Построение радиолинейной линии связи (стр. 1 из 3)
Введение
Основной задачей, которую приходится решать при моделировании РРЛ связи, является такой выбор мест установки радиорелейных станций, при котором обеспечивается высокий и стабильный уровень высокочастотных сигналов на входах приемников всех станций. При этом надежность и качество связи моделируемой РРЛ полностью должны удовлетворять заданным нормам на её качественные показатели.
Первым этапом процесса проектирования является выбор оптимальной трассы, числа и места расположения промежуточных станций по топографическим картам. Отметим, что трассой называется расположение РРЛ связи на местности или карте. Выбор трассы – определение места расположения узловых и промежуточных станций, а следовательно, определение числа интервалов линии и их протяженности при заданных оконечных пунктах РРЛ.
Процесс моделирования трасс РРЛ связи осуществляется примерно в такой последовательности. Сначала производится предварительный выбор по картам мест установки радиорелейных станций и построение профилей каждого интервала линии. Далее производятся расчеты: Множителя ослабления поля на каждом интервале линии, уровня сигналов, определяются оптимальные высоты подвеса антенных опор и рассчитываются надежность и устойчивость связи.
1. Пример оформления технического задания
Смоделировать радиорелейную линию в Акмолинской области по направлению запад – восток на аппаратуре, работающей в диапазоне 7 ГГц.
Основные технические характеристики аппаратуры NERANL 187* ОС/1-РРС-105
Диапазон частот, ГГц………………………………………. 7,125–7,725
Вариант трафика………………………………………………………Е1
Коэффициент системы, дБ…………………………………………..117
Мощность передатчика, дБм…………………………………………28
Диаметр антенны, м………………………………………………….. 1,2
Коэффициент усиления антенны, дБ………………………………45,4
Вид модуляции…………………………………………………….ОФМ
Конфигурация………………………………………………………..1+1
2. Выбор оптимальной трассы и мест расположения станций РРЛ
При выборе оптимальной трассы расположение на местности всех станций РРЛ должно выбираться, исходя из технико-экономических соображений, удобства эксплуатации будущей РРЛ и возможности обеспечения необходимой устойчивости связи на всех интервалах линии, пролегающих в разных климатических районах. Для выполнения этих требований необходимо, чтобы станции РРЛ располагались в пунктах, удобных для их эксплуатации: были бы хорошие подъездные дороги; близко расположенные линии электропередачи для питания электроэнергией аппаратуры станций; станции располагались недалеко от населенных пунктов, что позволит легко обеспечить радио и телевизионным вещанием отдельные населенные пункты, через которые проходит трасса РРЛ. Наконец, радиорелейные трассы должны располагаться зигзагообразно (т.е. трасса должна иметь вид ломаной кривой) с тем, чтобы исключить возможность приема сигналов приемниками станций, расположенными через три интервала.
Площадки для строительства радиорелейных станций желательно выбирать, если это возможно, на возвышенностях. При этом антенные опоры (мачты или башни) будут невысокими, что экономически выгодно. Выбор мест расположения площадок под радиорелейные станции должен быть таким, чтобы отсутствовали неблагоприятные условия распространения радиоволн, а это значит, чтобы трасса РРЛ проходила по возможности по наиболее пересеченной местности с лесными массивами, от которых отраженные лучи хорошо рассеиваются. При выборе трасс следует избегать болотистых местностей, больших водных пространств, а также естественных и искусственных препятствий (горные вершины, высокие строения). Кроме того, для уменьшения влияния отраженных лучей желательно на участках РРЛ выбирать антенные опоры разной высоты, причем этот выбор должен производиться так, чтобы точки отражения от равнинных участков земли располагались ближе к станциям с низкими антенными опорами.
Выбранные таким образом точки установки радиорелейных станций соединяют прямыми линиями, определяющими на карте трассу будущей линии связи.
3. Частотный план и выбор поляризации на интервалах
При передаче сигналов в прямом и обратном направлениях применяются 2-частотные и 4-частотные планы (системы).
трасса связь радиоволна дождь антенна
 |
а)
б)
Рисунок 1 – Частотный план: а) 2-частотная система; б) 4-частотная система
2-частотная система (рисунок 1, а) экономична с точки зрения использования полосы частот, выделенной для организации радиорелейной связи, но требует применения антенн с хорошими защитными свойствами от приема и передачи сигналов с боковых и обратных направлений. В диапазонах частот выше 10 ГГц широко применяются параболические антенны, улучшенного исполнения, с дополнительными экранами (воротниками), позволяющими достичь требуемых показателей. 4-частотная система (рисунок 1, б) допускает применение более простых и дешевых антенн и позволяет улучшить защищенность линии связи от взаимных помех, но используется достаточно редко. Как правило, четырехчастотную систему можно рекомендовать для организации линий связи при очень сложной электромагнитной обстановке. Для повышения экономической эффективности и пропускной способности радиорелейные системы часто делают многоствольными, в которых на каждой станции работает с различными частотами несколько приемопередатчиков через общие антенно-фидерные устройства. С целью увеличения надежности работы линии связи применяются различные способы резервирования. В диапазонах частот выше 10 ГГц в ЦРРЛ наибольшее распространение получают системы резервирования 1+1, когда на один рабочий ствол приходится один резервный. В сложных условиях распространения радиоволн оба ствола могут быть использованы для организации разнесенного приема, существенно улучшающего устойчивость работы системы связи.
Пример.
По рекомендации МСЭ-РF-497–4 для диапазона 7 ГГц:
– дуплексный разнос
МГц;– разнос между стволами
МГц. | Ствол | F1, МГц | F2, МГц |
| 1 | 7125 | 7391 |
| 2 | 7153 | 7419 |
| 3 | 7181 | 7447 |
| 4 | 7209 | 7475 |
| 5 | 7237 | 7503 |
| 6 | 7265 | 7631 |
| 7 | 7293 | 7559 |
Пример построения частотного плана приведен в приложении Б.
4. Построение продольных профилей интервалов
Продольный профиль интервала представляет собой вычерченный в определенном масштабе вертикальный разрез местности по линии, соединяющей две соседние радиорелейные станции. Продольные профили интервалов РРЛ полно и наглядно характеризуют рельеф местности на каждом интервале связи и являются основными рабочими документами, позволяющими выполнить расчет устойчивости работы радиорелейной линии при заданных нормах на её качественные показатели.
Построение продольных профилей производится в прямоугольной системе координат с применением разных масштабов по горизонтали и вертикали. Высоты препятствий на поверхности земли измеряются в метрах, а расстояния между радиорелейными станциями – в километрах. Таким образом, высоты откладываются на профиле не по линиям, проходящим через центр Земли (т.е. по радиусу Земли), а по вертикали (по оси ординат), и отсчет их ведется не от горизонтальной линии профиля, а от линии кривизны земной поверхности, принимаемой за линию уровня моря или за условный нулевой уровень. Расстояния же между станциями откладываются не по криволинейной поверхности, а по горизонтали (оси абсцисс). При таком построении профиля земная поверхность изображается не окружностью, а параболой. Построение дуги земной кривизны (параболы) производится после определения расстояний между станциями и максимальной разности высот на поверхности земли, так как в зависимости от расстояния меняется масштаб по вертикали. Расстояния между станциями, а также наиболее низкие (
) и наиболее высокие ( 
) точки профиля интервала РРЛ связи определяются по данным топографических карт, и затем вычисляется максимальная разность высот, м 
.После выбора масштабов производится построение дуги земной кривизны.
Линия, изображающая на профиле уровень моря (дуга земной кривизны) или условный нулевой уровень (условный горизонт) и имеющая вид параболы, рассчитывается по формуле
,где у – текущая координата дуги нулевого уровня, м;
R0 – протяженность интервала, км;
R1 – расстояние от левого конца интервала, км, до точки, в которой определяется величина у;
– радиус Земли.Максимальная высота препятствия, создаваемого выпуклостью земной поверхности, для любой протяженности интервала R при
.С достаточной для практических расчетов степенью точности при
км можно принять 
м,