Дипломная работа: Расчет спутниковой линии связи Алматы -Лондон

пространстве;

f - средняя частота диапазона, МГц;

Rо - длина пролета в км.

Пролет «Атакент»-«Рахат-Палас»

L0= 20 * (lg 18000 + lg 2,3) + 32,45 = 1 44,8 дБ,

Ft = 110 + 38 + 38 - 144,8 - 3 = 35 дБ.

Пролет «Рахат-Палас»-«ТехаКа-банк»

L0 = 20 * (lg 18000 + lg 5,8) + 32,45 = 152 дБ,

Ft = 110 + 38 + 38 - 152 - 3 = 31 дБ.

7.3 Расчет времени ухудшения связи из-за дождя

Казахстан относится к зоне Е, для которой интенсивность осадков

 (превышаемая в 0,01% времени) и R0,01 = 22 мм/час[9].

Коэффициенты а и к для горизонтальной и вертикальной поляризации на частоте 18 ГГц, равны:

ан =1,132,                         ау =1,1028,

ки = 0,0597,                      кү = 0,05486.

Опорное расстояние определяется по следующей формуле:

d 0= 35*ехр(-0,015*R001) = 35*ехр(-0,015*22) = 25,16 км.

Коэффициент уменьшения определяется по следующей формуле

r = 1/1 + (R0 / d0) определим для пролетов «Рахат – Палас»

Пролет «Атакент» - «Рахат – Палас»

r = 1/ 1 + (2,3/25,16) = 0,91.

Пролет «Рахат Палас»-«ТехаКа-банк»

r=1/ 1 + (5,8/25,16)= 0,81.

Удельное затухание в дожде для горизонтальной и вертикальной поляризаций:

үh = кн *ан *R001 = 0,0597*1,132*22 = 1,48дБ/км,

үv = кv*аv* R001 = 0,05486 * 1,1028*22 = 1,33 дБ/км.

Эффективная длина трассы определяется по формуле:

dэ= r*R0для пролетов:

Пролет «Атакент»-«Рахат Палас»

dЭ =0,91* 2,3=2,09км.

Пролет «Рахат Палас»-«ТехаКа-банк»

dЭ = 0,81*5,8 = 4,7 км.

Оценка затухания на трассе, которое превышается для 0,01% времени определяется выражением:

А0,01=ү* dЭ для пролетов:

Пролет «Атакент»-«Рахат Палас»

А0,01 = 1,48* 2,09 = 3,1 дБ.

Пролет «Рахат Палас»-«ТехаКа-банк»

А0,01 = 1,33* 4,7 = 6,25 дБ.

Затухание, которое превышается для другого процента времени Т может

быть определено из уравнения:

Ат/А0,01 = 0,12*Т –(0,546 + 0,043*lg T)

Подставляя сюда Аr = F1 получим время в течении которого дождь вызовет затухание, больше запаса на замирание.

T = 10 11,628*(-0.546+√ 0,29812 + 0,172*lg(0.12* (А0,01/F1)) (%).

Причем, если величина А0,01/F1 < 0,154023, то для получения действительного значения необходимо принять А0,01/F1= 0,155 .

Для отдельных пролетов:

Пролет «Атакент»-«Рахат Палас»

А0,01/F1 = 3,1/35 = 0,088 < 0,154023 = 0,155

Т = 10 11,628*(-0,546+√ 0,29812 + 0,172*lg(0,12*0,155)) = 8*10 –7 %

Пролет «Рахат Палас»-«ТехаКа-банк»

А0,01/F1 = 6,25/35 = 0,2,

Т = 10 11,628*(-0,546+√ 0,29812 + 0,172*lg(0,12*0,2)) = 1,9*10 –7 %

7.4 Расчет времени ухудшения связи, вызванного субрефракцией волн

В связи с тем, что протяженность пролетов очень мала, а размеры препятствий не значительны, а также то, что антенны расположены в зоне устойчивой видимости с большим относительным просветом, в то же время ухудшения связи, вызванное субрефракцией радиоволн можно не рассчитывать. Условно примем его равным 10 -5

Проверка норм на неготовность:

Норма на неготовность вычисляется по формуле:

URдоп = 0,3*L/2500.

Для отдельных пролетов:

Пролет «Атакент»-«Рахат Палас»

URдоп = 0,3*2,3/2500 = 0,000276 %

Пролет «Рахат Палас»-«ТехаКа-банк»

URдоп = 0,3*5,8/2500 = 0,000696 %

Время ухудшения связи, вызванное дождем и субрефракцией радиоволн на пролетах:

Пролет «Атакент»-«Рахат Палас»

Т% = 8*10-7 + 10 -5= 10 -5%.

Пролет «Рахат Палас»-«ТехаКа-банк»

Т% = 1,9*10 –7 + 10 –5= 10 –5%.

При сравнении полученных значений с нормами, видно, что эти начения меньше норм, т.е. нормы выполняются.

7.5 Расчет времени ухудшения связи из-за многолучевого распространения.

Общая длительность нарушения связи, вызванная многолучевым замиранием, равна сумме нарушений вызванных медленными и селективными замираниями [7]:

Р = Pflat + Рsel

Длительные нарушения связи, вызванные медленными замираниями, определяются по формуле [7].

Pflat =К*Q* Fb *dc *(W/Wb )=К* Q * Fb *dc *10 a/10, %

где А - глубина замирания, дБ, которая принимается равной запасу на замирание Ғt;

Wо - мощность принимаемого сигнала в отсутствии замирания;

d - длинна трассы, км;

f - частота несущей, ГГц;

В и С- коэффициенты, учитывающие региональные эффекты;

К- коэффициент, учитывающий влияние климата и рельефа местности;

Q - коэффициент, учитывающий другие параметры трассы, отличные от d и f.

Для наземной радиолинии, на которой наименьшая высота подвеса антенн приемника и передатчика составляет не менее 700 м над уровнем моря коэффициент К вычисляется по следующей формуле,

К = Р1,5l *10 –(6,5 – Сlat +Clon)

где РL = 5% - процент времени с вертикальным градиентом рефракции,из четырех месяцев берут худший. Коэффициенты Clat = 0 и Clon = 0 для данной местности.

Коэффициент Q вычисляется по формуле,

Q = (1+│ ε p │)-1,4,

Где │ ε p │угол наклона радиолуча

│ ε p │= │h1 – h2│/ d,

где h1, h2, высота подвеса антенн над уровнем моря, м;

d - длина трассы, км.

Рассчитаем длительность ухудшения связи из-за медленных замираний на каждом пролете: Пролет «Атакент»-«Рахат Палас»

К = 0,05 1,5*10 –6,5 = 3,5*10 –9,

│ ε p │=│900-872│/2,3 =12 мрад,

Q = (1+│12│) –1,4 = 0,027,

В = 0,89, С = 3,6,

Рflat = 3,5 *10 -9* 0,027 *І8 0,89*2,33'6* 10 35/10 = 7,8*10 -12%.

Пролет «Рахат Палас»-«ТехаКа-банк»

К = 0,05 1,5*10 –6,5 = 3,5*10 -9,

│ ε p │=│872 - 1100│/5,8 =39 мрад,

Q = (1+│39│) –1,4 = 0,0056,

В = 0,89, С = 3,6,

Рflat =3,5 *10 -9* 0,0056* 180,89*5,81,6*1031/10 = 181*10 –6 %

Определим норму на допустимое время ухудшения связи по пролетно: Пролет «Атакент»-«Рахат Палас»

SES = 0,054* L/2500 = 0,054*2,3/2500 = 49*10 -6%

Пролет «Рахат Палас»-«ТехаКа-банк»

SES = 0,054* L/2500 = 0,054*5,8/2500 = 125*10 –6%

При сравнении полученных значений с нормами, видно, что эти значения меньше норм, т.е. нормы выполняются.

Исходные данные для расчета:

Мощность передатчика 1 Вт

Минимальный порог уровня на входе приемника -77 дБм

Частота приема 2314 МГц

Частота передачи 2384 МГц

Затухание в фильтрах и антенных разделителях 7дБ

В качестве антенны ЦС используется четвертьволновой штырь

Диаграмма направленности 360 градусов

Коэффициент усиления антенны ЦС 8 дБ

В качестве антенны АС используется полупорабола

Диаграмма направленности 6,1 градус

Коэффициент усиления антенны АС 28,3 дБ

Высота на которой расположена антенна ЦС составляет 48 м

При этом длина соединительного фидера 12 м

В качестве фидера используется кабель АNDREW LDFS - 50А НЕLIАХ

Высота приемной антенны 10 м

Погонное затухание данного кабеля на частоте 2300 МГц равно 7,05 дБ на 100 м.

Напряженность поля при которой обеспечивается достаточное качество

приема равна 45 дБ

Определим зону обслуживания [10], для этого определим неровность местности по четырем направлениям относительно антенны ЦС: северное, южное, восточное, западное. При этом оставим неизменными все значения:

а) определим затухание в фидере ЦС по формуле [10]:

Вф=а*1Ф,                                                (40)

где a - погонное затухание фидера, равное 7,05 дБ на 100 м;

1ф- длинна фидера, равна 12 м. подставим эти значения в формулу (40),

ВФЦС =7,05*0,12 = 0,8 дБ.

б) рассчитаем ВР.Н. -поправку, которая учитывает отличие номинальной мощности передатчика от мощности 1 кВт, по формуле:

В р. н.= 10 *lg (1000/Рн),  (41)

тогда В р. н.= 10*lg(1000/1) = 30 дБ

в) рассчитаем Вһ2-поправку, учитывающую высоту приемной антенны отличную от 10 м, по формуле:

Вһ2 =10*lg(10/h2)

тогда Вһ2 = 10*lg (10/10) = 0 дБ                                                  (42)

г) Определяем Врел - поправку, учитывающую рельеф местности следующим образом. График для определения рельефа местности, приведен на рисунке 12 (а). Чтобы определить колебание уровня местности ΔҺ, рисуют рельеф местности и определяют колебание ΔҺ. Когда ΔҺотличается от 50 м в ту или иную сторону, следует вносить поправки, определяемые по графикам рисунка 12 (6) и рисунка 13 (в). Причем коэффициент Врел определим интерполируя между графиками рисунка 12 (6) и рисунка 13 (в) для г<100 км.

Рисунок 12.-График для определения поправки учитывающей рельеф местности

Северное направление:

ΔҺ1= 20 м - преобладают 4-5 этажные постройки на расстоянии до 8 км все постройки и деревья на более дальнем расстоянии не превышают 14 м.

ΔҺ2= 14 м

Следовательно поправка учитывающая рельеф местности равна:

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