Расчет необходимого запаса на замирание

Атмосферные возмущения оказывают влияние на условия передачи на радиорелейных линиях прямой видимости. Уровень принимаемого сигнала изменяется во времени и характеристики системы определяются вероятностью того, что уровень сигнала упадёт ниже порогового значения, или спектр принимаемого сигнала будет сильно искажён [3,11].

Рассмотрим упрощенную структурную схему интервала радиолинии и соответствующую диаграмму уровней сигнала (рисунок 5.2). Очевидно, что качество работы линии связи, определяется уровнем сигнала на входе приемника и возможными отклонениями этого уровня при замираниях.

 

Рисунок 5.2 – Диаграмма уровней сигнала на пролете РРЛ

 

На диаграмме уровней видно, что сигнал излучается передатчиком с уровнем , проходит через разделительный фильтр (РФ), в котором уровень упадет за счет внутренних потерь и поступает через фидерную линию в передающую антенну с коэффициентом усиления . За счет потерь в фидерной линии  уровень сигнала еще уменьшиться, а в передающей антенне увеличится на величину .

При распространении сигнала по интервалу РРЛ (протяженностью , на рабочей частоте ) уровень сигнала упадет за счет ослабления свободного пространства, потерь в газах атмосферы и некоторых дополнительных потерь. Общее ослабление сигнала за счет этих причин может достигнуть 130-140 дБ и больше.

В приемной антенне уровень сигнала увеличится на величину , затем уменьшится в приемной фидерной линии, в разделительном фильтре и поступит на вход приемника с уровнем . Это значение получается в отсутствии замираний сигнала на пролете РРЛ.

Запас на замирания  является разницей между уровнем сигнала на входе приемника  и его пороговым значением , которое определяется из параметров конкретной аппаратуры цифровых РРЛ для заданной величины  ( или ).

Уровень сигнала на входе приемника можно определить по следующей формуле:

 

,                       (5.2)

 

где  уровень мощности передатчика, дБм;

 коэффициенты усиления передающей и приемной антенн;

 ослабление сигнала в фидерных линиях (Ф1, Ф2), дБ;

При отсутствии фидера (когда приемопередатчики объединены с антенной в виде моноблока) необходимо учитывать конструктивные особенности устройства объединения, как правило, в этих случаях потери в фидерах можно принять равными 0 дБ. При больших диаметрах антенн соединение проводится коротким отрезком гибкого волновода, потери в котором ;

определяется из параметров аппаратуры. Обычно значение ослабления в разделительных фильтрах соответствует сумме потерь в передающем и приемном устройствах. При моноблочной конструкции, данные на уровень мощности передатчика и пороговые значения уровня сигнала на входе приемника, часто относятся к точкам, соответствующим уровням на антенном волноводном соединителе (другими словами, в значения уровней уже заложены потери в разделительных фильтрах). В этих случаях величина потерь . При разнесенной конструкции приемопередатчиков и антенн, потери в РФ составляют 4 - 5 дБ в зависимости от типа и длины фидера.

 дополнительные потери, складывающие из потерь в антенных обтекателях и потерь от перепада высот приемной и передающем антенн

 ();

 

ослабление радио волн при распространении в свободном пространстве рассчитывается по следующей формуле:

 

,                                                   (5.3)

 

где протяженность интервала РРЛ, км;

рабочая частота, ГГц.

атмосферные потери (потери в газах) рассчитываются по формуле:

 

,                                                       (5.4)

 

где и погонные затухания в водяных парах и атомах кислорода атмосферы, рассчитываемые следующим образом.