Системы железнодорожной радиосвязи (стр. 6 из 8)

Значения других членов уравнения приведены выше (индексы 1 и 2 означают принадлежность к передающей и приемной радиостанциям соответственно).

Дальность связи "Стационар - локомотив" рассчитывается, исходя из условия u₂>u_{2 мин} в такой последовательности:

задается минимально допустимое напряжение полезного сигнала на входе приемника возимой радиостанции (см. табл.2.2);

из формулы (2.1) определяется значение напряженности поля E₂, считая

u₂ = u_{2 мин}:

E₂= u₂ - a_т - В_М - G₁ - G₂ - M + a₁l₁ + a₂l₂ + K_Э + K_КС + g₂ + K_И + K_В + K_М;

3) по найденному значению E₂ и базовым кривым 1 и 2 (см. рис.2.1) определяется дальность связи r. Расстояние rотсчитывается по прямой линии. Для пересчета к расстоянию вдоль железнодорожного пути следует пользоваться топографической картой, особенности расчета приведены в приложении 3.

Для трасс радиосвязи типов 4 и 5 результаты расчетов являются ориентировочными. Поэтому они должны уточняться в результате натурных измерений.

2.7 Расчет высоты установки стационарной антенны

Высота стационарной антенны определяется в таком порядке:

задается u_{2 мин} на входе приемника возимой радиостанции (см. табл.2.2);

исходя из заданной дальности связи, определяется необходимая напряженность поля E₂ по базовым кривым 1 и 2 (см. рис.2.1);

по формуле (2.4) вычисляется значение коэффициента М при заданном u₂ = u_{2 мин};

по формуле (2.3) при заданной высоте h₂установки возимой антенны вычисляется высота установки стационарной антенны.

2.8 Расчет дальности связи между локомотивами

Для расчета дальности связи между локомотивами используется базовая кривая 3 (см. рис.2.1) для высот установки возимых антенн 5 м. Особенность расчета заключается в том, что тип трассы радиосвязи постоянно меняется при движении локомотива в пределах рассматриваемого участка железной дороги. Поэтому следует ориентироваться на такой тип трассы, который является наиболее сложным для данной местности.

Напряжение сигнала на входе приемника возимой радиостанции определяется по формуле (2.4) при условии, что параметры передающего и приемного антенно-фидерных трактов одинаковы:

u₂= E₂ + a_т + В_М + 2G₂ + M - 2 a₂l₂ - 2K_Э - K_КС - g₂ - K_И - K_В - K_М. (2.5)

Коэффициент М = 0, так как высоты установки антенн в реальных условиях не отличаются от высот, для которых построена базовая кривая 3 (см. рис. 2.1). Коэффициент K_КС исключен, поскольку антенны располагаются ниже уровня контактной сети.

Методика расчета дальности связи меду локомотивами аналогична методике расчета канала "Стационар - локомотив".

2.9 Расчет координационного расстояния

Для определения координационного расстояния r_крд (минимально необходимого расстояния между стационарными радиостанциями, при котором исключается их взаимное влияние друг на друга в случае работы на одной частоте) вычисляется напряженность электромагнитного поля мешающего сигнала

Е₂ = u_пор - В_М -M - G₁ - G₂ + a₁l₁ + a₂l₂ - K_И -К_В + g₂, (2.6)

где u_пор - максимально допустимый уровень мешающего сигнала, дБ (принимается равным минус 10 дБ, т.е.0,3 мкВ).

Рис.2.6 Базовая кривая распространения для больших расстояний

В выражении (2.6) значение K_Ипринимается равным 0,6 дБ, а K_В = 2 дБ. По найденному значению напряженности поля Е₂ и кривой распространения (рис.2.6) определяется координационное расстояние r_крд между радиостанциями.

2.10 Расчет дальности связи между носимой и возимой радиостанциями

Расчет дальности связи между носимой и возимой радиостанциями производится в соответствии с методическими указаниями по расчету системы станционной радиосвязи от 31.07.89 [7].

2.11 Расчет дальности связи в радиосетях ЛБК

Расчет дальности связи в радиосетях ЛБК сводится к расчету дальности между радиостанцией РВ-2 начальника пассажирского поезда и станционной радиостанцией РС-4, подключенной к проводному каналу ЛБК. Расчет выполняется по методике, изложенной в п. п.2.6 - 2.8 настоящего пособия. При этом значение u_{2 мин} принимается равным 2 дБ на участках с автономной тягой, 5 дБ - на участках на участках с электротягой постоянного тока и 14 дБ - на участках с электротягой переменного тока.

Цель расчета заключается в выборе параметров антенно-фидерного тракта (тип стационарной антенны, высота ее установки и тип коаксиального кабеля) для обеспечения протяженности зоны уверенной связи не менее 15 км. В качестве стационарных антенн для большинства трасс радиосвязи следует применять направленные антенны: АС-4/2, AC-5/2, AC-6/2. На участках с автономной тягой и при равнинной местности требуемая дальность связи может быть обеспечена и при применении простейшей ненаправленной антенны АС-1/2.

При расчетах следует учитывать, что возимая радиостанция может иметь низко расположенную антенну АЛ/2 или дискоконусную антенну АЛП/2,3 (ШИ2.091.302). Для первой антенны коэффициент экранирования К_Э = 2 дБ, а для второй - К_Э = 0 дБ; высота установки антенн h₂ = 5 м.

III. Расчет дальности связи в радиосетях поездной радиосвязи диапазона дециметровых волн (330 МГЦ)

3.1 Базовые кривые распространения радиоволн

Дальность связи между радиостанциями рассчитывается на основе базовых кривых распространения сигналов в диапазоне 330 МГц [7] (рис.3.1), представляющих собой графические зависимости медианного значения напряженности электромагнитного поля Е₂ (превышает 50% по месту и времени) от расстояния r.

Кривые распространения приведены для следующих условий: h₁h₂=100м²; Р₁=1Вт; G₁= 0 дБ; l₁= 0 м; К_э= 0дБ. Абсолютные значения напряженности поля и напряжения выражены по отношению к 1 мкВ/м и 1 мкВ. При расчете канала "Стационар - локомотив" индекс 1 относится к стационарной (передающей) радиостанции, индекс 2 - к возимой (приемной) радиостанции.

3.2 Расчетные коэффициенты

Поправочные коэффициенты учитывают отличие параметров антенно-фидерных трактов, мощности передатчика и высот у установки антенн от условий, для которых приведены кривые (см. рис.3.1).

Коэффициент В_мопределяется по формуле (2.1) или из графика (см. рис 2.2).

Затухание, вносимое фидером стационарной радиостанции, учитывается коэффициентом a ₁l₁, а затухание, вносимое фидером локомотивной радиостанции, коэффициентом a₂l₂.

Преобразователь напряженности поля ВЧ сигнала в напряжение в точке соединения приемной антенны с фидером учитывается коэффициентом g₂, который равен 0,1 дБ для фидера сопротивлением 75 Ом и 0,18 дБ - для фидера 50 Ом.

Направленные свойства передающей и приемной антенн учитываются при расчетах их коэффициентами усиления G₁ и G₂ (по отношению к полуволновому вибратору). Значения коэффициентов усиления стационарных антенн приведены в приложении 2; коэффициенты возимых антенн равны нулю.

Коэффициенты К_Э и К_КС (см. п.2.2) для диапазона 330 МГц равны нулю и не учитываются.

Вероятностные коэффициенты. При расчете высокочастотного тракта канала используются вероятностные коэффициенты, которые учитывают пространственные и временные флуктуации напряженности поля, - К_И, К_В, К_Н. В расчетах применяются следующие значения этих коэффициентов: К_И= 4 дБ - для электрифицированных участков; К_И= 2 дБ - для неэлектрифицированных участков; К_М= 2 дБ - для типа 2 трассы; К_М=3 дБ - для типа 3 трассы; К_М= 4 дБ - для типа 4 и 5 трассы.

3.3 Минимально допустимый уровень полезного сигнала (u_{2 мин}) на входе приемника возимой радиостанции

Для получения качества технологических связей не хуже удовлетворительного необходимо, чтобы уровень ВЧ сигнала был не менее минимально допустимого (u_{2 мин}).

Значение u_{2 мин}, которое следует использовать при расчетах для различных условий эксплуатации радиосредств, для неэлектрифицированных участков равно 2, для электрифицированных постоянного тока - 6, для электрифицированных переменного тока - 10 дБ.

Кривые 1 - 4 распространения приведены для четырех типов трасс радиосвязи, проходящих по равнинной (тип 1), среднепересеченной (тип2), горной (тип 3) и горной повышенной сложности (типы 4 и 5) местности. Тип трассы определяется аналогично описанному для УКВ диапазона.

3.4 Расчет дальности поездной радиосвязи

При расчете радиоканала ПРС дальность связи определяется в направлении от стационарной радиостанции к радиостанции подвижного объекта, поскольку условия приема на подвижном объекте значительно хуже, чем на стационаре из-за более высокого уровня радиопомех. При этом уровень сигнала на входе приемника возимой радиостанции