Планы распределения частот в радиорелейных системах связи прямой видимости

Лабораторный практикум по дисциплине

«Космические и наземные системы радиосвязи

и сети телерадиовещания»

Уфа 2006

Составитель Киселев А.Е.

Лабораторный практикум по дисциплине «Космические и наземные системы радиосвязи и сети телерадиовещания» / Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т; Сост.: Киселев А.Е. – Уфа, 2006. – 42 с.

Рассмотрены темы лабораторных занятий по курсу «Космические и наземные системы радиосвязи и сети телерадиовещания». Кратко приведены основные теоретические положения, касающиеся данных работ, и предложены варианты заданий студентам.

Предназначены для студентов по направлению подготовки дипломированного специалиста 654400 «Телекоммуникации» специальности 201100 «Радиосвязь, радиовещание и телевидение».

Содержание

1. Методические указания по выполнению лабораторной работы «Преобразования сигналов на промежуточной радиорелейной станции (ПРС)»………………………………………………………………………….4

2. Методические указания по выполнению лабораторной работы «Изучение способов определения параметров радиосигнала»…….......……………….13

3. Методические указания по выполнению лабораторной работы «Построение профиля пролета РРЛ»……………………......……………….24

4. Методические указания по выполнению лабораторной работы «Изучение цифровой РРСП «Эриком-2»………….…………………......……………….27

5. Методические указания по выполнению лабораторной работы «Изучение аппаратуры СВЧ тракта»……..……….…………………......……………….35

6. Методические указания по выполнению лабораторной работы «Оценка электромагнитной совместимости спутниковой и радиорелейной систем передачи»……………………...……….…………………......……………….38

7. Список литературы……………………………………………………………42

1. Методические указания по выполнению лабораторной работы «Преобразования сигналов на промежуточной радиорелейной станции (ПРС)»

Прием и передача СВЧ сигналов на радиорелейной станции производится на различных частотах во избежание возникновения паразитных связей между входом приемника и выходом передатчика и между приемными и передающими антеннами. Следовательно, для передачи сигналов по одному радиостволу в одном направлении связи необходимо использовать две частоты. Для передачи сигналов в обратном направлении могут быть использованы либо те же две частоты (двухчастотная система), либо две другие частоты (четырехчастотная система).

Двухчастотная система (рис. 1.1) экономична с точки зрения использования полосы частот, выделенной для радиорелейной связи в данном диапазоне, но требует высоких защитных свойств антенн от приема сигналов с обратного направления. При двухчастотной системе используются рупорно-параболические, высококачественные осесимметричные антенны и другие типы антенн, имеющие защитное действие 60-70 дБ.

Рис. 1.1 – Двухчастотная система

Рис. 1.2 – Четырехчастотная система

Четырехчастотная система (рис. 1.2) допускает использование более простых и дешевых антенных систем. Однако количество дуплексных радиостволов, которое может быть образовано в данной полосе частот при четырехчастотной системе, в 2 раза меньше, чем при двухчастотной системе. Как правило, в современной радиорелейной аппаратуре применяется двухчастотная система. Четырехчастотная система обычно использовалась на РРЛ с перископическими антеннами в диапазоне 2 ГГц.

Частоты приема и передачи в одном радиостволе РРЛ чередуются от станции к станции. Станции, на которых прием осуществляется на более низкой частоте, а передача на более высокой частоте, обозначаются символом "НВ", а станции, на которых прием производится на более высокой частоте, а передача на более низкой, обозначается "ВН". Повторение через интервал РРЛ одних и тех же частот допустимо, так как в диапазонах дециметровых и сантиметровых волн при отсутствии прямой видимости между антеннами радиорелейных станций, расположенных через три интервала, ослабление сигнала, как правило, достаточно велико. Однако при некоторых условиях распространения радиоволн, например при повышенной рефракции, возможен прием сигнала от станции, отстоящей на три интервала (минуя две станции), что приводит к значительным искажениям передаваемых сигналов. Во избежание этого станции РРЛ должны располагаться по ломаной линии с тем, чтобы паразитный сигнал дополнительно ослаблялся за счет направленных свойств антенн (рис. 1.3).

Рис. 1.3 – Схема участка трассы РРЛ

Планы распределения частот для многоствольных РРЛ разработаны таким образом, чтобы свести к минимуму интерференционные помехи, возникающие при одновременной работе нескольких приемников и передатчиков на общий антенно-фидерный тракт.

Во всех современных радиорелейных системах применяются планы радиочастот, в которых частоты приема размещаются в одной половине отведенной полосы частот, а частоты передачи в другой половине.

Структурная схема радиорелейной станции, использующей данный принцип, приведена на рис. 1.4. Для приема и передачи сигналов используется одна общая антенна. Система разделительных фильтров рассчитана на работу только в половине полосы частот, отведенной для радиорелейной системы. Тракты приема и передачи объединяются в общий тракт с помощью поляризационного фильтра или ферритового циркулятора (УС) (см. рис. 1.4).

План распределения частот радиорелейной системы КУРС-2М в диапазоне 2 ГГц приведен на рис. 1.5. Он соответствует Рекомендации 382-2 МККР и обеспечивает организацию шести дуплексных стволов по двухчастотной системе (или трех дуплексных стволов по четырехчастотной системе). Номинальные значения частот стволов f_n, МГц, в нижней половине диапазона определяются по формуле:

Рис. 1.4 – Система с разнесенными частотами приема и передачи

Рис. 1.5 – План распределения частот систем КУРС-2М, Радуга-2

Рис. 1.6 – План распределения частот систем Р-600, Р-600М, Р-6002М

Рис. 1.7 – План распределения частот систем Восход, Рассвет-2, КУРС-4, КУРС-6, КУРС-8, Область, Ракита-8

f_n = f ₀ – 208 + 29 n, (1.1)

а в верхней половине диапазона f_n^/ – по формуле:

f_n^/ = f ₀ + 5 + 29 n, (1.2)

где n = 1, 2, 3, 4, 5, 6;

f ₀ = 1903 МГц.

План распределения частот радиорелейных систем Р-600, Р-600М, Р-6002М, работающих в диапазоне 4 ГГц, приведен на рис. 1.6.

План обеспечивает организацию шести дуплексных широкополосных стволов и двух узкополосных стволов служебной связи (1СС и 2СС).

Номинальные значения частот широкополосных стволов определяются по (1.1) и (1.2) при f ₀ = 3635 МГц.

План распределения частот радиорелейных систем "Восход", "Рассвет-2" и Курс-4, работающих в диапазоне 4 ГГц, системы КУРС-6, работающей в диапазоне 6 ГГц, систем КУРС-8, Область, Ракита-8, работающих в диапазоне 8 ГГц, приведен на рис. 1.7. План позволит организовать восемь дуплексных широкополосных стволов по двухчастотной системе.

Номинальные значения частот стволов, МГц, определяются по формулам:

f_n = f ₀ – 259 + 28 n, (1.3)

а в верхней половине диапазона f_n^/ – по формуле:

f_n^/ = f ₀ + 7 + 28 n, (1.4)

где n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8;

f ₀ = 3653,5 МГц для диапазона 4 ГГц;

f ₀ = 5920 МГц для диапазона 6 ГГц;

f ₀ = 8157 МГц для диапазона 8 ГГц.

План распределения частот радиорелейных систем, работающих в диапазоне 11 ГГц, в соответствии с Рекомендацией 387-2 МККР, приведен на рис. 1.8.

Рис. 1.8 – План распределения частот систем, работающих в диапазоне 11 ГГц

Номинальные значения частот стволов, МГц определяются по формулам:

f_n = f ₀ – 525 + 40 n, (1.5)

а в верхней половине диапазона f_n^/ – по формуле:

f_n^/ = f ₀ + 5 + 40 n, (1.6)

где n = 1, 2, …, 12;

f ₀ = 11200 МГц.

Рис. 1.9 – Полный частотный план для дуплексной радиорелейной системы передачи (РРСП). Комплект НВ

Рис. 1.10 – Полный частотный план для дуплексной РРСП с двумя поляризациями. Комплект НВ (для комплекта ВН частотный план такой же)

Рис. 1.11 – Полный частотный план для дуплексной РРСП. Комплект ВН

Примечание:

Структурная схема симплексного ствола приводится для одной поляризации. А так как обычно соседние стволы различаются поляризацией, то в работе используются только нечетные номера частот f ₁, f ₃, … Четные номера частот f ₂, f ₄, … используются в аналогичном оборудовании и на рисунках не отображены (как правило, четные стволы используются на магистральных РРЛ, а нечетные — на ответвлениях от них).

Частотные преобразования приведены для случая f ₁… f ₃ < f _гпм.

a. Типовая структурная схема приемопередающей аппаратуры с отдельными гетеродинами

Рис. 1.12 – Cтруктурная схема приемопередающей аппаратуры симплекс­ного
СВЧ ствола промежуточной станции с отдельными гетеродинами:

См_Пм – смеситель приемника;

См_Пд – смеситель передатчика;

Г – гетеродин;

f _ГПМ – частота гетеродина приемника;

f _ГПД – частота гетеродина передатчика;

РФ – разделительный фильтр;

ПФ – входной полосовой фильтр;

ФБП – фильтр боковой по­лосы;

– усилитель СВЧ (УСВЧ);

М и ДМД – специальные модулятор и демодулятор для ввода и вывода сигналов телеуправления (ТУ), служебной связи (СС) и телеобслуживания (ТО).

В радиорелейной аппаратуре широко применяется схема приемопередающей аппаратуры с отдельными СВЧ гетеродинами для приемника и передатчика. Наличие отдельных гетеродинов делает работу приемника и передатчика независимой друг от друга. Это особенно удобно для оконечных станций, где приемник и передатчик работают в различных направ­лениях связи.

Cтруктурная схема приемопередающей аппаратуры симплекс­ного
СВЧ ствола промежуточной станции с отдельными гетеродинами приведена на рис. 1.12. В системах малой и средней емкостей УСВЧ может отсутствовать, и передатчик заканчивается фильтром боковой полосы (ФБП), следующим за смесителем передатчика.

В качестве примера рассмотрим преобразования входного сигнала с частотой f ₁ на ПРС «НВ». Принимаемый сигнал на частоте f ₁через разделительный фильтр и входной полосовой фильтр (преселектор) поступает на вход смесителя приемника (См_ПМ), на который одновременно поступает сигнал с частотой гетеродина приемника f _ГПМ. На выходе См_ПМ – сигнал промежуточной частоты (ПЧ): f _пч = f _ГПМ – f ₁ (f _пч = 70 МГц для аналоговых РРСП, f _пч = 140 МГц для цифровых РРСП).

На См_Пд одновременно поступают сигнал с частотой гетероди­на передатчика f _ГПД и сигнал промежуточной частоты f _пч. В См_Пд осуществ­ляется преобразование сигнала ПЧ в сигнал с частотой передат­чика f _пД (СВЧ). Поскольку на выходе См_Пд появляются сигналы двух частот: f _ГПД± f _пч, то с помощью фильтра боковой по­лосы (ФБП) выделяют нижнюю боковую и получают сигнал f₇ = f _ГПД – f _пч, который усиливается в усилителе СВЧ (УСВЧ) и через РФ поступает в антенну.

Дата добавления: 2014-11-16