Министерство науки и образования Украины

МИНИСТЕРСТВО науки и ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ

ЗАПОРОЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ национальный УНИВЕРСИТЕТ

Методические указания к лабораторным занятиям для студентов
специальности 0701 "Радиотехника"
(специализация "Многоканальная электросвязь")
всех форм обучения

СИСТЕМА РАДИОРЕЛЕЙНОЙ СВЯЗИ

Утверждено на заседании

кафедры радиотехники

Протокол N от.04.06г.

Запорожье, 2006

Методические указания к лабораторным занятиям по курсу

"Многоканальные системы передачи информации" для студентов специальности 0701 "Радиотехника" (специализация

"Многоканальная электросвязь") всх форм обучения.

/ Сост. Б.Н.Бондарев - Запорожье, ЗНТУ, 2006.- 24 стр./

Составители: доц., к.т.н. Б.Н. Бондарев

Ответственный за выпуск – доц. В.П. Бондарев

Рецензент – проф., д.т.н. Д.М. Пиза

СОДЕРЖАНИЕ

Лабораторная работа N

СИСТЕМА РАДИОРЕЛЕЙНОЙ СВЯЗИ

стр.

1 Цель работы..................................................................................................... 4

2 Домашнее задание........................................................................................... 4

3 Литература....................................................................................................... 4

4 Контрольные ворпосы................................................................................... 4

5 Комплекс свзи ИКМ - СВЧ "РАДАН - 1"................................................... 5

5.1 Назначение комплекса................................................................................... 5

5.2 Технические данные комплекса.................................................................... 5

5.3 Состав комплекса........................................................................................... 6

5.4 Устройство и работа комплекса.................................................................... 6

6 Комплект приемо-передающих станций СВЧ............................................. 8

6.1 Назначение...................................................................................................... 8

6.2 Состав комплекта........................................................................................... 8

6.3 Технические данные...................................................................................... 8

6.4 Устройство и работа радиостанции............................................................. 9

6.5 Приемопередатчик....................................................................................... 10

6.6 Генератор СВЧ (ГЛПД)............................................................................... 12

6.7 Система стабилизации частоты передатчика............................................ 13

6.8 Усилитель сигнала ошибки......................................................................... 14

6.9 Генератор опорной частоты........................................................................ 14

6.10 Усилитель промежуточной частоты........................................................... 14

6.11 Регенератор приема...................................................................................... 15

6.12 Устройство согласования............................................................................ 16

6.13 Антенна.......................................................................................................... 17

6.14 Регенератор передачи................................................................................... 17

6.15 Радиошлейф.................................................................................................. 21

Приложение. Принципы радиорелейной связи................................................. 22

Лабораторная работа N 2

СИСТЕМА РАДИОРЕЛЕЙНОЙ СВЯЗИ

1 ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучение принципов построения радиорелейных линий связи на примере комплекса ИКМ – СВЧ "РАДАН – 1"

2 ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

2.1 Изучить по указанной литературе принципы построения радиорелейных линий связи, методы уплотнения каналов, устройство и работу радиорелейной станции типа "Онтарио".

2.2 Ответить на контрольные вопросы.

3 ЛИТЕРАТУРА

3.1 Баева Н.Н. Многоканальная электросвязь и радиорелейные линии. М.: "Радио и связь", 1988.-стр.

3.2 Лев А.Ю. Теоретические основы многоканальной связи. М.:"Связь", 1978.- стр.9 - 14, 19 - 22, 49 - 61,128 -130, 152 -167.

4 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

4.1 Основные методы уплотнения каналов (линий) связи.

4.2 Объяснить принципы временного уплотнения каналов.

4.3 Преимущества и недостатки метода временного уплотнения.

4.4 Принципы построения радиорелейных линий связи.

4.5 Назначение и основные технические характеристики комплекса ИКМ – СВЧ "РАДАН-1".

4.6 Устройство и работа радиорелейной станции типа "ОНТАРИО".

4.7 Приемопередатчик радиостанции.

4.8 Регенератор приема. Назначение, устройство и работа.

4.9 Регенератор передачи. Назначение, устройство и работа.

4.10 Устройство согласования. Назначение, устройство и работа.

4.11 Антенны радиорелейных линий связи.

4.12 Объяснить принцип работы по радиошлейфу.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Принцип работы радиорелейных линий

В современных радиорелейных линиях для передачи информации используются радиоволны сантиметрового и дециметрового диапазонов. Распространение волн этих диапазонов имеет ряд особенностей: они не огибают препятствий (строения, складки местности) и кривизну земной поверхности и могут распространяться только в зоне прямой (оптической) видимости.

Поэтому для передачи сигналов в указанных диапазонах волн на большие расстояния необходимо иметь цепочку ретрансляционных станций, расположенных в зоне прямой видимости (практически расстояние между станциями составляет 30...50 км).

Каждая станция принимает сигналы от предыдущей, усиливает их и передает на следующую станцию и т.д. Такая цепочка ретрансляционных станций и является радиорелейной линией (РРЛ).

За пределами прямой видимости (в зоне тени) или при наличии на трассе препятствий энергия сигнала быстро затухает и связь практически прекращается.

Однако УКВ диапазон имеет и преимущества:

1 При применении специальных антенн энергия сигналов может распространяться в очень узком пучке, т.е. будет иметь место направленная передача. При этом чем больше площадь антенны и чем короче волна, тем меньше будет угол, в котором будет распространяться энергия. За счет концентрации энергии получается усиление по мощности по сравнению с ненаправленной антенной. Так, например, параболическая антенна диаметром 1,5 м на волне 20 см дает усиление порядка 25 дБ.

2 На волнах сантиметрового и дециметрового диапазонов отсутствуют промышленные и атмосферные помехи, а направленная передача позволяет получить дополнительную пространственную селекцию от соседних мешающих станций.

Эти свойства ультракоротких волн позволяют осуществлять связь малыми мощностями передатчиков.

3 Существенная особенность распространения волн сантиметрового и дециметрового диапазонов проявляется также в многолучевом распространении радиоволн. В точку приема зависит (на приемную антенну) поступают, как минимум, два луча: прямой луч и луч, отраженный от поверхности земли. Уровень суммарного сигнала будет зависеть от величин и фазовых соотношений прямого и отраженного лучей. Если они сложатся в фазе, будет иметь место увеличение уровня сигнала, если в противофазе – ослабление.

Фазы лучей отличаются, в основном, за счет геометрической разности хода, т.е. за счет разности расстояний.

За счет рельефа местности в точку приема могут приходить и несколько отраженных лучей, совместное действие которых также может вызывать как ослабление, так и усиление сигнала.

При выборе трассы РРЛ необходимо стремиться к обеспечению свободы первой зоны Френеля, т.е. к необходимому зазору между прямым лучом и поверхностью земли или препятствием.

Для расстояний между ретрансляционными пунктами порядка 40 км и длин волн около 20 см высоты расположения антенн должны быть выбраны так, чтобы зазор был порядка 35 м.

Наихудшие условия распространения будут в том случае, если трасса прямого луча будет "настильной", т.е. зазор между лучом и препятствием не будет превышать 1-2 м. Тогда дополнительное затухание энергии по сравнению со свободным пространством составит порядка 13-16 дБ.

При прокладке трасс военных радиорелейных линий в большинстве случаев не предоставляется возможным выбрать трассу со свободной 1-й зоной Френеля, поэтому аппаратура должна иметь необходимые запасы по мощности сигнала для обеспечения надежной связи на трассах с настильным лучом.

Уровень сигнала в точке приема может меняться также за счет метеорологических условий, т.е. от состояния нижних слоев атмосферы (тропосферы).

Неоднородное состояние тропосферы (в основном по высоте) приводит к искривлению пути луча (так называемое явление рефракции). Изменение пути луча приводит к изменению фазы в точке приема, и, следовательно, к изменению уровня сигнала. Поскольку температура, влажность и давление меняются во времени и пространстве, то путь луча будет в связи с этим также меняться. В результате в точке приема будут иметь место случайные замирания сигнала (фединг). Наиболее сильное федингование проявляется при прохождении трасс над морем.

Величина фединга может достигать порядка 30-40 дБ. Однако такие глубокие замирания обычно бывают редкими и кратковременными и составляют к общему времени работы сотые доли процента.

Основными характеристиками, определяющими качество радиорелейной линии, являются значение отношения сигнал/шум на выходе телефонного канала для флюктуационных шумов и величина переходных (перекрестных) помех от других каналов.

Поскольку радиорелейная линия представляет собой последовательную цепочку приемо-передатчиков, величина шума в канале определяется суммарным воздействием на сигнал шумов на всех ретрансляционных участках (станциях). Отношение сигнал/шум является одним из наиболее важных параметров радиорелейной линии, так как определяет возможную дальность связи, т.е. число ретрансляций, при котором уровень шума в канале не превышает допустимой для телефонной передачи величины.

Человеческое ухо обладает разной чувствительностью к различным частотам. Поэтому для оценки мешающего действия шума пользуются не величиной эффективного напряжения шума, а так называемым псофометрическим напряжением.

Псофометрическое напряжение шума есть такое эквивалентное напряжение с частотой 800 Гц, которое создает такую же помеху телефонному разговору, что и действующее в канале напряжение шума. Для измерения этого напряжения применяется специальный прибор – псофометр, частотная характеристика которого соответствует частотной характеристике уха.

Дата добавления: 2015-10-21