Расчёт интервала радиорелейной линии номограмным способом

1.

Учебное пособие по тактикоспециальной подготовке.
Расчёт интервала радиорелейной линии
номограмным способом

2.

2/40
Содержание презентации:
перейти
Построение чертежа профиля местности
3/40
Расчёт открытого интервала
13/40
Расчёт полуоткрытого интервала
30/40
Кнопки управления:
Переход к слайду «Содержание презентации»
Переход к предыдущему слайду
Включить анимацию
Переход к следующему слайду
Завершить презентацию

3.

3/40
Б
А
Пункт №1
На топографическую карту масштаба 1:100000 или 1:50000 наносятся
планируемые позиции радиорелейных станций – точки «А» и «Б», которые
.
соединяются прямой линией.

4.

4/40
Затем на карту накладывается лист миллиметровой
бумаги и отмечаются границы интервала: точки «А» и
« Б » . Та к ж е о т м еч а ю т с я т о ч к и п е р е с еч е н и я
горизонталей, а на листе отмечаются на кромке
полоски и напротив к аждой записываются
соответствующие значения высот горизонталей. Для
уточнения величин наиболее выступающих частей
рельефа учитываются дополнительные горизонтали,
изображенные штриховыми линиями, которые на
данном масштабе наносятся через 10 метров.
Сплошные горизонтали наносятся через 20 метров.
.

5.

5/40
Б
Б
175
А
А
160
160
174,3
155 155
165
170
180
186

6.

6/40
На миллиметровой бумаге строится линия кривизны земной поверхности.
Выбираем дугу шаблона в соответствии с таблицей. Находим середину
отрезка АБ и из полученной точки необходимо восставить перпендикуляр.
От него обе стороны по шаблону проводим линии кривизны земной
поверхности.
Перепад высот
на интервале, м
До 100
100-600
600 и более
Масштаб
высоты
1 см – 10 м
1 см – 20 м
1 см – 50 м

7.

7/40
А
Б

8.

8/40
А
Б
Значения высот горизонталей считываем с полоски бумаги в виде отрезков вертикальных
прямых. Далее значения высот откладываем вверх от дуги кривизны земной поверхности в
выбранном масштабе высот. На данном примере масштаб выбран 1 сантиметр - 10 метров.
За нулевую высоту примем 150 метров. Верхние концы отрезков соединяются плавной
кривой, которая отображает линию рельефа поверхности земли.

9.

9/40
Б
Б
175
А
А
160
160
165
180
186
170
155 155
174,3
Так же, при нанесении высот на миллиметровую бумагу следует отметить все
границы таких объектов как: лес, здания, сооружения и так далее.

10.

10/40
Высоты таких объектов также необходимо указывать на чертеже
профиля местности. Рассмотрим на примере лесного массива.
На территории леса, который встречается на линии
связи необходимо найти подобный значок.
Среднее расстояние между близстоящими деревьями
Высота лесного массива / средняя толщина деревьев
Смешенный лес: сосна, берёза
Так как высота леса зависит от его
возраста необходима знать год
составления карты (1965 г.).
По приведённому далее графику определим высоту леса с учётом
изменений которые могли произойти за временной отрезок между
составлением карты и построением чертежа профиля местности.

11.

11/40
1. Находим указанную на карте высоту лесного массива,18 м
2. По графику определяем возраст лесного массива, 58 лет
25
3. Смещаемся по оси Х вправо на разницу лет между
составлением карты и настоящим годом,
2008-1965=43, 58+43=101 год
4. Из полученной точки
обратно поднимаемся к
графику
5. Таким образом получаем высоту лесного
массива на сегодняшний
день ~25 м

12.

12/40
А
Б
На карту рельефа местности в выбранном масштабе высот наносятся массивы
местных предметов, к которым относятся строения, леса, населенные пункты и т.д.
Границы данных массивов указываются на линии прямой, соединяющей места
развертывания радиорелейных линий т.е. точки «а» и «б».

13.

13/40
Пункт №2
В выбранном масштабе на чертеже профиля
местности откладываем высоты антенных опор
станций (30 м) и проводим между ними линию
прямой видимости. Если видимость прямая, то на
чертеже наносятся линии критических просветов для
определения интервала (открытый, полуоткрытый). В
противном случае связь невозможна (закрытый
интервал).
.

14.

14/40
τ=0,9
τ=0,2
τ=0,1
А
Б
Всё расстояние между радиорелейными станциями (R) делим на десять равных
частей, где каждый участок обозначен τ=0,1..0,9 соответственно. Для каждого
участка величина линии критического просвета определяется по следующей
таблице.

15.

15/40
шкала №2
0
10
Величина значения линии критического просвета Н0, м
20
30
40
50
60
70
τ=0,5
τ=0,4(0,6)
τ=0,3(0,7)
τ=0,2(0,8)
τ=0,1(0,9)
Р-414
шкала №1
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
Расстояние между радиорелейными станциями R, км
На шкале №1 находим положение начальной точки соответствующей расстоянию
между радиорелейным станциями. От неё проводим вертикальную линию до
пересечения с кривой соответствующий выбранному участку. От полученной точки
проводим влево горизонтальную линию до пересечения с прямой соответствующей
радиорелейной станции Р-414. От этой точки проводим вверх прямую и согласно
шкале №2 определяем величину просвета на данном участке и отмечаем её на
чертеже в масштабе.

16.

16/40
А
Б
По полученным данным строим линию критических просветов. В нашем случае
получился полуоткрытый интервал. Связь на таком интервале возможна, но при
выполнении некоторых условий

17.

17/40
А
Б
В случае если бы леса не было вовсе или он был бы ниже на столько чтобы не
пересекать линию критических просветов, полученный интервал был бы открытым

18.

18/40
Как известно радиорелейный сигнал отражается от
всех встречных препятствий и земной поверхности.
Поэтому при наложении отражённого сигнала на
подающий может произойти
его полное или
частичное затухание либо усиление.
Для того что бы определить характер наложения
падающий и отражённой волны необходимо найти
точку отражения.

19.

19/40
b
a
c
e
o
d
b’
А
Б
Для нахождения точки отражения проводят: прямую de, аппроксимирующую
земную поверхность; прямую cb’ зеркальную прямой bc относительно точки с,
зеркальный источник. Затем проводят прямую аb’. Точка о полученная в месте
пересечения прямых аb’ и de, является точкой отражения.

20.

20/40
Выше изложенный способ применяется для
нахождения точки отражения при достаточно не
ровной линии земной поверхности. Если же высота
неизменна, то в профиле получается выпуклая
поверхность – кривизна земли. В этом случае точка
отражения находится несколько проще.

21.

21/40
b
a
α = β
f
А
c
o
o’
середина fe
d
e
Б
В подобном случае точка отражения определяется из условия α=β. Где прямая cd
касательная к линии земной поверхности в точке отражения.

22.

22/40
Для определения величины ослабления сигнала
необходимо знать h0 - относительную величину
просвета, её можно определить по формуле h0=Н/Н0;
где Н0 – величина критического просвета в точке
отражения,
Н – величина просвета над точкой отражения

23.

23/40
b
a
Н=22
м
0
c
Н=36 м
e
o
d
b’
А
Б
Для данного чертежа величина Н=36 м, а Н0=22. Таким образом получаем что,
h=36/22=1,64

24.

24/40
Величина
ослабления
радиоволн
вносимых
рельефом местности на открытых интервалах
определяется
с
помощью
нижеприведённого
графика, где Фэ – коэффициент отражения для
различных подстилающих поверхностей.
Тип подстилающей поверхности
ФЭ
Водная поверхность
1
Равнина, пойменные луга, солончаки
0,9
Ровная лесистая местность
0,7
Среднепересеченная местность
0,5
Среднепересечённая лесистая местность
0,3
Данному чертежу
отражения Ф =0,5
Э
соответствует
коэффициент

25.

25/40
b
a
c
e
o
d
А
Б
В случае когда отражённый луч экранируется рельефом, лесом или строениями,
как показана но на рисунке, значение ФЭ=0.

26.

26/40
Wpi
6
Фэ=1
1 максимум
2 максимум
3 максимум
Фэ=0,8
Фэ=0,6
Фэ=0,4
Фэ=0,2
4
2
0
Фэ=0
-2
-4
-6
-8
-10
-12
-14
-16
-18
1 минимум
1,0 1,2 1,4
1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6
2 минимум
3 минимум
2,8 3,0 3,2 3,4 3,6 3,8 4,0 4,2 4,4
h0=H/H0
Находим на шкале Х точку соответствующую значению 1,64 и от этой точки
проводим вверх прямую, до пересечения с аппроксимированной точкой графика
Фэ=0,5; а от полученной точки проводим влево прямую. Таким образом получаем
величину ослабления сигнала вносимого рельефом местности.

27.

27/40
0
Wp допi, дБ
Р-414
-10
-20
-30
10
20
30
40
50
R, км
По графику находим допустимые значения ослабления радиоволн рельефом,
Wp допi = -18 дБ. Если выполняется условие Wpi ≥ Wp допi, значит участок пригоден
для радиорелейной связи. Для данного чертежа Wpi = 3,5; Wp допi = -18 условие
выполняется.

28.

28/40
50
q0, дБ
40
30
10
20
30
40
50
60
R, км
Далее производится расчёт запаса уровня ВЧ радиосигнала по следующей
формуле qi = q0i+Wpi, где q0i определяется по выше приведённому графику. Для
данного чертежа q0i = 37 дБ, qi = 3,5+37 = 40,5 дБ.

29.

29/40
Нормы на шумовую защищённость в каналах ТЧ в точке с измерительным
уровнем +4,35 дБм (+0,5 Нпм) и надёжность для РРЛ Р-414 полной
протяжённости L=1500 км: а*ш(дБ)=39
Н*%=95%
Если
канал
отвечает
ЭКСПЛУАТАЦИИ.
этим
требованиям,
значит
он
пригоден
для

30.

30/40
А
Б
Пункт №3
Рассмотрим алгоритм расчёта полуоткрытого интервала. Находим точки m и n,
точки пересечения линии критических просветов с препятствием, и соединяем их
прямой.

31.

31/40
А
Б
Далее определяем размеры препятствия: высоту – расстояние от линии mn до
самой высокой точки препятствия; и ширину – расстояние между точками m и n по
горизонтали. А также расстояния от антенных мачт до вершины препятствия R1,
R2 и высоту просвета Н.

32.

32/40
а, км
8000
5000
∆y=2 м
2000
4
8
1000
12
500
16
20
200
25
100
30
35
50
40
20
60
10
80
100
120
5
150
2
1
0,5
0,2
0,1
0,2
0,5
1
5
10
20
30
50
l, км
Далее
определяется
геометрический радиус
кривизны
сферы,
аппроксимирующей
поверхность
вершины
препятствия.
На оси абсцисс отмечаем
значение ширины. От
этого значения откладывается перпендикуляр
до пересечения с линией
соответствующей высоте
препятствия. От точки
пересечения проводится
горизонталь влево до оси
ординат, по которой и
определяется величину
радиуса. В нашем случае
а=110 км

33.

33/40
H=100
80
60
40
30
20
12
8
6
35
R1,2=40 (км)
4
30
2
25
20
15
Rрг 1,2 =40
30
20
10
10
5
100
500
1000
5000 10000
а, км
Затем по данной номограмме определяем расстояние от антенн до их
радиогоризонтов Rрг1 и Rрг2. Построения необходимо начинать с правой части
оси абсцисс, а далее как указано на рисунке. Из предыдущих слайдов известно:
Н=12 м, а=110, R1=11, R2=16. Таким образом получаем: Rрг1=17 км, Rрг2=12 км

34.

34/40
So, км
50
30
Р-414
20
10
5
3
2
1
0,5
0,3
0,2
0,1
0,05
0,03
0,1 0,2
0,5
1
2
5
10 20
50
100 200
500
1000 2000
5000 10000
а, км
По значению радиуса кривизны препятствия, с помощью данного графика,
определяется масштаб относительных расстояний So=1. После чего по формулам
вычисляются:
относительные
расстояния
до
радиогоризонтов
rрг1=So/Rрг1=1/17=0,059, rрг2=So/Rрг2=1/0,083 и относительный радиус кривизны
вершины препятствия ρ= rрг1+ rрг2=0,056+0,083=0,141.

35.

35/40
Wp, дБ
0,5
0,1
Определяем
величину
ослабления
радиоволн
на интервале с одним
препятствием
по
значениям h0 и р.
Где р определяется из
предыдущего слайда;
а
h0
по
формуле
h0=H/(Δy+H)
р=0
-5
-10
1,0
2,0
-15
3,0
-20
4,0
5,0
-25
Для данного расчёта
р=0,141
h0=12/(12+9)=0,57
6,0
-30
7,0
-35
8,0
-40
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
h0
По графику определяем,
что величина ослабления
сигнала составляет -4 дБ
Допустимые
величины
ослабления
сигнала
берутся из Пункта №2

36.

36/40
А
Б
В случае когда линия критических просветов пересекает два и более препятствий,
величина суммарного ослабления определяется алгебраической суммой
ослаблений вносимых каждым препятствием.

37.

37/40
R л =11
А
R п =8,2
Б
Если же расстояние между препятствиями не велико то их можно рассматривать
как одно препятствие. Для этого определяются величины τл=Rл/R и τп=Rп/R. Где Rл
расстояние от левого конца интервала до вершины лево стоящего препятствия, Rп
расстояние от правого конца интервала до вершины право стоящего препятствия.

38.

38/40
τп
Два препятствия
рассматривается
совместно
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
Два препятствия
рассматривается
раздельно
0,1
0,2 0,3
0,4 0,5 0,6
0,7 0,8
0,9
τл
Из предыдущего слайда получили: τл=11/27=0,4 τп=8,2/27=0,3
По приведённой выше номограммы определяем, что препятствия необходимо
рассматривать отдельно.

39.

39/40
l
H2
H1
А
Δy
Б
Если же препятствия необходимо рассматривать как одно эквивалентное то
находим его эквивалентные параметры. Величина просвета Н определяется как
наименьшая из двух, величина Δy выбирается та, которая соответствует
минимальному Н. Протяженность препятствия определяется как показано на
рисунке.

40.

40/40
Далее расчёт ни чем не отличается от расчёта
полуоткрытого интервала
с
одним препятствием.
В работе использовалось «Руководство по развёртыванию и эксплуатации
радиорелейных и тропосферных линий связи вооружённых сил СССР», часть 2.
Разработал: студент Кондратьев И.В.
Руководитель: п/п-к Басов А.В.
ВК ИГЭУ 2009 г.