Радиорелейные системы связи

Условия распространения радиоволн метрового, дециметрового и сантиметрового диапазонов. Явление рефракции радиоволн и связанные с ним виды замираний сигнала. Способы борьбы с замираниями. Выбор трассы радиорелейной линии связи и ее обобщенная структура.

Электромагнитная совместимость и методы ее обеспечения

Одним из основных видов современных средств связи являются радио­релейные линии (PPJ1) прямой видимости, которые используют для передачи многоканальных телефонных сообщений, радиовещания, телевидения, теле­графных и фототелеграфных сигналов. Все виды сообщений передаются по PPJ1 на большие расстояния с высоким качеством и большой надежностью.

Особенности распространения KB и УКВ радиоволн мы с вами рассмотрели в разделе 2.3 Поскольку PPJ1 предназначены также для передачи телевизионных сообщений, в диапазоне метровых, дециметровых и сантиметровых волн, то для PPJ1 важным является учет особенностей распространения этих радиоволн во внешней среде. Для волн указанного диапазона наряду с замираниями, вызван­ными их поступлением в приемное устройство по разным по своей длине путям (как для KB и УКВ), существенное значение играет неоднородность тропосфе­ры (нижних слоев атмосферы). Эта неоднородность приводит к тому, что ди­электрическая проницаемость тропосферы меняется с высотой. Это изменение характеризуется вертикальным градиентом диэлектрической проницаемости g и приводит к искривлению траектории радиоволн на пролете PPJT. Такое явление называют рефракцией. Различают положительную (g<0) и отрицательную (g>0) рефракцию. К замираниям сигнала приводит отрицательная рефракция, назы­ваемая субрефракцией.

Степень субрефракции изменяется случайным образом и может ока­заться настолько значительной, что неровности рельефа поверхности земли на пролете PPJ1 приведут к резкому падению мощности сигнала на входе приемни­ка. Этот вид замираний характерен для сухопутных трасс, особенно в летнее время и весной, и может длиться от нескольких десятков минут до нескольких часов.

Другой вид замираний характерен для радиоволн с частотой £>8000 МГц (сантиметровые волны) и связан с рассеянием электромагнитной энергии в каплях довдя, когда длина волны соизмерима с размерами дождевой капли. При выпадении ливневых дождей могут возникать глубокие замирания вплоть до полного прерывания связи.

Для борьбы со всеми видами замираний используют способы: разнесе­ние в пространстве и по частоте (о котором говорилось в разделе 2.3), увеличе­ние мощности передатчика, называемое запасом на замирание.

Выбор трассы PPЛ

Стоимость строительства проектируемой PPЛ, а также ее дальнейшая эксплуатация во многом определяется правильностью выбора трассы. Обычно рассматривают и прорабатывают несколько альтернативных вариантов трассы с учетом природно-географических особенностей местности, наличия строитель­ных ресурсов, близости к населенным пунктам и др. Из нескольких вариантов трассы затем выбирают наиболее экономически выгодный: с наибольшей дли­ной пролета и наибольшим числом РРС вблизи населенных пунктов, наимень­шими высотами опорных антенн, наименьшим числом ретрансляционных стан­ций и т.д. При этом одним из важных условий, которое необходимо соблюдать при выборе трассы PPЛ, является условие "зигзагообразности", т.к. нельзя че­тыре станции подряд размещать на одной прямой линии. Это позволяет исклю­чить помехи от станций через три-пять пролетов, т.к. при существующих час­тотных планах PPЛ на каждой четвертой станции частота приема совпадает с частотой первой станции. Схема трассы типовой PPЛ показана на рисунке 2.23.

Рис.2.23.

Расстояние между двумя соседними РРС называют пролетом. Расстоя­ние между оконечной РРС (ОРС) и узловой РРС (УРС) или между двумя УРС называют участком. При зигзагообразном расположении РРС ослабление ме­шающего сигнала достигается за счет направленного действия антенн. При этом угол между направлением на соседнюю станцию и направлением на станцию, отстоящую на три пролета, становится больше ширины диаграммы направлен­ности антенны. Там, где из-за особенностей рельефа местности нельзя осущест­влять зигзагообразное расположение РРС применяют специальные частотные планы распределения радиоволн по РРС, исключающие совпадение частот пер­вой и четвертой РРС.

Обобщенная структурная схема многопролетной PPJ1 показана на рис. 2.24.

Схема содержит: АУ - аппаратура уплотнения, где в передающей PPJ1 сигналы отдельных каналов объединяются в один общий групповой сигнал (ГС), а в приемной происходит выделение из группового сигнала сигналов от­дельных каналов.

OA - оконечная аппаратура, где в передающей части осуществляется частотная модуляция несущей промежуточной частоты групповым сигналом и последующее усиление ПЧ, а в приемной части осуществляется демодуляция сигнала ПЧ.

Высокочастотная аппаратура приемник (Пр) и передатчик (П): в прием­нике сигнал СВЧ преобразуется в сигнал ПЧ и усиливается, в передатчике сиг­нал ПЧ преобразуется в сигнал СВЧ и усиливается.

В последнее время существенно возрастает при создании линий связи удельный вес цифровых PPJ1 (ЦРРЛ). О преимуществах передачи сигналов в цифровой форме мы уже говорили выше.

Применительно к радиорелейным линиям связи можно добавить, что использование цифровых способов передачи радиосигналов позволяет практи­чески исключить накопление искажений за счет наличия ретрансляционных РРС и резко повысить качество передачи при наличии замираний на пролетах РРЛ.

Структура оконечной станции (OA) цифровой РРЛ показана на рисунке 2.25.

ЛС - линия связи Рис.2.25.

На передающей части АЦП преобразует аналоговые сигналы (например те­лефонные сообщения от многих источников) в общей цифровой групповой ли­нейный сигнал (ГЛС), который восстанавливается по форме, длительности и амплитуде в регенераторе (Р), и преобразуется модулятором (М) и в тракте ПЧ СВЧ в сигнал, пригодный для передачи по линии связи. В приемной части про­исходит последовательность обратных преобразований.

Электромагнитная совместимость

Современное развитие радиоэлектронных средств таково, что практи­чески всегда любая система связи работает в окружении других систем связи. При этом передатчики данной системы связи могут создавать помехи в прием­никах других систем связи. Таким образом, при проектировании систем связи необходимо проверит возможность электромагнитной совместимости (ЭМС) проектируемой системы с другими радиоэлектронными системами. Задача обеспечения ЭМС радиоэлектронных средств состоит в том, чтобы при выпол­нении соответствующих условий взаимные помехи не мешали нормальному функционированию этих средств. Особенно остро эта задача стоит для РРЛ прямой видимости.

Основными методами обеспечения ЭМС для РРЛ прямой видимости являются:

1. Оценка электромагнитной обстановки в районе расположения РРС. Такая оценка осуществляется на основе сбора информации о плане размещения всех радиоэлектронных средств в данном районе с учетом используемых частот, мощностей передатчиков, направлении излучения, а также парамет­ров приемников, антенн, и передаваемых сигналов. На основе такого анали­за можно судить о целесообразности установки РРС в данном районе.

2. Исключение интенсивных дискретных составляющих в спектрах переда­ваемых сигналов. Если спектр передаваемого сигнала содержит достаточно мощную дискретную составляющую (например спектр ЧМ сигнала при мо­дуляции многоканальным ТФ сообщением содержит мощную дискретную составляющую на частоте 4 кГц), то она может служить источником помех. Для уменьшения этих помех используют специальный сигнал - сигнал дис­персии (рассеивания), с помощью которого осуществляется рассеивание мощности дискретных составляющих ЧМ сигналов.

При передаче сигналов по ЦРРЛ в цифровом сигнале присутствуют ре­гулярно повторяющиеся символы и группы символов. Это приводит к появле­нию в спектре сигнала на выходе СВЧ передатчика интенсивных дискретных составляющих, которые могут мешать другим радиоэлектронным средствам.

Для рассеяния этих дискретных составляющих по частотному спектру также вводят сигналы дисперсии. Такая операция для ЦРРЛ называется скремб- лированием. Суть этой операции в том, что к исходному цифровому потоку до­бавляется псевдослучайная последовательность импульсов, что придает цифро­вому потоку более случайный характер. Скремблер обычно ставят перед моду­лятором М, а на выходе демодулятора Д ставят дескремблер.

Наряду с указанными, используются также методы пространственного и частотного разнесения, о кото рых говорилось выше.

Поиск по сайту: