Реферат: Расчет показателей эффективности радиосвязи

Содержание:

1)<span Times New Roman"">

Постановка задачи ________________________________________стр.2

2)<span Times New Roman"">

Исходныеданные__________________________________________стр.3

3)<span Times New Roman"">

Расчет радиосвязиионосферными волнами на закрепленных

частотах__________________________________________________стр.4

4)<span Times New Roman"">

Расчет радиосвязиионосферными волнами на группе частот_____стр.8

5)<span Times New Roman"">

Расчет радиосвязи земнымиволнами на закрепленных частотах_стр.11

6)<span Times New Roman"">

Приложение_____________________________________________стр.14

7)<span Times New Roman"">

Список используемойлитературы___________________________стр.25Постановка задачи

Рассчитать радиосвязи ионосферными волнами на закрепленных частотах.

Рассчитать радиосвязи ионосферными волнами на группе частот.<span Times New Roman""> III.<span Times New Roman"">

Исходные данные:

1)<span Times New Roman"">

Длинна радиотрассы — 500 км

2)<span Times New Roman"">

Время связи — год,соответствующий периоду средней солнечной активности (число Вольфа W=50)

3)<span Times New Roman"">

Сезон – лето (июль)

4)<span Times New Roman"">

Время суток – 14.00-16.00

5)<span Times New Roman"">

Мощность, подводимая кпередающей антенне, РА=1 кВт

6)<span Times New Roman"">

Номиналы выделенных частотсвязи – вблизи ОРЧ для заданных временных интервалов

7)<span Times New Roman"">

Вид сигнала – F1-500

8)<span Times New Roman"">

Допустимая вероятностьошибки в приеме элемента сигнала Рощ доп=2*10-3

9)<span Times New Roman"">

Способ обработки сигналов –одиночный некогерентный прием по огибающей, полоса пропускания при приемесигналов ЧТ ∆F=1,2 кГц

10) Кид=0,85– коэффициент исправного действия

11) Число частот в группе Q=8

12) Число радиолиний N=2

13) τn1=0,5;1,0

14) d1=80 км, d2=20 км

15) τ1=2*10-3, τ2=1,5*10-3

16) ε1=4, ε2=4

I. Расчет радиосвязи ионосфернымиволнами на закрепленных частотах.

1. Определение ОРЧ и расчетэффективных значений напряженности поля сигналов в точке приема

В данном примере полагаем, чтоотражение радиоволн на трассе происходит только от слоя F2, акоординаты конечных пунктов трассы совпадают с координатой точки отражения.

С учетом исходных данных(географической широты точки отражения, времени связи и протяженности трассы)на графике суточного хода МПЧ (см. рис. 1) находим значения ОРЧ. По условиюкурсового проектирования необходимо не менее трех частот, то из графика на рис.1 выбираем три частоты, по принципу по одной с краев и одну из середины. Притаком выборе частот после расчета заданный коэффициент исправного действия невыполняется Кид=0,85. Поэтому исходя, что Fмпчдля слоя F2равна 8 мГц выбираютсячастоты представленные в табл. 1

По графику на рис. 2,соответствующему числу солнечных пятен (W=100) и заданному временигода (июль) с учетом заданного временного интервала связи (14.00-16.00) и географическойшироты точки отражения (59,0°С), определяем значения критических частот слоя Е(индексы поглощения foE). Эти значения также приведены в табл. 1

По найденным значениям индексовпоглощения foE и ОРЧ из графика на рис.3, соответствующего заданной дальностисвязи (d=500км), определяем эффективные значения напряженности поля сигнала Е’c[дБ] от передатчика с эффективной мощностьюизлучения 1 кВт. Далее по формуле (1.1) рассчитываем эффективные значениянапряженности поля сигналов Есот передатчика с заданной мощностью. При этомзначения коэффициента

усиления антенны ВН 13/9 находим из графика на рис. 4

<img src="/cache/referats/8826/image002.gif" v:shapes="_x0000_i1025"> (1.1)

где Рэф изл=0,25РАGε– эффективная мощностьизлучения передатчика, кВт; РА –мощность, подводимая к передающей антенне, кВт; Gε– относительный коэффициент усиления. С учетом формулы 1.1 имеем:

Рэф изл1=0,25*1*2,8=0,7

Рэф изл2=0,25*1*2,9=0,725

Рэф изл3=0,25*1*3,0=0,75

Ес1=34+10lg0,7=30,37

Ес2=39+10lg0,725=37,6

Ес3 =42+10lg0,75=40,75

Примечание: Здесь и в дальнейшеминдексы соответствуют частотам соответственно

Результаты расчетов значенийЕссведены в табл. 1

Таблица 1

Месяц

Время связи

ОРЧ

МГц

f0Е,

МГц

Е’с,

дБ

Gε

Ес, дБ при РА=1 кВт

Июль

14.00-16.00

7,2

7,5

7,8

3,5

2,8

2,9

3,0

32,6

37,6

40,75

2. Расчет средних уровнейсигналов на входе приемника

Расчет средних уровнейсигналов на входе приемника производится по формуле (1.2). Значениякоэффициентов усиления приемной антенны на рабочих частотах связи находим изграфика рис .4; значения активной и реактивной составляющей входного сопротивленияантенны ВН13/9 определяем из графика на рис.5. Входное сопротивление приемника полагаем чисто активными равным 75 0м.

<img src="/cache/referats/8826/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1026"> (1.2)

где λ=300/f–длина волны связи, м; f– частота связи, МГц; Gε– коэффициент усиления приемной антенны на рабочей частоте внаправлении прихода волны; RA, XA– активная и реактивнаясоставляющие входного сопротивления приемника, Ом (реактивная составляющаявходного сопротивления приемника принимается равной нулю). С учетом формулы 1.2имеем:

λ1=300/7,2=41,7

λ2=300/7,5=40

λ3=300/7,8=38,6

Результаты расчета средних уровней сигналов на входе приемникау (дБ) приведены в табл.2

Таблица 2

ОРЧ, МГц

Gε

у, дБ при РА=1 кВт

7,2

7,5

7,8

2,8

2,9

3,0

190

120

-80

-40

50,675

58,2

3. Определениезначений рассеяния уровней сигналов на входе приемника

На основе статистическихданных по характеристикам KBканалов задаемся значениямирассеянии уровней сигналов на входе приемника:

σ у=4дБ длядневного времени связи;

σу=6дБ дляночного времени связи.

4. Определение среднихуровней помех на входе приемника

Ожидаемые средние уровни помех на входе приемника с полосой пропускания∆F=1,2 кГц определяем из табл. П2, с учетомнайденных ОРЧ и заданного времени связи.

Найденныезначения средних уровней помех х приведены втабл.3

5.Определение значений рассеяния уровней помех на входе приемника

На основе статистических данных похарактеристикам KBканалов задаемся значениями рассеяния уровней помехна входе приемника:

σ х=10дБ для дневного времени связи;

σ х =15дБ для ночного времени связи.

6. Расчетзначений среднего превышения уровня сигнала над уровнем помех z[дБ]и значений рассеяния превышения сигнала над помехой σ z[дБ]

Этот расчет производится по формулам

z=y – x; <img src="/cache/referats/8826/image012.gif" v:shapes="_x0000_i1030">

z1=50,675-18=32,675

z2=58,2-18=40,2

z3=61-18=43

σz=10,8

Результаты расчетапредставлены в табл.3

7. Расчеттребуемого превышения уровня сигнала над уровнем помех zдоп

С учетом заданных требований к достоверностипередачи информации, вида сигнала и способа его обработки, а также свойствканала связи значение zдоп рассчитывается по формуле (1.3). Врассматриваемом примере при норме ошибок Рошдоп=2*10-3.

<img src="/cache/referats/8826/image014.gif" v:shapes="_x0000_i1031"> (1.3)

zдоп=27 дБ.

8. Расчет параметра ξ

По найденным значениям z, σxи zдопрассчитываем параметр

<img src="/cache/referats/8826/image016.gif" v:shapes="_x0000_i1032">.Результаты расчета представлены в табл.3

Таблица.3

ОРЧ, МГц

у, дБ

х,дБ

z,дБ

σz, дБ

7,2

50,675

32,675

10,8

1,04

7,5

58,2

40,2

10,8

1,32

7,8

10,8

1,5

9. Расчет вероятности связи с достоверностью не хужезаданной и средних длительностей пригодного и непригодного состоянийрадиоканала

По найденным значениямпараметра искомые значения вероятности связи определяются либо из графика нарис.6, либо из таблицы П4.

Расчет средних длительностейпригодного и непригодного состояний радиоканала производится по формулам(1.4), (1.5). Значением интервала корреляции уровней помех во времени задаемсяс учетом протяженности трассы τx=4м.

<img src="/cache/referats/8826/image018.gif" v:shapes="_x0000_i1033"> (1.4)

<img src="/cache/referats/8826/image020.gif" v:shapes="_x0000_i1034">31,85

<img src="/cache/referats/8826/image022.gif" v:shapes="_x0000_i1035">58,4

<img src="/cache/referats/8826/image026.gif" v:shapes="_x0000_i1037"> (1.5)

Окончательные результатырасчета сведены в табл. 4

Таблица .4

Месяц

Время связи

ОРЧ

МГц

Р(Рош<=Рош доп)

τпр(zдоп), мин

τнпр(zдоп), мин

Июль

14.00-16.00

7,2

7,5

7,8

0,8508

0,9032

0,9332

31,85

58,4

60,34

8,3

6,26

4,32

Вывод: Исходя из данныхполученных в ходе расчета первого пункта можно прийти к такому выводу, чтосвязь на трех выбранных ОРЧ: f=7,2 МГц, f=7,5МГц и f=7,8 МГц удовлетворяет Кид=0,85, т.к. на этих частотах ожидаемоезначение вероятности связи с достоверностью не хуже заданной соответственноравна: F1(ζ)=0,8508,F2(ζ)=0,9032и F3(ζ)=0,9332

II.Расчет радиосвязи ионосферными волнами на группе частот.

При заданных параметрахрадиотрассы значения вероятности связи на закрепленных частотах Р1=Р(Рощ<=Рош доп) и средней длительности пригодного состояниярадиоканала τпр(zдоп), были рассчитаны ранее.

По формуле 1.6 рассчитатьвероятность того, что для данной радиолинии в любой момент времени найдетсяхотя бы одна частота, на которой можно осуществить радио связь с требуемымкачеством, т.е. РQNи

<img src="/cache/referats/8826/image036.gif" v:shapes="_x0000_i1042"> (1.6)

где Р1 – вероятность связи с качеством нехуже требуемого на одной закрепленной частоте.

Значения СQkрассчитываются по формуле:

Среднее время работы наодной частоте τр в общем случае зависит не только от требованийк достоверности передаваемой информации, помехоустойчивости применяемых длясвязи сигналов и от самих условий ведения связи, но и от способа выбора частотсвязи из числа резервных. Наиболее простыми в технической реализации являютсявыбор любой пригодной по уровню помех частоты или частоты с минимальным уровнемпомех. И хотя второй способ более предпочтителен, как в первом, так и во второмслучае:

τр1=16

τр2=29,2

τр3=30,17

Далее по формуле 1.7 находитсяожидаемое значение вероятности связи на группе частот.

<img src="/cache/referats/8826/image050.gif" v:shapes="_x0000_i1049"> (1.7)

Для τn1=0,5мин находим РQN

Для τn2=1,0 мин находим РQN

Окончательные результаты расчета сведены в табл. .5

Таблица .5Месяц Время связи

Р1

τпр

РQNи

τр,

мин

Р8,2(Рош<=2*10-3)

τn1=0,5

τn2=1,0

Июль Июль Июль

14.00-16.00

0,8508

0,9032

0,9332

31,85

58,4

60,34

0,99

29,2

30,17

0,958

0,97

0,974

0,924

0,95

0,96

Вывод: На основании данныхполученных в ходе второго пункта расчета можно сделатьвывод, что на любых выбранных фиксированных частотах (7,2МГц; 7,5МГц;7,8МГц) влюбой момент времени с вероятностью не хуже заданной найдется хотя бы одначастота из группы частот, на которой вероятность связи будет не хуже заданной.

<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">
III. Расчет радиосвязи земнымиволнами на закрепленных частотах.

Используязаданные частоты для расчета радиосвязи земными волнами (7,2; 7,5; 7,8 МГц) приd=d1+d2 =80+20=100км, и взяв вкачестве передающей антенны Шт-10м, как антенну, работающую в заданномдиапазоне частот, получили слишком низкий КИД. Отсюда вывод: работа на заданныхчастотах на расстояние d=100кмсебя не оправдывает.

Взяв вкачестве рабочей частоты f=2МГц, получили приемлемое значение эффективного значения напряженности полясигнала в точке приема E(1)c[дБ] от передатчика сэффективной мощностью 1 кВт. Для работы на частоте f=2МГц лучше всего подходит антенна Т2Х40.

1. Расчет эффективныхзначений напряженности поля сигналов в точке приема.

На основании исходных данныхпо параметрам радиотрассы и частотам связи по графикам на рис. 6 и 7 определяются эффективные значения напряженностиполя сигнала в точке приема Е(1)c [дБ] от передатчика сэффективной мощностью 1 кВт.

Для f1=2 МГц

Е(1)с1(d)=20 дБ

Е(1)с2(d2)=48 дБ

Е(1)с1(d2)=51 дБ

где Е(1)с1(d)[дБ]– эффективное значение единичной напряженности поля сигнала, создаваемогона удалении dот излучателя при условии, что на всем протяжении dпараметрыпочвы соответствуют параметрам i-ого участка трассы.

Е(1)c(d)=20+0,5(48-51)=18,5

Затем производим пересчет единичнойнапряженности поля сигнала в точке приема в напряженность поля, создаваемуюреальным радиопередающим устройством:

Ec[дБ]=Е(1)с[дБ]+10lg(PAG0)

где PA– мощность,подводимая к передающей антенне, кВт; G0– усиление передающей антенны по отношению ккоэффициенту направленности штыря на рабочей частоте. Это коэффициент беретсяиз графика на рис .8.

G0=0,4

Ес=18,5+10lg(1*0,4)=14,5

2. Расчет уровней сигналовна входе приемника.

С учетом параметров приемнойантенны и входного сопротивления

приемника рассчитываетсяуровень сигнала на входе приемника.

где λ=300/f–длинна волны связи, м; f– частота связи вмегагерцах; G0– усиление приемной антенны по отношению ккоэффициенту направленности штыря на рабочей частоте; RA, XA– активная и реактивная составляющие входного сопротивления приемнойантенны на рабочей частоте в омах (обычно входное сопротивление приемника полагаетсячисто активным и равным 75 Ом).

Значения величин G0, RA, XAберутся из рис 9,10. Этизначения представлены в таблице 6.

Таблица 6.

Частота связи,

МГц

0,02

-1300

3. Определение среднихуровней помех на входе приемника.

Далее находим средние уровни помех по табл.П3

х=6 дБ

Определяем среднее превышение уровня сигналанад уровнем помех zна входе приемника:

z=y-x+3

z=16,3-6+3=13,3

Задаемся уровнем рассеяния помех σх=2дБ

4. Расчет требуемогопревышения уровня сигнала над уровнем помех.

Для этого расчета следуетвоспользоваться формулой:

zдоп=10lg(-2ln2Pош доп)

zдоп=10,4

5. Расчет вероятности связис достоверностью не хуже заданной.

Расчет производим по формуле:

ξ=(13,3-10,4)/2=1,45

По таблице П4 находится ожидаемое значениевероятности связи с достоверностью не хуже заданной.

Рассчитанные данные приведены в табл. 7

Таблица 7.

Сезон

Время

суток

Частота

связи, МГц

у, дБ

х, дБ

дБ

σх, дБ

F(ξ)

Лето

14.00-16.00

16,3

13,3

1,45

0,92

Вывод: Можно сделать вывод, что связь земной волной навыбранных

частотах, антеннах будет удовлетворять заданному требованию Кид,

причем уровень сигнала навходе приемника будет не хуже допустимого

1 мкВ. В нашем случае уровень сигнала на входе приемника равен:

Для f=2МГц — 7мкВ

Приложение

Рис.1.

Рис .2.

Рис .3.

Рис .4.

Рис .5.

Таблица П.4

Рис .6.

Рис .7.

Рис .8.

Рис .9.

Рис .10.

Таблица П.3

Таблица П.4

<img src="/cache/referats/8826/image102.gif" v:shapes="_x0000_s1045"><img src="/cache/referats/8826/image088.jpg" v:shapes="_x0000_i1074">Список используемойлитературы:

1.<span Times New Roman"">

“Военные системы радиосвязи”, Ч.I./Под ред. В.В. Игнатова. Л.: ВАС, 1989.

2.<span Times New Roman"">

“Методы расчета показателейэффективности радиосвязи”, Пособие по курсовому и дипломному проектированию, Ленинград1990 год.

3.<span Times New Roman"">

Пособие по развертываниюрадиостанции Р-161-А2М, г. Рязань 1988г.

4.<span Times New Roman"">

“Антенны и распространениерадиоволн”, В.В. Каменев, НВВКУС,1977 г.

5.<span Times New Roman"">

Конспекты лекций подисциплине “Радиоприемные радиопередающие антенно-фидерные устройства”, часть II, Рязань1999 г.

6.<span Times New Roman"">

Номограммы МПЧ, НПЧ за июль W=100