Дипломная работа: Расчет спутниковой линии связи Алматы -Лондон

Ок.м.( η) - усиление передающей антенны мешающего спутника в направлении ЗС, подверженной помехам;

Оз.с.( θt) - усиление приемной антенны ЗС, подверженной помехам, в направлении на мешающий спутник;

Оз.м.( θt) - усиление передающей антенны мешающей ЗС в направлении на спутник, подверженный помехам;

Ок.с(δ) - усиление приемной антенны спутника, подверженного помехам в направлении на мешающую ЗС; К - постоянная Больцмана (1,38*10-23 Вт/Гц*К);

Lu; Ld - потери на передачу в свободном пространстве на линии Земля — спутник и спутник - Земля соответственно; Өі - топоцентрический угловой разнос между спутниками. Потери (дБ) на передачу в свободном пространстве

L = 20*(Lgf+Lgd)+ 32,45 ,                                                     (33)

где f— частота, МГц;

d - расстояние (км) между земной станцией и геостационарным спутником;

а = 42644* √1 - 0,2954соsψ,                                             (34)

где соsψ = соsξ *соsβ;

ξ- широта земной станции;

β - разность по долготе между спутником и ЗС.

Соsψ=cos 43,2°*соs3° = 0,7289*0,9986 = 0,73,

dA=42644* √1-0,2954*0,73 = 42644*0,885 = 37767 км,

cosψ = соs43,2°*соs13° = 0,7289*0,9743 = 0,71,

dв = 42644* -71-0,2954*0,71 = 42644*0,889 = 37909 км.

Lu - потери на передачу в свободном пространстве на линии Земля -спутник;

Ld - потери на передачу в свободном пространстве на линии спутник-Земля.

Lu = 20*(Lg 6268+Lg 37909)+32,45 = 199,9 дБ, Ld = 20*(Lg 3794+Lg 37767)+32,45 - 195,6 дБ.

Рисунок 9.- Пояснение к расчету ЭМС

Топоцентрический угловой разнос между двумя геостационарными спутниками

θt = аrc соs((dа2+dв2-(84322*sin(θg/2))2)/2*dа*dв),              (35)

где θg - геоцентрический угловой разнос между спутниками;

θg —16 градусов.

θt = аrc соs((377672+379092-(84322*0,139)2)/2* 37767 * 37909) = 5°

.

Коэффициенты усиления антенн земной станции в направлении на другой спутник, определяется в зависимости от отношения В/Х и топоцентрического угла между спутниками и земными станциями.

Станция А:

λ= с/f = 3*108/6383*106 = 0,047 м,

D/λ= 93,7/0,047 = 197,87>10°

Формула для расчета Gзс (Ө) выбирается для случая D/ λ > 100,

Өr = 15,85*(197,87)-0,5 =1,1°,

Тогда

GЗС(Ө) = 32-25*lg Ө при Ө≤Ө≤48°,

GЗС(Ө) = 32-25* lg 5 =14,5 дБ.

Станция В:

λ=c/f=3*108/3794*106= 0,079 м,

D/λ=4,5/0,079=56,9<100

Формула для расчета GЗС(Ө)= выбирается для случая D/λ<100,

λ/D = 0,017,

GЗМ(Ө)= 52-10*lg(D/λ)-25*lgӨ при 100*λ/D≤ Ө < 48 т.е.1,7 ≤ 5 < 48,

GЗМ (Ө) =52 -10 * lg 57 - 25 * lg 5 = 16,5 дБ.

Так как известны сведения об используемой в системах поляризации, то учтем поляризационную развязку Ү.

Δ Тл = Δ Тл/Yd+γ* Δ Ткс/Yu

В связи с тем, что в системах используются системы с круговой поляризацией с разными направлениями вращения, тоҮ=4. Подставим найденные значения в выражения (32) и(33)

Т кс = Рзм + Gзм (Ө) + Gкс (δ) + 228,6 - Іи = -40,4+ 1 6,5+1 8+228,6- 1 99,9=22 дБК,

Следовательно Δ Ткс =186 К.

Δ Тзс=Р км+Gкм(η)+Gзс(Өi)+228,6-Ld =-51,4+17+14+228,6-195,6 = 12,6 дБК,

Следовательно Δ Тзс =18,2 К.

Δ Тл = Δ Тл/Yd+γ* Δ Ткс/Yu= 18,2/4 + 0,032 * 186/ 4= 4,5 + 1,4 = 5,9 К.

Отсюда Δ Т/T * 100% =5,9/150*100 = 3,99% .

Полученное значение 3,99 % не превышает пороговое 6%, то есть мешающая система В не оказывает существенного влияния на рассматриваемую систему А, следовательно координация не нужна.

Расчет РРЛ сводится к тому, что нужно определить качественные показатели двух пролетов, протяженность которых меньше средней дальности, на которую рассчитано оборудование РРЛ /8/.

Радиорелейная трасса состоит из двух пролетов: «Атакент»-«Рахат Палас» и «Рахат Палас»-«ТехаКа-банк» их протяженность 2,3 км и 5,8 км соответственно.

Данные пролеты находятся на территории города Алматы. Производитель оборудования Місrowave radio corporation Модель: Сalifornia Microwave-MNS

Диапазон частот 17,7-19,7 ГГц в соответствии с рекомендацией G.703.823,

7.1.Построение профилей пролетов и определение минимального просвета

Пролет «Атакент»-«Рахат-Палас»

Определим условный нулевой уровень по следующей формуле [8]:

y=﴾R20/2*a)*k(1-k) , (36)

Где а - радиус кривизны Земли 6370 км;

Rо - протяженность пролета;

к = Ri / R0- относительная координата точки, определения радиуса кривизны Земли.

К = Ri / Ro =1 / 2,3 = 0,43

Y1 = (R2 0 /2*a) K(1-k) = (2,32 / 26370)*0,43 (1-0,43) = 1*10 –4км = 0,1 м,

 К = Ri / Ro =2 / 2,3 = 0,87

Y2 = (R2 0 / 2*a ) K (1-k) = (2,32 / 26370)*0,87 (1-0,87) = 5*10 –5км = 0,05 м,

Профиль данного пролета приведен на рисунке 10.

Рисунок 10. - Профиль пролета РРЛ «Атакент»-«Рахат-Палас»

Определим радиус минимальной зоны Френеля в любой точке пролета, по следующей формуле:

Н0 = √ 1/3 *R 0 λ* k*(1-k),(37)

λ= c/f = 3*10-8/18*109 =0,016 м,

к = Ri / R0= 2/2,3 = 0,87

Н 0=√ 1/3 *2,3* 0,016 * 0,87 * (1 - 0,87) = 0,037м

Определим приращение просвета за счет рефракции:

        ΔH(g+σ) = - R20/4* (g+σ)*K*(1-K)                                    (38)

где g - среднее значение вертикального градиента, для Алматы равен -11*10-8 1/м;

 σ - стандартное отклонение, для Алматы равно - 11*10 - 8 1/м.

ΔH(g+σ) = - 23002/4*(- 11*10 -8 +11 * 10 - '8) * 0,87* (1 – 0,87 ) = 0 м.

Тогда, просвет без учета рефракции (а именно для этого случая построен профиль пролета).

H (o) = H0 – ΔH (g+σ) = 0,037 - 0 = 0,037 м.

Аналогично производим расчет .

Пролет «Рахат-Палас»-«ТехаКа-банк»

Определим условный нулевой уровень по формуле:

к = Ri / R0= 1/5,8 = 0,17,

y1 = (R20/2*a)*k(1-k) = (5,82/2*6370)*0,17*(1-0,17) = 3*10 –4км = 0,3м.

к = Ri / R0= 2/5,8 = 0,34,

y2 = (R20/2*a)* k(1-k) =(5,82/2*6370)*0,34*(1-0,34) = 6*10 –4км = 0,6м.

к = Ri / R0= 3/5,8 = 0,51,

y3 = (R20/2*a)* k (1-k) = (5,82/2*6370)*0,51*(1-0,51) = 6,6*10 –4 км = 0,66 м.

к = Ri / R0= 4/5,8 = 0,68,

y4 = (R20/2*a)* k (1-k) = (5,82/2*6370)*0,68*(1-0,68) = 5,7*10 –4 км = 0,57 м.

к = Ri / R0= 5/5,8 = 0,86,

y5 = (R20/2*a)* k (1-k) = (5,82/2*6370)*0,86*(1-0,86) = 3,1*10 –4 км = 0,31 м.

Профиль данного пролета приведен на рис. 11.

Рисунок 11. - Профиль пролета РРЛ «Рахат-Палас»-«Техака»

Определим радиус минимальной зоны Френеля в любой точке пролета, по формуле(37) :

K = Ri / R0 = 0,1/5,8 = 0,017

H0 = √ 1/3*5,8*0,016*0,017*(1-0,017) = 0,022 м.

Определим приращение просвета за счет рефракции по формуле (38)

ΔH (g+σ) = -58002/4*(-11*10-8 + 11*10-8)*0,017*(1-0,017) = 0.

Тогда, просвет без учета рефракции (а именно для этого случая построен профиль пролета).

H (0) = H0 - ΔH (g+σ) = 0,022 – 0 = 0,022 м.

Определим запас замирания по следующей формыле

F1 = SG + Gпрд + Gпрм – L0 - 2η,                                                    (39)

где SG - коэффициент усиления системы;

GПРМ, GПРД - усиление передающей и приемной антенны

соответственно ;

2η - КПД антенно-фидерного тракта, примем равным 3 дБ, так как используется компактное расположение наружного блока (ODU);

L0 = 20 * (lg f + lg R0 ) + 32,45 – где затухание радиоволн в свободном

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17