Системы железнодорожной радиосвязи (стр. 4 из 8)
1.4 Расчет дальности связи в гектометровом диапазоне при использовании направляющих линий
Дальность уверенной радиосвязи, км, между стационарными и локомотивными радиостанциями при применении направляющих линий
, (1.5)где Адоп - максимально допустимое затухание сигнала в радиотракте,дБ, (при одновременной работе на антенну и запитку волноводной линии затухание равно 145 дБ [6]);
- суммарные затухания соответственно в станционных, линейных и локомотивных устройствах поездной радиосвязи, дБ;Апер -переходное затухание между направляющими проводами и локомотивной антенной, дБ (см. [2] § 5.4, и данные в табл.1.4);
αнп - постоянная затухания направляющих проводов на перегоне, дБ/км (см. [2] § 5.2, и данные в табл.1.4). Затухание сигнала в локомотивных устройствах определяется в основном к. п. д. согласующего устройства и составляет
= 2 дБ.Суммарное затухание, дБ, на станционных устройствах радиосвязи в общем случае
, (1.6)где aф - погонное затухание фидера; дБ/м; lф - длина фидера, соединяющего радиостанцию с согласующим устройством, м;
асу - затухание, вносимое согласующим устройством, равно 1,5 дБ;
η - к. п. д. индуктивного способа возбуждения направляющих проводов (см. рис. 5.12 в [2]) - изменяется от 1 при непосредственном присоединении к направляющим проводам до 0,4 при несогласовании нагрузки: для расчёта использовать значение 0,6);
a0 - концевое затухание (a0=5 дБ).
Концевое затухание учитывается только при возбуждении волноводного провода и проводов воздушной линии связи, так как при этом только часть мощности передатчика радиостанции передается межпроводной волной, распространяющейся с малым затухание и обеспечивающей радиосвязь на больших расстояниях.
Таблица 1.4
| Переходное и километрическое затуханияТаблица 1.4. Переходное затухание и километрическое затухание | ||
| Характеристики тракта | Апер, дБ | αнп, дБ/км |
| Противофазное возбуждение проводов ДПР, подвешенных с одной стороны путиВолноводный провод на участке с электрической тягой постоянного токаСинфазное возбуждение проводов ДПР, подвешенных с разных сторон путиСинфазное возбуждение проводов цветной цепи линии связи. Линия связи удалена от оси пути на 15 м | 38323245 | 1 -1,22-2,54,5 - 61,8-2,4 |
Суммарное затухание линии зависит от типа и количества линейных устройств на участке длиной lур:
, (1.7)где
затухания, вносимые соответственно схемами высокочастотного обхода тяговой подстанции и нормально разомкнутого разъединителя, дБ (равны по 1 дБ, учитываются только для тех перегонов, на которых расположены подстанции и разъединители);aн - затухание, вызываемое нарушением однородности длины направляющих проводов, дБ; учитывается только при использовании линии ДПР, когда один из них переходит на противоположную сторону пути (aн = 2,6 дБ);
aп - затухание, вносимое изменением сторонности подвески направляющих проводов, дБ; при воздушном переходе провод aп = 0,5 - 0,8 дБ, а при кабельном переходе с использованием согласующих контуров aп = 2,2 дБ;
п - количество переходов направляющих проводов в пределах длины линии;
aтр - затухание, вносимое силовым трансформатором в тракт передачи, дБ (при использование высокочастотных заградителей в месте отпая не должно превышать 0,1 дБ; при включении у силового трансформатора величина затухания изменяется от 0,2 дБ при удалении на 5 м до 0,9 дБ при15 м, автотрансформаторные пункты, установленные на линии 2х25 кВ вносят затухание 4 дБ);
т - число трансформаторов в пределах lур.
Так как
зависит от lур, то сначала определяют для тех устройств, которые не зависят от lур, и по формуле (5) находим предварительное значение lур. Затем, определив п и m на длине lур, уточняют значение и длину lур.II. Расчет дальности ПРС в радиосетях диапазона метровых волн (160 МГц)
2.1 Базовые кривые распространения радиоволн
Расчет дальности поездной радиосвязи, работающей в диапазоне метровых волн, усложняется тем, что приходится учитывать рельеф местности, влияющий на условия распространения радиоволн. Расчет выполняется по базовым кривым распространения (рис.2.1), представляющим собой зависимости медианного значения напряженности поля Е¢2 от расстояния r между точкой приема и источником излучения по прямой линии.
Кривые приведены для следующих условий: h1h2=100м2-произведение высот установки стационарной и локомотивной антенн над поверхностью земли для кривых 1,2; для кривой 3 произведение высот для возимых антенн h1h2=25 м2; Р1=1Вт-мощность излучателя; G= 0 дБ - коэффициент усиления антенны излучателя по отношению к полуволновому вибратору; a1l1=0дБ - затухание в фидере, соединяющем излучатель с антенной; индекс преломления воздуха соответствует стандартной атмосфере (DN=-40); Ккс=0 дБ коэффициент ослабления напряженности поля контактной сетью. Расстояние r отсчитывается по прямой линии.
Рис.2.1 Базовые кривые распространения
Кривая 1 соответствует случаю, когда направление распространения радиоволн совпадает с направлением трассы железной дороги, а кривая 2 - когда не совпадает, кривая 3 используется для расчета связи с локомотивами.
Под высотой установки стационарной антенны h1 понимается так называемая эффективная высота, которая представляет собой возвышение антенны над средним уровнем окружающей местности на расстоянии 0,5 км в направлении связи. Если антенна заслонена в направлении связи промышленными зданиями, жилой застройкой, находящимися на расстоянии 10 - 40 м от антенны, то эффективную высоту следует отсчитывать от верхнего уровня препятствия.
2.2 Типы трасс радиосвязи
Влияние рельефа местности учитывается типом трасс радиосвязи. Трассы поездной радиосвязи по характеру рельефа местности, по которой они проходят, подразделяются на пять типов. Каждому типу соответствует определенное значение коэффициента сложности трассы Кст, которое может колебаться в пределах от 1 до 5. Для более точного определения типа трассы по ее характеристикам введены (условно) понятия нулевого (Кст=0) и шестого (Кст=6) типа трассы.
Трасса типа 1 (равнинная, Кст=1) характеризуется невысокими холмами с глубиной закрытия трассы до 10 м и колебаниями уровня земной DJповерхности не более 15 м. Трасса типа 2- (среднепересеченная, Кст=2) с колебаниями уровня не более 50 м. Она встречается в европейской части России, Сибири и в Казахстане.
Трасса типа 3 (легкая горная, Кст=3) промежуточная между холмистой и сложной горной.
Трасса типа 4 (сложная горная, Кст=4) является типичной для горной местности. Ее профиль характеризуется резкими колебаниями. Глубина закрытия трассы может достигать 60 м. Самая сложная трасса (тип 5, Кст=5) проходит в горной местности, где глубина закрытия трассы превышает 100 м.
Трассы, занимающие промежуточное положение между приведенными выше типами, характеризуются коэффициентами Кст, равными: 1,5; 2,5; 3,5; 4,5.
Тип трассы определяется по ее профилю, который строится на основании данных топографических карт. Для построения профилей трасс радиосвязи типов 1-3 используются карты с масштабом 1: 100000, а для трасс типов 4 и 5-1: 25000 или 1: 50000.
Каждый тип трассы при расчетах характеризуется коэффициентом аm, который учитывает отличие условий распространения радиоволн на конкретной трассе радиосвязи от условий, при которых снимались базовые кривые. Значения аТ для каждого типа трасс приведены ниже в табл.2.1
Таблица 2.1
| КСТ | 1 | 1,5 | 2 | 2,5 | 3 | 3,5 | 4 | 4,5 | 5 |
| аТ, дБ | 3,4 | 3,7 | 0 | -1,7 | -3,4 | -5,1 | -6,8 | -8,5 | -10,2 |
Уровень сигнала, дБ, на входе приемника подвижного объекта
U2 = Е¢2+аТ +Bм +G1 +G2 +M - a ф1l1 - aф2l2 - Кэ - Ккc-g2 - Ки - Кв - Км, (2.1)
где
Е¢2 - уровень напряженности поля, отсчитываемый по соответствующей
базовой кривой для заданного расстояния (рис.2.1);
аТ -коэффициент, учитывающий условия распространения для конкретного типа трассы (см. табл.2.1);
Вм - коэффициент, учитывающий отличие мощности передатчика от мощности 1 Вт; Вм = l0lgP1;
G1 и G2 - коэффициенты усиления передающей и приемной антенн;
М - высотный коэффициент, который учитывает отличие произведения высот установки антенн от 100 м2; М =201g (h1h2/100) дБ;