

                              G = 20lg(D) + 20lg(f) +17.5, дБ,                                        (1) 

где D – диаметр антенны, м,

      f – рабочая частота, ГГц. 

G₁=20lg(1.2) + 20lg(22) + 17.5 = 1,583 + 26,848 + 17.5 ≈ 45,931 дБ 

G₂=20lg(0.9)+20lg(13) + 17.5 =  -0,915 + 22,278 + 17.5 ≈ 38.863 дБ 

G₃= 20lg(0.5) + 20lg(38) + 17.5 = -6,02 + 31,595+ 17.5 ≈ 43,075 дБ 
 

3 Определим ослабление сигнала в свободном пространстве для разных диапазонов частот по формуле:

                           L₀ = 20lg(4.189·10⁴·R₀·f), дБ,                                                    (2)

где R₀ – протяженность интервала РРЛ, км. 

L₀₁ = 20lg(4.189·10⁴·20·22)  ≈ 145,311 дБ 

L₀₂ = 20lg(4.189·10⁴·20·13) ≈ 140,741 дБ 

L₀₃ = 20lg(4.189·10⁴·20·38) ≈ 150,058 дБ 
 

4 Определим погонные потери радиосигнала в атомах кислорода l_O и в водяных парах l_H для разных частот по графику (приложение А) и рассчитаем полные потери в газах атмосферы:

                               Lг = (γ_O+γ_H)·R₀, дБ                                                                 (3) 

1. для 22 ГГц – H₂O = 0.07, O₂ = 0.007 дБ/км
2. для 13 ГГц – H₂O = 0.007, O₂ = 0.007 дБ/км
3. для 338 ГГц – H₂O = 0.005, O₂ = 0.02 дБ/км

 

Lг₁ = (0.07+0.007) · 20 = 1,54 дБ

Lг₂ = (0.007+0.007) · 20 = 0,28 дБ

Lг₃ = (0.05+0.02) · 20 = 1,4 дБ  
 

5 Рассчитаем уровень сигнала на входе приемника при отсутствии замираний:

                   P_пр = P_пд + G₁ + G₂ – L₀ – L_ф1 – L_ф2 – L_г – L_рф - L_доп                         (4)

где P_пд – уровень мощности передатчика, дБм,

      L_ф1 и L_ф2 – ослабление сигнала в фидерных линиях, дБ 

      L_ф1 = L_ф2 = L_рф = 0 дБ

     L_доп = 1 дБ 

P_пр1 = 20 + 2·45,931 – 145,311 – 1,54 – 1 = -35,989 дБ

P_пр2 = 23 + 2·38,863 – 140,741 – 0,28 – 1 = -41,295дБ

P_пр3 = 16 + 2·43,075 – 150,058 – 1,4 – 1 = -50,308 дБ 

6 Определим запасы на замирания для разных диапазонов рабочих частот, антенн и аппаратуры:

                                     M = P_пр – P_{пр пор} (10^-3)                                                       (5) 

M₁ = -35,989 + 90 = 54,011 дБ

M₂ = -41,295 + 92,5 = 51,205 дБ

M₃ = -50,308 + 89 = 38,692 дБ 
 
 

Т а б л и ц а 1 – Сравнительная таблица

 
 

Рисунок 1 - Диаграмма уровней сигнала на пролете 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Задача 3 

Данные:  

Девиация  частоты = 11,7 МГц

Нестабильность  частоты = 0,5 МГц

Эффективная полоса частот = 72 МГц

F_в = 6·10⁶ Гц 

Решение: 

                                 (Р_с/Р_ш)_вых = (Р_с/Р_ш)_вх· В_тв(ЧМ)·В_в·α·k,                                  (6)

    где В_тв(ЧМ) - выигрыш в отношении сигнал - флуктуационный шум, обеспечиваемый ТВ приёмником;

    В_в - визометрический коэффициент;

    α - выигрыш в тепловых шумах от введения тепловых линейных предискажений;

    k = 8 - коэффициент пересчета размаха синусоидального сигнала в эффективное значение.

                                В_тв(ЧМ) = 1.5·Δf_ш· (f_g)²/F_в³,                                                                                (7)

    где f_g - пиковая девиация частоты, отведенная собственно на ТВ сигнал;

F_в - верхняя частота спектра ТВ сигнала;

В_в·α=18,1 дБ (для фильтра старого типа);

В_в·α=14,3 дБ (для фильтра нового типа). 

                               (Р_с/Р_ш)_вых = (Р_с/Р_ш)_Σ = 16 дБ 

В_тв(ЧМ) = 1,5·72·10⁶·(11,7 + 0,5)²/6³·10¹⁸ = 74,42 (18,716 дБ) 

                  (Р_с/Р_ш)_вых = (Р_с/Р_ш)_вх + В_тв(ЧМ) + В_в·α + k,                                        (8) 

где (Р_с/Р_ш)_вх = 16 дБ

k = 8 (9дБ) 

(Р_с/Р_ш)_вых = 16 + 18,716 + 18,1 + 9 = 61,816 дБ (для старого В_ф) 

(Р_с/Р_ш)_вых = 16 + 18,716 + 14,3 + 9 = 58,016 дБ (для нового В_ф) 
 
 
 
 

Список  использованной литературы 

1. Клочковская Л.П., Самоделкина С.В. Организация и технологии оказания спутниковых и радиорелейных услуг в телевидении и радиовещании. Методические указания к выполнению расчетно-графических работ для магистрантов специальности 6М071900 - Радиотехника, электроника и телекоммуникации. - Алматы: АУЭС,2011.