Большая Энциклопедия Рефератов - Радиорелейная и радиотропосферная связь - бесплатно рефераты, скачать рефераты, рефераты на тему

Радиорелейная и радиотропосферная связь

ДНЕПРОПЕТРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Реферат

На тему:

«Положение и перспективы развития радиорелейной и тропосферной связи»

Написал: студент XXXXXX

Проверил: преподаватель: XXXXXX

Днепропетровск

2002
Содержание.

| |Стр. |
| | |
|Введение в раздел |3 |
|1. Радиорелейная связь. Основные понятия. |4 |
|1.1. Некоторые виды используемых станций и их параметры |6 |
|1.2. Надежность работы радиорелейных станций |11 |
|1.3. Использование луны в качестве пассивного ретранслятора |14 |
| | |
|Введение в раздел |20 |
|2. Тропосферная связь. Основные понятия |21 |
|2.1. Некоторые виды используемых станций и их параметры |23 |
|2.2. Сверхдальние тропосферные линии передачи |25 |
|2.3. Повышение частотно-энергетической эффективности тропосферных | |
|систем связи |30 |
| | |
|Заключение |39 |
| | |
|Список использованной литературы |40 |

Введение в раздел

Развитие современной техники привело к необходимости быстрого и точного решения задач управления и координации с учетом событий, происходящих на больших расстояниях от центров управления. При этом резко возросла роль связи не только в схеме «человек-человек», но и для передачи данных в схеме, соединяющей между собой две электронных машины.

Характер в этом случае обуславливает особые требования к тракту: во- первых, - повышение пропускной способности систем связи, и, во-вторых, - увеличение требований к надежности и качеству передачи.

Особенность использования радиорелейной и тропосферной связи является применение УКВ диапазона, в котором они работают.

Первое преимущество состоит в том, что в диапазоне УКВ имеется возможность применения антенн с большой направленностью при малых габаритах их. Это уменьшает взаимные помехи между станциями и дает возможность использовать передатчики малой мощность.

Второе преимущество – в том, что в диапазоне УКВ может быть передан широкий спектр частот. Это дает возможность передавать на одной несущей частоте сигналы большого числа каналов. Современные линии строятся с расчетом на передачу от одного-двух до тысячи т более телефонных сообщений.

Третьим преимуществом диапазона УКВ является то обстоятельство, что в этом диапазоне весьма мало влияние различного рода помех. На более высокочастотной части диапазона линии меньше подвержены помехам, т.к. с одной стороны, вероятность появления помех в этом диапазоне меньше, а с другой стороны направленность антенн выше а, следовательно, меньше вероятность проникновения помехи в приемник. На более низких частотах в области метровых волн вероятность появления помех от системы зажигания двигателей внутреннего сгорания или индустриальных и атмосферных помех велика, а направленность антенн низка. Поэтому качество каналов таких линий обычно ниже.

1. Радиорелейная связь. Основные понятия.

Под радиорелейной связью понимают радиосвязь, основанную на ретрансляции радиосигналов дециметровых и более коротких волн станциями, расположенными на поверхности Земли. Совокупность технических средств и среды распространения радиоволн для обеспечения радиорелейной связи образует радиорелейную линию связи.

Земной называют радиоволну, распространяющуюся вблизи земной поверхности. Земные радиоволны короче 100 см хорошо распространяются только в пределах прямой видимости. Поэтому радиорелейную линию связи на большие расстояния строят в виде цепочки приемно-передающих радиорелейных станций
(РРС), в которой соседние РРС размещают на расстоянии, обеспечивающем радиосвязь прямой видимости, и называют ее радиорелейной линией прямой видимости (РРЛ).

[pic]

Рисунок 1.1 – К пояснению принципа построения РРЛ

Классификация радиорелейных линий связи.

. В зависимости от первичной сети ЕАСС различают: o Магистральные РРЛ o Внутризоновые РРЛ o Местные РРЛ.

. В зависимости от способа формирования ГС различают аналоговые и цифровые РРЛ. Аналоговые РРЛ в зависимости от способа объединения

(разделения) электрических сигналов и метода модуляции несущей различают: o РРЛ с ЧРК o ЧМРРЛ с ФИМ-АМ

. В зависимости от числа N организуемых каналов ТЧ: o Малоканальные — N Ј 24 o Со средней пропускной способностью — N = 60 ... 300 o С большой пропускной способностью—N = 600 ... 1920.

. Цифровые РРЛ классифицируют по способу модуляции несущей: o ИКМ-ЧМ o ИКМ-ФМ o и другие

. В зависимости от скорости передачи двоичных символов В: o с малой пропускной способностью — В100 Мбит/с

1.1. Некоторые виды используемых станций и их параметры

Радиорелейная станция Р-415

РРС Р-415 предназначена для создания временных быстроразвертываемых малоканальных радиорелейных линий связи. Радиостанция допускает встречную работу в радиолинии с радиорелейной станцией типа Р—405М. По условиям эксплуатации станция может быть установлена в автомобилях, самолетах, вертолетах. РРС изготавливается в шести вариантах, отличающихся количеством и типом приемопередатчиков (Н, В, НВ) и напряжением питания (27 В, 220 В 50
Гц/27 В).
| |

Рисунок 1.1.1 – Внешний вид станции Р-415
Р-415 обеспечивает следующие режимы работы:

. режим внутреннего уплотнения, при котором обеспечивается одновременная работа по двум телефонным и двум телеграфным каналам;

. режим внешнего уплотнения аппаратурой типа “Азур” по трем оперативным и одному служебному телефонным каналам;

. режим внешнего уплотнения аппаратурой передачи данных со скоростью

12—4 8 кБит/с;

. режим дистанционного управления КВ или УКВ радиостанциями;

. симплексный режим, при котором обеспечивается работа по одному из телефонных каналов с повышенной девиацией частоты;

. режим автоматизированного контроля, обеспечивающий определение неисправного блока.

Технические данные

| |Диапазон 1(“Н") |Диапазон 2(“В”) |
|Диапазон частот, МГц |80-120 |390-430 |
|Количество рабочих |800 |200 |
|частот | | |
|Дискретность сетки |50 |200 |
|частот, кГц | | |
|Минимальный дуплексный |8,05 |15,00 |
|разнос, МГц | | |
|Мощность передатчиков, Вт: |
|номинальная |10 |6 |
|пониженная |0,5-2,5 |0,3-1,3 |
| Чувствительность приемников при отношении сигнал/шум 35 дБ, мкВ: |
|в первом канале ТЧ |2,2 |5,0 |
|во втором канале ТЧ |5,5 |5,0 |
|Коэффициент усиления |7 |11 |
|антенн, дБ | | |
| Дальность связи: |
|при работе на направленные антенны при |не менее 30 |
|высоте подвеса 16 м, км | |
|при работе на ненаправленные антенны в |10 |
|движении, км | |
| Электропитание станции Р—415 осуществляется. В: |
|постоянным током |+27 |
|переменным однофазным током 50 Гц |220 |
|переменным трехфазным током 50 Гц |380 |
| Максимальная мощность, потребляемая станцией, ВА: |
|от сети переменного тока |240 |
|от сети постоянного тока |180 |
| Масса аппаратуры, кг: |
|однодиапозонной |78 |
|двух диапазонной |106 |
|Рабочий диапазон температур, °С |(-30.....+50) |
|Относительная влажность при +40 °С,%: |98 |
|Пониженное атмосферное давление, гПа |613 |

Pадиорелейная станция Р-419С

РСР—419 С предназначена для организации самостоятельных радиорелейных и кабельных линий связи, а также для ответвления каналов от многоканальных радиорелейных, тропосферных и проводных линий связи на стационарных объектах связи. Станция имеет семь вариантов исполнения, отличающихся комплектацией (количество приемопередатчиков, наличие блока сопряжения, типы антенных устройств),

Рисунок 1.1.2 – Внешний вид станции Р-419С

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

Радиорелейная станция Р-419А

[pic]

Рисунок 1.1.3 – Внешний вид станции Р-419А

PPC P-419 А предназначена для создания временных быстроразвертываемых малоканальных радиорелейных линий связи, PPC смонтирована на автошасси ЗИЛ-
131 в кузове K2-13L
Станция имеет три варианта исполнения, отличающихся используемой транспортной базой:

. Р-419 А - используется новая транспортная база;

. Р-419 АР - используется транспортная база из морально устаревших изделий;

. Р-419 БР - вариант станции без транспортной базы.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

1.2. Надежность работы радиорелейных станций

а) Основные положения

Радиорелейная линия связи содержит цепочку станций, каждая из которых представляет собой сложный комплекс аппаратуры, содержащей большое число элементов: электровакуумных приборов, различных деталей и устройств. Каждый из перечисленных элементов может выходить из строя, т. е. является элементом ненадежным, что влечет за собой выход из строя радиорелейной линии в целом или ухудшение качества ее работы. Поскольку таких ненадежных элементов в линии очень большое число, то и вероятность выхода ее из строя, в том случае, если не приняты соответствующие меры, получается большой.

Насколько велика вероятность выхода из строя радиорелейной линии с достаточно большим числом ретрансляций, видно из следующего примера. Можно считать, что сложность (по количеству элементов) современной коротковолновой радиостанции и радиорелейной станции примерно одинакова.
Если имеется линия связи протяженностью в 1 000 км, то ее работа в случае использования коротковолновых станций обеспечивается 2 станциями, а в случае использования радиорелейных станций—21 станцией при длине интервала
50 км. Следовательно, количество аппаратуры в последнем случае возрастает примерно в 20 раз, а вероятность выхода из строя возрастает еще значительнее.

Для увеличения надежности радиорелейной линии необходимо повышать надежность элементов, входящих в нее. Однако на современном уровне техники повысить надежность элементов радиорелейных линии до достаточной величины не всегда удается. Поэтому прибегают к резервированию аппаратуры станций.

В простейшем случае резервирование может осуществляться ручной сменой поврежденного узла, блока или элемента на исправный резервный. Однако такое резервирование сопряжено со значительным перерывом связи, достигающим 3—5 мин и более. Для сокращения этих перерывов применяют автоматическое резервирование. Кроме того, вследствие сокращения обслуживающего персонала и из экономических соображений некоторые станции радиорелейных линий могут быть необслуживаемыми. На таких станциях введение резерва, очевидно, может производиться только автоматически.

Та или иная степень ненадежности радиорелейной линии в конечном счете для абонентов, обслуживаемых ею, будет характеризоваться средним временем перерывов и числом перерывов связи за определенный отрезок времени (сутки, месяц, год). Эти характеристики линии зависят не только от надежности аппаратуры, о которой говорилось выше, но и от условий распространения радиоволн на интервалах радиорелейной линии, а также от квалификации обслуживающего персонала и организации технической эксплуатации и управления линией.

Опыт эксплуатации радиорелейных линий показывает, что упомянутые выше характеристики зависят в основном от надежности аппаратуры.

б) Некоторые понятия теории надежности

Надежность есть свойство устройства или системы (элемента), обусловленное главным образом ее безотказностью и ремонтопригодностью и обеспечивающее выполнение задания в установленном для системы объеме.

ВЕРОяТНОСТЬ БЕЗОТКАЗНОЙ РАБОТЫ ОБОЗНАчАЕТСя чЕРЕЗ P(T) И ОБЛАДАЕТ
СЛЕДУЮЩИМИ ОчЕВИДНЫМ СВОЙСТВОМ:

0 ( P(T) ( 1

ЯСНО, чТО:

Р(0) = 1, Р(() = 0

ТИПИчНОЕ ИЗМЕНЕНИЕ ВЕРОяТНОСТИ БЕЗОТКАЗНОЙ РАБОТЫ ПРЕДСТАВЛЕНО НА
РИСУНКЕ 1.2.1.

[pic]

РИСУНОК 1.2.1 – ГРАФИК ИЗМЕНЕНИЕ ВЕРОяТНОСТИ БЕЗОТКАЗНОЙ РАБОТЫ В

ТЕчЕНИИ ВРЕМЕНИ

ВИДНО, чТО С ТЕчЕНИЕМ ВРЕМЕНИ ОНА УМЕНЬШАЕТСя. ДЛя БОЛЬШИНСТВА
ЭЛЕМЕНТОВ И, В чАСТНОСТИ, ДЛя ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫХ ПРИБОРОВ В БОЛЬШИНСТВЕ
СЛУчАЕВ ПОЛАГАЮТ, чТО P(T) ИЗМЕНяЕТСя ПО ЭКСПОНЕНЦИАЛЬНОМУ ЗАКОНУ.

НАДЕЖНОСТЬ МОЖНО ОЦЕНИВАТЬ ПО ВЕРОяТНОСТИ ОТКАЗА. ТАК КАК ОТКАЗ И
БЕЗОТКАЗНАя РАБОТА – СОБЫТИя ПРОТИВОПОЛОЖНЫЕ, ТО

Q(T) = 1 – P(T),

ГДЕ Q(T) – ВЕРОяТНОСТЬ ОТКАЗА.

ИНТЕНСИВНОСТЬ ОТКАЗОВ – ОТНОШЕНИЕ чАСТОТЫ ОТКАЗОВ К ВЕРОяТНОСТИ
БЕЗОТКАЗНОЙ РАБОТЫ НЕ ВОССТАНАВЛИВАЕМОЙ ПРИ РАБОТЕ СИСТЕМЫ (ЭЛЕМЕНТА).
ОПРЕДЕЛяЕТСя ПО ФОРМУЛЕ:

[pic]

ТИПИчНАя КРИВАя ИНТЕНСИВНОСТИ ОТКАЗОВ ДЛя УСТРОЙСТВ, СОДЕРЖАЩИХ БОЛЬШОЕ чИСЛО ПРИБОРОВ ПРИВЕДЕНА НА РИСУНКЕ 1.2.2.

[pic]

РИСУНОК 1.2.2 – ТИПИчНАя КРИВАя ИЗМЕНЕНИя ИНТЕНСИВНОСТИ ОТКАЗОВ

АППАРАТУРЫ ВО ВРЕМЕНИ

ВИДНО, чТО НА УчАСТКЕ 0 – T1 ИНТЕНСИВНОСТЬ ОТКАЗОВ РЕЗКО УМЕНЬШАЕТСя, чТО ОБЪяСНяЕТСя ВЫХОДОМ ИЗ СТРОя ЭЛЕМЕНТОВ, ИМЕЮЩИХ ВНУТРЕННИЕ ДЕФЕКТЫ.
ЕСЛИ ЭЛЕМЕНТЫ ПРОХОДИТ ПРЕДВАРИТЕЛЬНУЮ ТРЕНИРОВКУ, ТО ЭТОТ УчАСТОК
ОТСУТСТВУЕТ.

НА УчАСТКЕ T1 – T2 ИНТЕНСИВНОСТЬ ОТКАЗОВ ПРИМЕРНО ОДИНАКОВА. РОСТ ЕЕ НА
УчАСТКЕ T ( T2 ОБЪяСНяЕТСя ИЗНОСОМ ЭЛЕМЕНТОВ.

1.3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛУНЫ В КАчЕСТВЕ ПАССИВНОГО РЕТРАНСЛяТОРА

А) ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИя

Стремление получить большие дальности связи при минимальном количестве ретрансляций заставило обратиться к такому «пассивному ретранслятору», как
Луна.

[pic]

Рисунок 1.3.1. Схематическое представление линии связи, использующей

Луну в качестве пассивного ретранслятора.

Возможность использования Луны для этой цели стала ясной, когда вначале теоретически в 1943 г. Л. И. Мендельштамом и Н. Д. Папелекси, а затем в 1946 г. экспериментально венграми и американцами была доказана возможность отражения электромагнитной энергии от поверхности Луны. В 1948 г.были проведены первые опыты по радиосвязи с использованием Луны в качестве пассивного ретранслятора.

Линия связи с использованием Луны схематически представлена на рис.
1.3.1. При падении электромагнитной энергии, излучаемой антенной пункта А на поверхность Луны, последняя становится источником вторичного излучения, которое принимается антенной, расположенной во втоpoм пункте связи Б.

Характерной чертой такой ретрансляционной линии является большое расстояние R от пунктов связки А и Б до пассивного ретранслятора - Луны, по сравнению с дальностью связи r. Так, среднее расстояние Земля— Луна, измеренное астрономическими способами, составляет 3844*105 км (Луна движется вокруг Земли приблизительно по эллиптической орбите, и расстояние
R изменяется от 3,54*105 до 4,06*105 км). Максимальная же дальность связи r может составлять не более 10 000 км.

б) Энергетические соотношения

По существу в линии связи Земля—Луна—Земля Луна является пассивным ретранслятором второго типа. Особенность такой линии в том, что здесь
R1(R2=R , в энергетическом отношении для пассивной ретрансляции это наихудший случай. Кроме того, следует учитывать отражающие свойства Луны.

Поскольку в данном случае распространение происходит в свободном пространстве (V1==V2==l), потери в тракте распространения такой линии связи с учетом усиления приемной и передающей антенн будут:

[pic] (1.3.1)

В эту формулу входит эффективная поверхность Луны QЭ Л которую необходимо определить.

[pic]

Рисунок 1.3.2. К определению мнимого фокуса отражающей поверхности

Луны.

Сферическая поверхность Луны сильно изрезана и, по мнению советские ученых, состоит из пород, близких к горным туфам и вулканическим шлакам.
Однако для радиоволн, длина которых значительно больше этих неоднородностей, можно считать, что лунная поверхность представляет собой идеальный отражатель. Эффективную поверхность такого отражателя можно найти следующим образом.

Для «центральных лучей», падающих под очень малым углом da к радиусу
(рис. 1.3.2), можно найти так называемый мнимый фокус F, из которого как бы исходят отраженные лучи. Так как для отраженных лучей угол к направлению падения равен 2dа, то мнимый радиус лежит на расстоянии от центра, равном половине радиуса.

Плотность потока мощности «центральных лучей» Р2 отраженных от Луны на расстоянии R от фокуса, будет меньше плотности потока мощности на поверхности Луны во столько раз, во сколько R2 больше квадрата фокусного расстояния [pic], т.е.

[pic]

Подставив это в выражение для эффективной поверхности отражателя, получим

[pic]

тогда выражение (1.3.1) примет вид

[pic] (1.3.2) где аЛ = 1б738*103 км – радиус Луны.

Страницы: 1, 2, 3

В соцсетях