Пример выполнения задания № 1

Исходные данные:

Рисунок 1 – условная схема расположения систем на местности

 

Расстояние L₁ = 48 км,

Расстояние L₂ =9,75 км,

Расстояние L₃ = 7 км,

Системы расположены в сельской местности.

 

Таблица 1 Характеристики радиорелейной станции

N	Параметр	Значение
Характеристики радиорелейной линии
	Частота сигнала в РРЛ, МГц
Характеристики передатчика РРС
	Мощность излучения, Вт
Характеристики приемника РРС
	Чувствительность приемника, дБм	-130
Полоса пропускания приемника на уровне 3 дБ, МГц
Коэффициент затухания фидера, дБ/м	0,05
Минимальный уровень сигнала на выходе детектора приемника, дБм
Характеристики антенн РРС
	Тип антенны	Рупорная антенна
Характеристики приемопередающих антенн РРС	Коэффициент усиления, дБ
Ширина ДН, град
Уровень боковых лепестков, дБ	-10
Поляризация	горизонтальная
Коэффициент затухания антенного фидера, дБ/м	0,05
Высота установки антенны Н РРЛ, [м]

 

Таблица 2 Характеристики радиолокационной станции

N	Параметр
Характеристики РЛС
	Мощность излучения, кВт
Основная частота, МГц
Длительность импульса РЛС, мкс	0,6
Частота повторения импульса, кГц
Характеристики антенн РЛС
	Тип антенны	Зеркальная параболическая антенна
Технические характеристики приемопередающих антенн РЛС	Коэффициент усиления, дБ
Ширина ДН, град
Уровень боковых лепестков, дБ	-15
Поляризация	круговая
Коэффициент затухания антенного фидера, дБ/м	0,05
Высота установки антенны, м

 

Рассчитаем прямое расстояние между передатчиком РЛС и приемником РРЛ и угол, под которым сигнал с РЛС попадает на приемник РРЛ.

км.

 

Анализ параметров источников полезного и мешающего сигналов

1. Мощность передатчиков

Найдем значения мощностей передатчиков РРЛ и РЛС в дБ относительно одного мВт по следующей формуле:

дБм

Так как, РЛС передает сигналы в виде коротких импульсов, то возьмем среднее значение мощности передатчика равным 600 Вт

дБм

2. Уменьшение уровня мощности мешающего сигнала на гармониках

В полосу частот приемника могут попадать не только основная частота, но и гармоники передатчика мешающего сигнала. При этом уровень мощности гармонических составляющих уменьшается и зависит от номера гармоники.

Частота сигнала РРЛ 3500 МГц

Частота первой гармоники сигнала РЛС: 1166 МГц,

Частота второй гармоники сигнала РЛС: 2332 МГц,

Частота третьей гармоники сигнала РЛС: 3498 МГц.

Третья гармоника сигнала РЛС расположена рядом с полосой пропускания фильтра приемника РРЛ. При этом уровень мощности гармонической составляющей уменьшается на 64 дБ [1].

3. Потери в фидерах

Примем длину фидера равной высоте установки антенны. Затухание в фидере найдем по следующей формуле:

где α – коэффициент затухания фидера, дБ/м, l – длина фидера

дБ

дБ

 

4. Усиление антенны

Коэффициент усиление антенны РРЛ:

дБ

Коэффициент усиление антенны РЛС:

дБ

5. Уменьшение уровня мощности для частот передатчика, лежащих вне рабочей полосы частот

Учитывается в пунктах 19 и 20, которые дают интегральную оценку потерь вне рабочей полосы.

6. Уменьшение коэффициента усиления антенны передатчика

Уменьшение коэффициента усиления антенны передатчика в направлении рецептора определяется в зависимости от ориентации антенны передатчика мешающего сигнала и ее диаграммы направленности.

Так как мешающий сигнал создается РЛС при круговом обзоре, это означает что, в определенный момент времени рецептор находится точно по направлению максимума диаграммы направленности антенны передатчика РЛС. Передающая антенна РРЛ направлена точно на приемник РРЛ. Это значит, что уменьшение коэффициента усиления антенны, как для приемника, так и для передатчика примем равными нулю.

 

Таблица 3 Расчет уровня эффективной передаваемой мощности

Параметр	Сигнал	Помеха
+дБ	-дБ	+дБ	-дБ
1. Мощность передатчика			57,8
2. Уменьшение уровня мощности на гармониках
3. Потери в фидерах				0,05
4. Усиление антенны
5. Уменьшение уровня мощности вне рабочей полосы частот
6. Уменьшение коэффициента усиления антенны
7. Уровень эффективной передаваемой мощности		33,75

 

Расчет потерь энергии на трассе распространения радиоволн

8. Медианные потери

Медианные потери рассчитываются по следующей формуле:

где L – длина трассы, f – частота сигнала.

Для трассы передатчик РРЛ – приемник РРЛ:

дБ

Для трассы передатчик РЛС – приемник РРЛ:

дБ

9. Дифракционные потери

Так как между передатчиком и приемником РРЛ установлена прямая видимость, а сигнал распространяется по сельской местности, то для сигнала РРЛ дифракционные потери на трассе распространения примем нулевыми.

Так как трасса распространения мешающего сигнала РЛС проходит по сельской местности, то дифракционные потери берем равными 0 дБ.

10. Замирание сигнала

Радиоволны могут испытывать глубокие замирания при распространении, что обусловлено рядом факторов: отражений от поверхности земли, влияние рельефа местности, отражений от искусственных и природных препятствий и т.п. Достоверно определить причину замираний в каждом конкретном случае достаточно сложно. Самое простое решение этого вопроса - обеспечение запаса на замирание 40 дБ, что по некоторым рекомендациям дает вероятность качественного приема 99,99% [1].

11. Потери в атмосферных осадках

Сказываются на частотах свыше 5 ГГц. На частотах ниже 5 ГГц потери практически отсутствуют [1].

 

Таблица 4 Потери на трассе распространения

Параметр	Сигнал	Помеха
+дБ	-дБ	+дБ	-дБ
8. Медианные потери		136,94		124,9
9. Дифракционные потери
10. Потери про замирании сигнала (интерференция)
11. Потери в атмосферных осадках
12. Суммарные потери на трассе распространения	176,94	164,9

 

Расчет характеристик рецептора

13. Коэффициент усиления приемной антенны

Приемная антенна РРЛ такая же, как и у передатчика РРЛ, частота принимаемого полезного сигнала примерно равна частоте 3 гармоники мешающего сигнала. Значит КУ приемной антенны равен 20 дБ, записываем его в таблицу одинаковым и для сигнала и для помехи.

14. Уменьшение коэффициента приемной антенны в направлении передатчика

Ширина диаграммы направленности приемной антенны 20°.

Отклонение главного направления приемной антенны РРЛ от направления на передатчик РРЛ 0º, значит, он находится в зоне главного лепестка приемной антенны, следовательно, уменьшение КУ приемной антенны в направление передатчика РРЛ равно 0.

Отклонение главного направления приемной антенны РРЛ от направления на передатчик РЛС: 54° (больше ширины диаграммы направленности), значит РЛС не попадает в главный лепесток приемной антенны РРЛ, следовательно, уменьшение КУ приемной антенны в направление передатчика РРЛ равно 10 дБ.

15. Уменьшение коэффициента усиления антенны из-за рассогласования поляризации приемной и передающей антенн

Для пары передатчик РРЛ – приемник РРЛ:

Горизонтальная поляризация – горизонтальная поляризация – 0 дБ,

Для пары передатчик РЛС – приемник РРЛ:

Круговая поляризация – горизонтальная поляризация – 3дБ.

16. Потери в фидере приемного тракта

Определяются так же, как и для передатчиков. Так как по фидеру приемного тракта идет как сигнал от РРЛ, так и от РЛС, то в таблицу заносится одинаковое значение – 1 дБ.

 

Таблица 5 Суммарное усиление антенны

Параметр	Сигнал	Помеха
+дБ	-дБ	+дБ	-дБ
13. Коэффициент усиления приемной антенны
14. Уменьшение коэффициента усиления в направлении источника помехи
15.Уменьшение коэффициента усиления антенны из-за рассогласования поляризаций
16. Потери в фидерах
17. Суммарное усиление антенны

 

18. Мощность на входе приемника

Определяется по результатам проведенных расчетов.

Таблица 6 Мощность на входе приемника

Параметр	Сигнал	Помеха
дБ	дБ
7. Уровень эффективной передаваемой мощности		33,75
12. Суммарные потери на трассе распространения	-176,94	-164,9
17. Суммарное усиление антенны
18. Мощность на входе приемника	-98,94	-125,15

 

19. Поправка на несовпадение рабочих частот

Несовпадение рабочей частоты приема РРЛ и 3-й гармоники РЛС равно:

МГц.

Полоса пропускания приемника РРЛ на уровне 3 дБ B_R = 10 МГц.

Полоса пропускания передатчика РЛС:

МГц

Параметр B, позволяющий определить поправочный коэффициент:

МГц

Из графика следует, что поправочный коэффициент равен 0 дБ [1].

20. Поправка на ширину полосы частот.

B_R > B_T, следовательно, коррекция на ширину полосы пропускания равна 0 дБ.

21. Чувствительность приемника

Из исходных данных следует, что чувствительность приемника равна -130 дБм.

 

22. Выигрыш в отношениях S/N и I/N при детектировании

Так как в приемнике РРЛ не предусмотрено никаких специальных средств или приемов по выделению сигналов при детектировании, то отношения S/N и I/N останутся такие же, как и на входе детектора.

 

23. Отношение S/N и I/N на выходе детектора

Определяется из таблицы 7

Таблица 7

Параметр	Сигнал	Помеха
+дБ	-дБ	+дБ	-дБ
18. Мощность на входе приемника	-98,94	-125,15
19. Поправка на несовпадение рабочих частот
20. Поправка на ширину полосы частот
21. Чувствительность приемника		-130		-130
22. Выигрыш в отношениях S/N и I/N при детектировании
23. Отношение S/N и I/N на выходе детектора	31,06	4,85
24. Отношение S/(N+I)	26,21

 

Отношение S/(N+I) = S/N - I/N = 31,06 – 4,85= 26,21 дБ

 

Вывод: Так как условие S/(N+I) > 10 дБ соблюдается, не требуется принятия дополнительных мер по обеспечению электромагнитной совместимости радиорелейной линии и радиолокационной станции.