Коммерциялық емес акционерлік қоғам

АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС ИНСТИТУТЫ

Телекоммуникациялы жүйелер кафедрасы

 

 

ЖЕРСЕРІКТІК ЖӘНЕ  РАДИОРЕЛЕЙЛІК ТАРАТУ ЖҮЙЕЛЕРІ 

050719 – Радиотехника, электроника және телекоммуникациялар мамандықтырының барлық оқу түрінің студенттері үшін курстық жұмысты орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар  

 

 

Алматы 2010 

ҚҰРАСТЫРУШЫЛАР:    Н.Н. Гладышева, Л.П. Клочковская. Шугайып.У.  Жерсеріктік   және радиорелейлік тарату жүйелері. 050719 – Радиотехника, электроника және телекоммуникация мамандықтарының студенттері үшін курстық жұмысты орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар.- Алматы: АИЭС, 2009.- 16 бет.  

           Курстық жұмысты есептеу мен безендіруге арналған әдістемелік нұсқаулар ұсынылған. Курстық жұмыстарды орындауға қажетті ғарыштық және жер станцияларының параметрлері, тапсырма нұсқаулары келтірілген.  

 

Кіріспе 

         Бұл курстық жұмыстың негізгі мақсаты жерсеріктік және радиорелейлі жүйелері бойынша жерсеріктік жүйенің параметрлерін анықтау және РРЛ аралығындағы  байланыс тұрақтылығының есептелуін жобалау.

         Бірінші тапсырмада жердің белгілі биіктік таңбаларымен және аралық басынан берілген қашықтыққа дейін жердің профильді сұлбасын салу және аралықтағы байланыстың тұрақтылығын есептеу.

         Екінші тапсырмада жерсеріктік  сызықтың аумағында энергетикалық есептеу жүргізу. Жерсеріктік  сызықтығы  екі аумақтан тұрады:  «жоғары» -тасымалдаушы ЖС-бортты ретранслятор және «төмен» - бортты ретранслятор-қабылдаушы жер станциясы. Есептеп болған соң аумақтық деңгейде диаграмма салу.

        Үшінші тапсырма екі жерсеріктік  жүйенің электромагниттік сәйкестігіне арналған: жобаланушы  және тіршіліктік. Есептеудің соңында бөгеттеуші ықпалдың көлемін температура мәнімен салыстыру. 

 

1 Курстық жұмысты орындауға арналған тапсырма

1. №1 тапсырма

 

Тапсырмалардың  нұсқалары (А қосымшасы)

Есептің тапсырмасы:

 

Жердің белгілі биіктік белгісі (алымы) және аралық  басынан көрсетілген қашықтық, пм (бөлімі) бойынша жердің бойлық профилін тұрғызу. 

 

2. №2 ,№3 тапсырма

 

1 Кесте Тапсырма нұсқалары

 

 

Сынақ кітапшасының соңғы саны

0,6

1,7

2,3

4,8

5,9

Сынақ кітапша-ның соңғы

Санының

алдыңғы саны

0,5

A→B

A→C

A→D

B→E

B→C

1,6

B→D

C→B

D→B

C→A

C→D

2,7

D→C

D→A

A→B

A→C

A→D

3,8

B→A

B→E

C→E

D→E

D→E

4,9

B→D

C→D

C→A

D→C

B→E

 

Жер және ғарыш станцияларының техникалық параметрлері (Б қосымшасы)

 

3. Есептеудің мысалы

3.1. Техникалық тапсырма:

 

7,5 ГГц диапазонында жұмыс істейтін NERA аппаратурасындағы аралық ұзындығы R0=30 км болатын байланыс тұрақтылығын анықтау.  

 

2 Кесте. NERA NL 187 OC/1 PPC 105 аппаратурасының техникалық сипаттамалары.

Жиілік диапазоны, ГГц

7,125 – 7,725

Трафик нұсқасы

Е1

Жүйе коэффициенті, дБ

117

Таратқыш қуаты, дБм

28

Антенна диаметрі, м

1,2

Антеннаның күшейту коэффициенті, дБ

45,4

Модуляция түрі

ОФМ

Конфигурация

1+1

 

3.2Аралықтың ұзындық бойынша профилін құру

 

Аралықтардың  ұзындық бойынша профилдерін құру.

         Аралықтың ұзындық бойынша профилі екі көршілес радиорелейлі станцияларды қосатын линия бойынша жердің белгілі бір масштабта вертикальды қиығы болып табылады. Радиорелейлі линиялардың аралықтардың  ұзындық бойынша профилдері толық және көрнекті түрде байланыстың әрбір аралығында жердің релефін сипаттайды және негізгі жұмыс құжаттары болып табылады.

         Ұзындық бойынша профилдердің құрылуы горизонталь және вертикал бойынша әртүрлі масштабтарды қолданатын тікбұрышты координат жүйесінде жүзеге асады. Жер бетіндегі бөгеттердің биіктігі метрмен, ал олардың радиорелейлі станциялардың арасы –километрлермен өлшенеді, Сонымен, биіктіктер Жердің ортасы (Жердің радиусы бойынша) арқылы өтетін линиялар бойынша емес, вертикал бойынша (ординат өсі бойынша) өлшенеді, және де олардың саналуы профилдың гризонталь линиясынан бастап емес, жер бетінің қисық линиясынан бастап саналады. Станциялар арасындағы қашықтық қисық сызықты бет бойынша емес, горизонталь бойынша (абцисса осьі) есептеледі. Бұндай түрде профильді құрғанда жердің беті шеңбер түрінде емес, парабола түрінде суреттеледі, Жердің параболасы станциялар арасындағы қашықтықты анықтағаннан кейін барып құрылады.    

Станциялар арасындағы арақашықтық, сонымен бірге ең төменгі  (hmin) және ең жоғарғы (hmax) РРЛ байланыс аралығының  профил нүктелері топографиялық карта деректерімен анықталады, кейін максималды биіктіктер айырымы есептелінеді.

       Масштабтар таңдалғаннан кейін жер қисығының доғасын құру басталады.

Профилде теңіз деңгейін (жер қисығының доғасы) немесе шартты нөлдік деңгейін (шартты горизонт) көрсететін және парабола түріндегі линия, келесі формула бойынша есептелінеді:

 

                                      y=01/2з(1-1/0)

 

мұндағы  у – нөлдік деңгей доғасының координатасы, м;

Ro аралық  ұзындығы, км;

R1 – аралықтың сол жағынан бастап, км,  у шамасы  анықталатын нүктеге дейінгі арақашықтық.

 

Rз = 6370 км = 6.37 6 м – Жердің радиусы.

Жер бетінің дөң болуымен пайда болатын, R1=R/2 болған кезде R кез келген аралықтың  ұзақтығына, кедергінің максималды биіктігіне тең.

 

yмакс=R2/8Rз

 

Rз=6370км болған кезде практикалық түрдегі есептеудің жеткілікті нақтылық деңгейін былай алуға болады

 

yмакс=1.96-22, м,

 

мұнда R  км түрінде берілген.

Сызбаның мөлшерін кішірейту үшін жоғары белгілер мекеннің релефіне байланысты таңдалатын  шартты горизонт линиясымен есептеледі. Алынған қисық берілген байланыс аймақ аралықтардың  профилін сипаттайды.

 

 

1- сурет.РРС (РРЛ) аралық  (пролет) профилі

 

3.3. Антеннаны ілу биіктігінің ең тиімді таңдауы

 

         Атмосфераның диэлектриктік өтімділігінің вертикал градиентінің біркелкі еместігіне байланысты радиосәулесі қисықталады. Ол радиобайланыстың нашарлануына әкеліп соғады. Егер ол табиғи кедергіге тап болса, онда байланыс бұзылады. Сол себепті антеннаның ілінуінің биіктігін дұрыс таңдау жолымен, күрежолдың сәулелендіруін  дұрыс анықтау қажет.

         Радиосәуле тарату және қабылдау нүктесінде айналымның эллипсоидың көрсететін Френель зонасының ішінде ауысады. Френель зонасының минималды радиусы мына формуламен анықталады:

 

,

мұнда R0 – толқын ұзындығы, м;

 - толқын ұзындығы, м;

 мұнда R1 – кедергіге дейінгі ара қашықтық.

 

Сәулеленудің 80% уақыт ішінде болатын рефракция әсерінен өзгерісі мына формуламен анықталады

 

 

 

мұнда  және  – сәйкесінше орта мәні және өтімділіктің вертикал градиентінің қалыпты ауытқуы ( Б қосымшасы, 9- кесте).

 

аралық ұзындығы  50 км аз болса, қалыпты ауытқу мына формуламен анықталуы тиіс

 

,

 

Мұнда   –қалыпты ауытқудың мәні, 1/м;

y – Б қосымшасындағы 5-суреттен табылады.

 

Рефракция болмаған кездегі аралық

, м

 

Мысал.

Ақмола облысы үшін , 1/м и , 1/м.

 

 

, м

 

,

 

, м,

 

, м

 

Антеннаны ілу биіктіктері ықшамдау әдісімен таңдалады. Ол үшін профильдің критикалық нүктесінен  ара қашықтық алынады және берілген нүктеден үш сәуле өткізіледі. h1+h2=min болатын сәуле таңдалады, мұнда h1 – тарату антеннасының ілу биіктігі, h2 – қабылдаушы антеннаның ілу биіктігі.

Көрсетілген аралық  h1=75м, h2=15м.

Аралықтың  профильдерін модельдеу үшін және антеннаның ілу биіктігін ең тиімді таңдау үшін студенттер DDRL31 бағдарламасын қолдана алады. Бұл бағдарлама аралықтың  профильдерін әр- түрлі жиіліктер үшін, құрылғы типтері үшін құруға мүмкіндік береді және Френель зонасына жарықталу нүктесіне мүмкін профильдерді нұсқайды, Антеннаны ілу биіктігін таңдау мүмкіндігі бар.

 

 

3.4. Қату (замирание) кезінде қорды есептеу

 

Қату кезінде қорды есептеу мына формула бойынша жүзеге асырылады

 

 дБ,

Мұнда  - жүйе коэффициенті, дБ

 - Күшейткіштің коэфиценті, қабылдаушы және таратушы  антенналар

дБ – пайдалы коэффициенті фидерлік тракті  антенна;

 - бос кеңістіктегі радиотолқынның өшуі;

 дБ

Мұнда  d=Ro – өшу ұзындығы, км.

        Есеп  L0, Ft

 

 дБ;

 

3.5. Уақыт бойынша жаңбырдың әсерінен байланыстың нашарлауы.

 

         Радиосәуленің жиілігі неғұрлым жоғарлаған сайын, соғұрлым сигналдың  әлсіреуі, жаңбырдың тамшысынан жоғарлай түсуі, сол себептен әлсіреуі уақыт бойынша есептегенде климаттық зоналардағы  жаңбырдың интенсивті 0,01% уақыт аралығын белгілеп аламыз.

 

        ТМД елдерінің аймағы 16 климаттық зонаға бөлінген. Қазақстан Е зонасына жатады, сол себептен интенсивтілігі 22мм\сағ.

        Регрессии коэффицентінің өшу коэффиценті үшін, поляризация толқыны 10 - кестеде В қосымша да көрсетілген.  

        Жаңбырдың интенсивтілігі тең емес күрежол  бойымен, сол себептен толқынның аралық  эффективтілігін анықтаймыз.

 

,

 

Мұнда Ro – аралық  ұзындығы, км;

 

 -кішірею коэффициенті ;

 

 - тіректік арақашықтық, км.

 

Жаңбырдың меншікті өшу коэффиценті, поляризация толқынының тәуелділігіне қарағанда .

 

 (дБ)

 

Горизонтальді және вертикаль поляризацияның кішіреюін таңдай отырып анықтау:

 

 и , дБ

 

Күрежол  бойымен өшуі, 0,01% уақыт бойынша асыру мына формуламен анықталады.

 

, дБ

 

 

 

Уақыт бойынша сигналдың әлсіреуі көбірек, қатуынан  қарағанда:

 

, %;

 

яғни қабылдаймыз

 

Мысал.

f=7 ГГц үшін

, дБ/км;

, дБ/км.

 

Ескерту – шамасы өте аз болғандықтан, біз поляризация жиілігін алдыңғы көрсетілген мәні бойынша аламыз.

Горизонтальді поляризация

 

, км;

.

 

, км.

, дБ;

 %

 

 

3.6. Радиотолқындардың субрефракциясы үшін байланыс нашарлауының уақытын есептеу

         Жердің бетінде стандартты атмосфералық тығыздығы көбірек, сол себептен, радиосәулелер төменге қарай тартылады. Нәтижесінде сәуле жан-жақты түсіп, анықтап отырған минимальді радиусының  Френель зонасының тұрақты шамасы жоқ .

Аралықтағы  жарықтың орташа мәні

 

 

 

 

 

 

 

Қатысты жарық

 

.

 

Көлемді профильдік аралық ұзын линиясын параллельді радиосәулемен арақашықтығы  бөгеуілдік төбесінен ұзындықты табамыз r.

Қатысты ұзындық бөгеуіл;

 

.

 

Параметрі , аппроксимирялық ортаны зерттейді.

 

,

 

мұнда

қабылдаймыз

Саңлауға қатысты мәні P(go), мұнда экранмен шақырылған сигналдың терең қатуы басталады,  минималды Френель зонаның бөгеті

 

 ,

 

   Мұндағы Vo – көбейткішті әлсірету арқылы H(0)=0 кезіндегі әлсіреуді көбейтуші, 3-ші суреттегі -мен анықталады;

 мүмкін минималды әлсіретуді көбейткіш;

 

 

Параметр

 

                                     мұнда  

 

График бойынша анықтаймыз

Мысал.

r=18.75 км.

 

, м.

 

, м.

 

                                                      .

 

 

, дБ.

 

, дБ (Г қосымшасы, сурет 6).

 

 

                                          

 

 

 

% ( Г қосымшасы,сурет7), антенналар аспасында биіктікті ықшамдау болады, егер %, мұндаұлғайту керек,  қайта есептеп және осы көлемге  сәйкес h1 және h2 аралығы  қажет.

 

3.7. . Дайын емес  нормаларды тексеру

          

            ГЭЦТ үшін дайындықсыздыққа сипаттама ( гипотекалық эталонды цифрлық  тракт) 557МСЭ-Р ұсынысында орнатылған.

ГЦЭТ дайын емес болып саналады, егер 10 тізбекті секундта келесі шарттардың біреуі орындалса:

- цифрлық сигналды тарату үзілсе;

- әрбір BER нашар секундын 10(-3).

        Нығыздалу аппаратурасының дайынсыздығы іске алынбайды. Дайындықсыздықтың сипаттамасы құрылғының дайынсыздығына және дайындықсызға бөлінеді. Ол радиотолқындарының таралуына байланысты, мысалы, жаңбырдың әсерінен болған дайындықсыз 30-50% құрайды.

      ГЭЦТ дайындығының сипаттамасында ұзындығы 2500км 99,7%, көлеммен анықталады. Мұндағы пайыз үлкен уақыт аралығымен  анықталады. Ол аралық  жылдан ұзақ болу керек, көлемі 0,3%. 

Дайындықсыз нормасы:

                                                        

 

мұндағы L – аралық ұзақтығы, км

 

%.

Шарт орындалу қажет

 

,

 

мұнда   .

 

Сол себепті,

.

 

H(g) ұзаруын ескеріп, % алу үшін оптималды биіктікті көрсетеміз. Тіректері негізінен құбыр тәріздес діңгек 2,5м негізгі диаметрі, ол 6,5 және 11м секция ұзындығынан тұрады. Мысалы, h1=65м үшін -11м алты секциядан, h2=15м үшін 1 секция-11м және 1секция-6,5м.  

 

3.8. Көпсәулелі таралу әсерінен радиобайланыстың  нашарлау уақытын есептеу

 

         Ұзақтығы бірнеше километрден асатын радиолинияны модельдеу кезінде аса сындырушы қабаттармен шартталған таза атмосферада тына қалудың төрт механизмі есепке алыну керек:

а) сәуленің ұлғаюы (ағылшын тілді әдебиеттерде бұл құбылыс сәулені фокустау (расфокусировка) деп аталады);

б) антеннадағы шешілу (развязка);

в) көпсәулелі беттік таралу;

г) көпсәулелі атмосфералық таралу.

         Бұл механизмдердің көбісі өзімен-өзі немесе басқалармен комбинацияда пайда болады. Қатты жиілік-талдағыш өшулер тура сәуленің фокусталуы, сәуленің беттен шағылуымен үйлескенде туады, бұл көпсәулелік таралу себебінен тына қалуларға әкеледі. Атмосферадағы шағын турбулентті толқулар кернеуін тудыратын жылтылдаған тына қалулар бұл механизмдерде әрқашан кездеседі, бірақ 400 ГГц-тен төмен жиіліктерде, олардың жалпы тына қалулар таралуына әсері өте аз.  Таржолақты жүйелерде орташа жаманырақ айда қабылданған сигнал деңгейі, шамадан аспайтын Тинт уақытының пайызы тына қалулардың үлкен тереңдігінде келесі жуық асимметриялық өрнек арқылы анықталады;

, %,

 

мұндағы – A=Ft – тына қалу қоры, дБ;

d – аралық ұзақтығы, км;

f – жиілік, ГГц;

K – жердің климаты мен бедерінің әсерін ескеретін коэффициент;

Q – жолдың басқа параметрлерін ескеретін коэффициент;

B, C – аймақтық әсерді ескеретін коэффициент.

 

,

 

мұндағы PL=5%=0.05 – рефракцияның тік градиенті бар уақыт пайызы.

 

CLAT и CLON коэффициенттері Қазақстан үшін 0-ге тең.

 

 

 

мұндағы  - радиокүрежолдың  еңкеюі, мрад,

бұл жерде h1, h2 – м;

d – км.

В=0.89; С=3.6

 Мысал.

 

%

 

Rз = 6370 км = 6.37 6 м – Жердің радиусы.

Жер бетінің дөң болуымен пайда болатын R1=R/2 болған кезде R кез келген интервалдың ұзақтығына кедергінің максималды биіктігі

 

yмакс=R2/8Rз

 

Rз=6370км болған кезде практикалық түрдегі есептеудің жеткілікті нақтылық деңгейін былай алуға болады

 

yмакс=1.96-22, м,

 

мұнда R  км түрінде берілген.

 

3.9. Көпсәулелі тарату себебінен байланыс бұзылуының уақыт нормаларын тексеру

 

Жоғары сапалы байланыс үшін байланыстың нашарлану уақытының рұқсат етілген мәнінің нормасы

 

 

мұндағы L – аралық  ұзақтығы, км;

2500 – эталонды гипотетикалық желі ұзындығы.

Мына шарт орындалу керек

 

.

 

Мысал.

 

%.

 

%.

 

 

3.10. Есептеу нәтижелері туралы қорытынды

 

         Бұл жұмыста цифрлық хабарларды тарататын тура көрінуі бар радиорелейлі желі модельденді және есептелінді. Станциялардың орналасу орнын таңдауда негізгі үш фактор есепке алынды: кіріс жолдарының бар болуы, ауданда электро қоректенудің бары, елді мекендер арасында байланысты жүзеге асыру.

         Алынған нәтижелерге қарағанда, даяр еместік нормалары ең созылыңқы аралықтарда да орындалатынын көреміз. Жаңбыр кезіндегі тына қалулар дұрыс поляризацияны таңдау, яғни радиотолқындардың субрефракциясы – антенналарды ілудің оңтайлы деңгейін таңдау әсерінен кеміді.

 

 4. Жерсеріктік  линиялардың энергетикалық есептемесі

 

         Жерсеріктік  линияның байланысы екі аймақтан тұрады: жер-Жерсеріктік және Жерсеріктік-жер. Энергетикалық мағынасы бойынша осы екі аймақта тығыз орналасқан. Біріншісі, ол таратушының қуатының азаюына ұмтылуы және жер станциясының қысқаруы. Екіншісі, массаға байланысты шектеу жасау, оның қуатын шектеуші борттық ретранслятордың энергия пайдалануы.

Жерсеріктік  сызықтың негізгі ерекшелігі-сигналдың үлкен дәрежеде жоғалуы өлшеумен шартталған және оның энергиясы үлкен физикалық күрежолға  созылып жатыр. Орбитаның ИСЗ 36мың км биіктікте күрежолдағы сигналдың өшуі 200дб жетуі мүмкін. Бұдан басқа кеңістіктегі сигналдың өшуіне басқа да факторлар әсер етеді. Мысалы, атмосферадағы жазықтықтың, Фарадейлік айналуы, рефракция, деполяризация және т.б.

       Басқа жағынан қабылдағыш құрылғымен жердің станциясының өзіндік флуктуациялық шуларыннан басқада кедергілер: космостың, планетаның және күннің сәуле шығаруы әсер етеді, бұл шарттар дұрыс және нақты факторлардың әсер етуін оптималды жүйені оптималды жасау. 

 

4.1. линияның  «жоғары» және «төмен» есептелуінің мысалы.

 

Е станциясы үшін жерсеріктік  жүйенің төмен линиясы  үшін энергетикалық есептеу жүргізу.

Бастапқы түпнұсқалар:

 

 3 –Кесте қабылдау параметрлері ЖС Е

Жиіліктік диапазон

14/11 ГГц

Координаталар

Антенна диаметрі

10 м

Қатынасы Рс/Рш

15 дБ

Қабылдауыштың коэффиценттік шуы

7 дБ

Жиіліктік жолақшаның эффективтілігі

28 МГц

КПДАФТ, дБ 

0,9

Шумдық  температура антенасы

100 К

 

 4 - Кесте Бортты ретранслятордың параметрлері Е

Жиіліктік диапазоны

14/11 ГГц

Координаталары

Антенаның күшейткіш коэффиценті

19 дБ

Қабылдағыштың коэффицент шуы           

8 дБ

Жиіліктік жолақшаның эффективтілігі

36 МГц

КПДАФТ, дБ

0,9

Шумдік температурасы СЛС

95 К

Қуаттың спектральды  тығыздығы

-51 дБВт/Гц

 

Есептеуде қосымша радиотолқынның энергиясының әлсіреуін мынадай бөліктерінде ескеру керек: жауын шашында жұтылуы 0,8 дБ, поляризациялық жоғалту 0,9 дБ, рефракция нәтижесінде жоғалуы  0,2 дБ.

Жоғарғы линия үшін коэффициент қоры, а = 6 дБ;

  Төменгі линия үшін коэффициент қоры, b = 1,2 дБ;

 

Есептеудің мақсаты:

Жердің жіберуші  РПРДЗ станциясының қуатының мәнін және РПРДБ борттық ретрансляторының қуатын анықтау, осы себептен жерсеріктік канал кедергі болса да сенімді жұмыс істейді және керек емес энергетикалық қор сақтамайды

4.2.Жіберуші ҒС және қабылдаушы ЖС антеналардың ара қашықтығын есептейміз. 

 

,

мұнда

xЗС – жер станциясының ұзындығы;

 – жер және космостық станцияларының ұзақтығының айырмасы.

Сондықтан

Онда  км

 

4.3. Қабылдаушы трактың шу температурасының қосындысы.

 

,

 

 

где ТА – антенаның шумдық температурасы;

Т0 » 290 К;

 – қабылдағыштың меншіктік шумдық температурасы.

 

 К

 К 

 

4.4. Антеннаның күшейту коэффициенті

,

 

Мұнда  – антеннаның беттік қолдану коэффициенті (0,6¸0,8);

 – антеннаның  диаметрі;

  – Толқын ұзындығы.

м

 

4.5. Күрежолдағы  қосымша әлсіреуі  (атмосферадағы сигналдың энергиясының жұтылуы, рефракция әсерінен жоғалуы, антеннаның полеризациясының келіспеушілігінің әсерінен жоғалуы)

дБ немесе 1,55 есе.

 ҒС жіберушісінің қуаты

 

,

 

 

 

d –  ҒС және ЖС арасындағы арақашықтық;

–Күрежолдағы  қосымша әлсіреу;

k = 1,38·10-23 Вт/Гц×град – Больцман тұрақтысы;

=2065,6 К – шуылдық температураның қосындысы;

Dfш.З. = 28 МГц – қабылдағыштың шуылдық жолағы;

Шарт бойынша бортты ретранслятордың күшейту коэффиценті 19 дБ тең, немесе қатынастық бірлікке айландыра отырып  рет, төмен линия үшін қор коэффициенті b = 1,2 дБ немесе 1,32 рет, қабылдайтын ЖС және борттық ретранслятор үшін КПДАФТ 0,9 дБ немесе 1,23 ретке тең.

Сонымен (5) формулаға берілгендерді қойғанда, келесіні аламыз

 

 рет

немесе дБ.

 

 

4.6. Сигналдың әлсіреуі

 

 d –ҒС және ЖС арасындағы арақашықтық;

      – толқын ұзындығы.

 

дБ.

 

4.7. Қабылдағыштың кірісіндегі шуылдың  қуат қосындысы

,

 

 k = 1,38·10-23 Вт/Гц×град – Больцман тұрақтысы;

=2065,6 К – Шуылдың қосынды температурасы;

Dfn = 28 МГц – Қабылдағыштың шуылдық жолағы.

 

 пВт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Сурет. «Төмен» аумақтағы  ҒС-ЖС деңгейінің диаграммасы

 

4.8.«Жоғарғы» линия Жерсеріктік байланыс жүйесі, Е станциясы берілгендері үшін энергетикалық есептеу жасау. 

Бастапқы берілгені:

 

 

5- Кесте  ЖС Е тапсырушының параметрлері

 Жиілік диапазоны

14/11 ГГц

Координаттар

Антенна диаметрі

10 м

 Рс/Рш қатынасы

15 дБ

 Эффективтік линия жиілігі

36 МГц

КПДАФТ, дБ 

0,95

Спектрлік қуат тығыздығы

-33 дБВт/Гц

 

 

5 Е- Кесте Борттық ретранслятор параметрлері

Жиілік диапазоны

14/11 ГГц

Координаттар

Антеннаның күшейту коэффициенті

19 дБ

Қабылдағыштың шуыл коэффициенті                 

8 дБ

Эффективтік линия  жиілігі

36 МГц

КПДАФТ, дБ

0,9

 СЛС шуылдық температурасы

95 К

Спектрлік қуат тығыздығы

-51 дБВт/Гц

 

Есептеулерде мына аймақтарда: 0,8 дБ  қалдықпен жұтылуы, 0,9 дБ  поляризацианы жоғалтуы және 0,2 дБ рефракция әсерінен жоғалту энергиясының  қосымша әлсіреуін есепке алған жөн.

Жоғары линия үшін қордың коэффициенті, а = 6 дБ;

Төменгі линия үшін қордың коэффициенті, b = 1,2 дБ;

 

ЕСЕПТЕУДІҢ МАҚСАТЫ

РПРДЗ Жердегі тарату станциясының тарату құрылғысының  қуатын анықтау және бөгеуілдер кезінде де ғарыштық канал сенімді жұмыс істейтін және қажетсіз энергетикалық қорлары жоқ  РПРДБ борттық ретранслятордың тарату  құрылғысының қуатын анықтау керек.

4.9. Таратушы ҒС және қабылдаушы ЖС антенналар арасындағы ара қашықтықты есептейік,

 

,

 

Мұнда

 

xЗС –жердегі станцияның ені;

 – жердің және ғарыштық станцияларының арасындағы  ұзақтығының айырмасы.

 

Сондықтан

Сонда  км

 

4.10. Қабылдаушы тракттың суммарлы шуыл температурасы

 

,

 

 мұнда ТА – СЛС шулдық температура;

Т0 » 290 К; 

 

 – қабылдағыштың өзінің шуылдық температурасы.

 

 К

 К

 

4.11. ЖС антеннасының күшейту коэффиценті

 

,

 

 – антенна бетінің қолданылу коэффиценті (0,6¸0,8);

 –антенна диаметрі;

 –толқын ұзындығы.

м

4.12. Күрежолдағы қосымша әлсіреу (атмосферада сигнал энергиясының жұтылуы, рефракция кесірінен жоғалтулар, антенна пояризациясының келтірілмегендігінен жоғалтулар)

дБ немесе 1,55 есе.

ЖС таратқыш қуаты

 

,

 

d – ҒС және ЖС арақашықтығы;

а = 6дБ (3,98 рет)

– Күрежолдағы  қосымша әлсіреу;

k = 1,38·10-23 Вт/Гц×град – Больцман тұрақтысы;

=2382,8 К – шуылдың температура қосындысы;

Dfш.Б. = 36 МГц – қабылдағыштың шуылдық жолағы;

Шарт бойынша борттық антеннаның көбейту коэффиценті 19 дБ-ге тең, немесе қатынастық бірлікке ауыстырсақ, келесіні аламыз рет.

Сонда берілгендерді (4.12) формулаға қойып, келесіні аламыз

 

Вт

немесе дБ.

                                              

4.13. Сигналдың әлсіреуі

 

 

 d –  ҒС и ЖС арақашықтығы;

 – толқын ұзындығы.

 

дБ.

 

6. Қабылдағыш шуылындағы шуылдар қуатының суммасы

 

,

 

 

k = 1,38·10-23 Вт/Гц×град – Больцман тұрақтысы;

=2382,8 К – шуылдық температура қосындысы;

 

Dfn = 36 МГц – қабылдағыштың шуылдық жолағы;

 

 пВт

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Сурет. ЖС-ҒС «Жоғарғы» аймағындағы деңгейлік диаграмма

 

5.   Жерсеріктік  жүйедегі электромагниттік сыйымдылықты есептеу

 

         Қандай да бір жүйенің қажеттіліктерін анықтау үшін жүйелер арасындағы ұқсас мүмкін бөгеуілдердің бағасы жеңілдетілген болып жүргізіледі, бөгеуіл әсерінен Жерсеріктік  желінің эквивалентті шуылдық температурасының үлкеюі секілді есепте қорытылған, сонымен бірге анықталған радиобайланыс регламентіндегі басты мәнінің пайыздық түрі  көрсетілген. Екі бағыттағы бөгеуілдің нені сараптайтынына басты назар аудару керек, яғни бөгеуілдер берілген жүйенің құрылуы секілді, сонымен  қатар қолдануы. Бастапқы мәннің үлкеюі сызықтың эквивалентті шуылдық температурасының кез келген сарапталған жүйенің керекті координаталарын  қорытындысы үшін жеткілікті.

   Жүйенің эквиваленті шуылдық температурасының айналуын есептегенде 2 мүмкін болатын жағдайды қарастыру керек:

1)     екі жүйе бірігіп бір немесе бірнеше жиілік жолағын қолданады, сәйкес жолақтардағы тарату бағыты екі жүйеде де сәйкес келеді.

2)     екі жүйе бірігіп, бір немесе бірнеше жиілік жолағын қолданады, сәйкес жолақтардағы тарату қарама-қарсы бағытта жүргізіледі. 

 

5.1. Берілген мәліметтер

ВС ( В жүйесі С жүйесіне әсер етеді)

 

6-Кесте Жер станциясындағы қолданылатын параметрлер

Жүйе

Диапазон,

 ГГц

Координат-

Тар А

 Антеннаның

 диаметрі, м

Шуылдық  

температура,

 К

Спектрлік қуаттың

тығыздығы

 дБВт/Гц

ң   В

  14/11

  83°, в.д.

  57°, с.ш.

          16

     100

     -32

  С

  14/11

  56°, в.д.

 42°, с.ш.

          12

     90

    -30

 

 7- Кесте Борттық ретранслятордың қабылдау және жіберу үшін параметрлері бірдей.

   Жүйе

Диапазон, ГГц

  Координаттар

Антеннаның 

күшейткіш

коэффициенті,  дБ

 

Спектрлік қуаттың

тығыздығы

 дБВт/Гц

    В

      14/11

     57°, в.д.

         14

    -54

     С

      14/11

    63°, в.д.

         25

    -53

  

5.2. Жерлік станция мен геостационарлық жерсеріктің арасындағы қашықтықты анықтау 

 

, мұнда

 -сәйкесінше ендік жер станциясы және бойлық бойынша Жерсеріктіктен жер станциясының айырмашылығы;

ЗCв → ҒСв арасындағы иілу қашықтығы- d1

 

 км

ЗCв → ҒСс арасындағы иілу қашықтығы- d2

 км

ҒCв → ЖСс арасындағы иілу қашықтығы- d3

 

5.3. Екі геостационарлық Жерсеріктің  арасындағы топоцентрлік бұрыштың тасымалдануы   -Жерсеріктіктер арасындағы бұрыш,

 

км

 

5.4. Жердегі станциядан тарату, күшейту коэффициентін D шарт бойынша есептейміз:

  - бұл бұрыш  антенаның өсі арқылы есептелінеді , мынадай шартта

 

 

5.5. Жер станциясындағы антеннаның Е күшейту коэффициентін шарт бойынша есептейміз.

 

дБ

 ЖС антеннасының күшейту коэффициенті

Станция:    D - G3M (t) = 11,76 дБ

Е - G3M (t) = 11,76 дБ

 

5.6. Қабылдау  антеннасы шығысындағы ғарыштық станцияның қабылдау жүйесінің шуылдық температурасының үлкеюі

, где

 

 -ЖС кедергісі бар антеннаға берілген, қуаттың минималды тығыздығы ,

 дБВт/Гц

ғарыштық станция антеннасының күшейткіш коэффициенті

 

дБ

 -  жіберу ЖС антеннасын күшейту

дБ

 - Жер-Серік желісіндегі жіберу шығындары

 

, дБ

дБК

К

 

5.7. ЖС қабылдау жүйесінің қабылдау антеннаның шығысындағы шуыл температурасының өсуі

 

,

 

 –кедергі жасайтын серіктіктің антеннасына жақындатылатын қуаттың минималды тығыздығы

 

 дБВт/Гц

 

 - қабылдайтын ЖС антеннасының күшеюі

 

дБ

 -Жерсеріктің жіберу антеннасының күшеюі

дБ

 

Lg –Жерсеріктіктің -Жер желісіндегі шығындар

 

, дБ

дБК

К

 

5.8.  Желінің эквивалентті шуыл температурасының өсуі

 

 

осындағы  = -15 дБ (0,032) - Жерсеріктік желінің ғарыштық  станциясындағы жіберуші антеннаның шығысы мен жер станциясындағы қабылдау антеннасының арасындағы жіберу коэффициенті

 

 К

 

5.9.  Жүйенің қабылдау трактысының тиімді шуыл температурасының өсуі

 

                               

 

әсеріне тартылады да, берілген 6%-тен жоғары болады

Демек, жүйелер арасында түзетілу жасалу керек.

 

 

 

 

 

 

4 - сурет  Екі ғарыштық жүйелердің өзара байланысын түсіндіру

 

Әдебиеттер тізімі 

1. Л. Г. Мордухович, А. П. Степанов системы радиосвязи. Курсовое проектирование: Учебное пособие для высших учебных заведений. – Москва: Радио и связь, 1987

2. Л. Г. Мордухович Радиорелейные линии связи. Курсовое и дипломное проектирование: Учебное пособие для техникумов. – Москва: Радио и связь, 1989

3. Системы радиосвязи / Под редакцией Н. И. Калашникова. – Москва: Радио и связь, 1988

4. Справочник по радиорелейной связи. Каменский Н. Н. и др. / Под редакцией С. Н. Березина. – Москва: Радио и связь, 1981

5. Радиосистемы управления. Под ред. В.А. Вейцеля.- Москва: Высшее образование, 2005.

6. Полет космических аппаратов. Под общей редакцией А.С. В.Виницкого. -Москва: Радио и Связь, 1993.

 

А қосымшасы

 

Нұсқа

УНУ, м

Жердің белгісі, м

Ro, км

f, ГГц

Аппаратура

1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

200

150

180

100

300

250

150

180

200

100

210/0

200/0

220/0

120/0

315/0

250/0

170/0

200/0

210/0

150/0

250/5

300/10

250/15

150/10

330/10

270/5

200/10

220/15

220/10

140/15

300/15

200/15

200/25

200/20

325/15

285/10

200/20

240/20

230/15

160/25

250/20

180/20

220/30

250/25

360/25

270/15

180/30

240/30

230/20

140/20

250/30

150/25

230/35

200/30

320/40

280/25

160/45

220/40

230/25

140/30

30

25

35

30

40

25

45

40

25

30

7,5

23

8

14,5

13

22

15

8,5

22

18

NERA

NERA

NERA

NERA

NERA

Pasolink

Pasolink

NERA

Pasolink

Pasolink

8 - кесте

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б қосымшасы

,  және параметрлерін анықтау үшін

 

9 – Кесте  Вертикаль өтімділік градиентінің қалыпты ауытқуы және орта мәні

 

 

1. Солтүстік-батыс  Европа территориясында (ЕТС)

(Кольсктік жартылай арал, Карелия, Прибалтика, Белоруссия)

 

– 9

 

7

2. Орталық ЕТС аймақтары

– 10

8

3. Оңтүстік-батыс ЕТС (Курсктық обл., Воронеж обл., Украина, Молдавия)

     – 9

7,5

4. Поволжья, Дона, Краснодар және Ставропол ,  Кырымның дала аймақтары

– 8

8,5

5. Оренбург обл және  ЕТС  оңтүстік-батыс аймақтары

– 6

7

6. Каспий жанындағы аймақтар

– 13

10

7. Орта Азияның каспий аймақтары және Апшерондық жартыарал

– 11

11

8. Оңтүстік  Қазақстанның шөл дала аймақтары

– 6

10

9. Оңтүстік Сібір мен Қазақстанның далалық линиялары

–7

9

10. Батыс-Сібір ойпатының орта линиясы

– 10

9

11. Шығыс Сібір (Якутия, Красноярск аймағы)

– 7

9

 

 

 

 5 - сурет  y параметрін анықтау

 

 

В қосымшасы

 

10 – Кесте Өшуді бағалау үшін регрессия коэффициенттері

 

Жиілік, ГГц

1

0,0000387

0,0000352

0,912

0,880

2

0,0001540

0,000138

0,963

0,923

4

0,00065

0,000591

1,121

1,075

6

0,00175

0,00155

1,308

1,265

7

0,00301

0,00265

1,332

1,312

8

0,00454

0,00395

1,327

1,31

10

0,101

0,00887

1,276

1,264

12

0,0188

0,0168

1,217

1,2

15

0,0367

0,0335

1,154

1,128

20

0,0751

0,0691

1,099

1,065

25

0,124

0,113

1,061

1,03

30

0,187

0,167

1,021

1

35

0,283

0,233

0,979

0,963

40

0,35

0,51

0,939

0,929

 

 

Г қосымшасы

 

 

      

 

6 - сурет  Vo  параметрлерге тәуелділік              7-сурет T(Vmin)% анықтау графигі 

   

Мазмұны 

Кіріспе

3

1 Курстық жұмысты орындауға арналған тапсырмалар

4

1  №1  тапсырма (А қосымшасы)

4

2  № 2 тапсырма,  №3 (1 - кесте, Б қосымшасы)

4

3  Есептеудің мысалы  

5

3.1.Техникалық тапсырма  

5

3.2. Аралықтың ұзындық бойынша жердің профилін құру

5

3.3. Антеннаны ілу биктігінің ең тиімді таңдауы

7

3.4. Қату кезінде қорды есептеу

8

3.5. Уақыт бойынша жаңбырдың әсерінен байланыстың нашарлауы

9

3.6. Радиотолқындардың субрефракциясы үшін байланыс нашарлауының уақытын есептеу

10

3.7. Дайын емес  нормаларды тексеру

12

3.8. Көпсәулелі тарату себебінен радиобайланыс бұзылуының уақытын есептеу

13

3.9. Көпсәулелі тарату себебінен байланыс бұзылуының уақыт нормаларын тексеру

15

3.10. Есептеу нәтижелері туралы  қорытынды

15

4. Жерсеріктік  линиялардың энергетикалық есептемесі

16

4.1. линияның  «жоғары» және «төмен» есептелуінің мысалы

16

5. Жерсеріктік  жүйедегі электромагниттік сыйымдылықты есептеу

24

Әдебиеттер тізімі  

26

А   қосымшасы

27

Б   қосымшасы

28

В   қосымшасы

29

Г   қосымшасы

30

Мазмұны

31