Расчет поездной радиосвязи, дальности связи в гектометровом, метровом и дециметровом диапазонах (стр. 2 из 3)
Подводимая мощность зависит от длины фидера lф и затухания в устройстве согласования aсу :
.Р - выходная мощность радиостанции, заданная в таблице,
aф – погонное затухание в фидере на 1 м его длины равно (0,7-0,8),10-2 дБ/м,
aсу= 1,5 дБ.
;Подставляя в формулу (2) полученные значения получим: Е=0,964 мВ/м;
Для обеспечения уверенной связи необходимо, чтобы обеспечивалось нормальное функционирование систем ПPC и отношение сигнал/помеха не менее 2. Из этих соображений и необходимо рассчитывать дальность радиосвязи на перегоне в гектометровом диапазоне.
Соотношение сигнал/помеха:
0,964/1,6 = 0,60
Так как данное соотношение не выполняется, то следует рассчитать дальность диапазона с помощью направляющих линий.
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
; (4)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;
бнп -постоянная затухания направляющих проводов на перегоне, дБ/км (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
; (5)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;
з -к. п. д. индуктивного способа возбуждения направляющих (для расчёта использовать значение 0,6).
a0 - концевое затухание (a0=5 дБ).
Таблица 1.4. Переходное затухание и километрическое затухание
| Характеристики тракта | Апер ,дБ | бнп, дБ/км |
| Волноводный провод на участке с электрической тягой постоянного тока. | 32 | 2-2,5 |
Суммарное затухание зависит линии от типа и количества линейных устройств на участке длиной lур:
; (6)где
затухания, вносимые соответственно схемами высоко частотного обхода тяговой подстанции и нормально разомкнутого разъединителя, дБ (равны по 1 дБ)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 = 0,7 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 (aтр=0.9дБ) (при использовании высокочастотных заградителей в месте отпая не должно превышать 0,1 дБ.);
т- число трансформаторов в пределах lур.
= 2 дБ. 
км.Таким образом, дальность уверенной радиосвязи между стационарными и локомотивными радиостанциями при применении направляющих линий составила 43,67 км.
2. Расчет дальности ПРС в радиосетях диапазона метровых волн 160 МГц
Базовые кривые 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.
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.
Трасса типа 3-легкая горная.
Коэффициентом аm учитывает отличие условий распространения радиоволн на конкретной трассе радиосвязи от условий, при которых снимались базовые кривые. am = -3,4.
Уровень сигнала, дБ, на входе приемника подвижного объекта:
U2 = Е¢2 +аm +Bm +G1 +G2 - a ф1l1- Кэ - aф2l2 -ааф1 Ккc-g2 - Ки - Кв – Км. (7)
где: Е¢2- уровень напряженности поля, отсчитываемый по соответствующей базовой кривой для заданного расстояния; (Е¢2=24 дБ.)
Вм - коэффициент, учитывающий отличие мощности передатчика от мощности 1 Вт;
Вм = l0∙lgP1
Вм = l0∙lg10=10 Вт.
G1 =3; G2 =0- коэффициенты усиления передающей и приемной антенн;
a ф1l1 = 4,2 и aф2l2 = 0,6 - погонные затухания и длины антенных фидеров соответственно передатчика и приемника, дБ;
Кэ - коэффициент экранирования, учитывает ослабление напряженности поля крышевым оборудованием подвижного объекта; Кэ. зависит от типа локомотива и места установки антенны на крыше; для электроподвижного состава Кэ = 2,0 дБ;
М - высотный коэффициент, который учитывает отличие произведения высот установки антенн от 100 м2 ,дБ: M=20∙lg(h1h2/100)
M=20∙lg(75/100) = -2,49 дБ.
Ккс - коэффициент ослабления напряженности поля контактной сетью, для однопутного участка Ккс = 1 дБ;
g2 -коэффициент, учитывающий трансформацию напряженности поля в пространстве к напряжению на разъеме приемной антенны, g2 = 0,12 дБ для антенно-фидерных систем с волновым сопротивлением 50 Ом;
Ки, Км и Кв-вероятностные коэффициенты, которые учитывают флуктуации полезного сигнала вследствие явлений интерференции (Kи), изменения рельефа местности (Км) и изменения рефракции в тропосфере (Кв). При этом Кв = 1,8 дБ; Ки = 5 дБ.
Коэффициент Км зависит от типа трассы. Км = 4 дБ.
U2 =24 - 3,4 +10 + 3 + 0 – 2,49 - 4,2 - 0,6 – 2 – 1 - 0,12 – 1,8 – 5 - 4 = 12,38 Дб.
Дальность связи рассчитывается исходя из условия U2³U2min (где U2min-минимально допустимый уровень полезного сигнала, который необходимо обеспечить на входе приемника радиостанции в конкретных условиях эксплуатации радиосредств, с тем чтобы получить требуемое качество связи).
Минимально допустимый уровень полезного сигнала
| Условия эксплуатации радиосредств | У1П1,2 |
| Участок, электрифицированный на постоянном токе при скорости движения до 120 км/ч: | 8 |
2.2 Поправочные коэффициенты
Коэффициент экранирования Кэ учитывает ослабление напряженности поля, вызванное влиянием металлической крыши и наличием в месте расположения возимой антенны различного оборудования. Значения Кэ для дискоконусных антенн АЛ/2,3, расположенных на крыше тепловоза составляет 2 Дб.
Поправочные коэффициенты учитывают отличие параметров антенно-фидерных трактов, мощности передатчика и рельефа местности от условий.
Коэффициент мощности, дБ:
ВM=10∙lg(P/P1), (8)
Учитывается отличие мощности передатчика P от мощности P1=1 Вт,
RM=10∙lg(10/1)=10
Высотный коэффициент М, дБ:
M=20lg(h1h2/100), (9)
Учитывает отличие произведения высот установки антенн от 100 м2 и используется при расчетах по кривым 1 и 2 (см. рис. 2.1).
M=20lg(75/100)=-2,49 дБ
2.3 Расчет дальности связи между стационарной и возимой радиостанциями
При расчете радиоканала ПРС дальность связи определяется в направлении от стационарной радиостанции к радиостанции подвижного объекта, поскольку условия приема сигналов на подвижном объекте значительно хуже, чем на стационаре из-за более высокого уровня помех.
Уровень сигнала, дБ, на входе приемника возимой радиостанции
u2= E2 + aт + ВМ +G1 + G2 + M - a1l1 - a2l2 – KЭ – KКС – g2 - KИ – KВ – KМ, (10)
Дальность связи «Стационар – локомотив» рассчитывается исходя из условия u2 >u2 мин в такой последовательности:
1) задается минимально допустимое напряжение полезного сигнала на входе приемника возимой радиостанции;
2) определяется значение напряженности поля E2 , считая u2 = u2 мин:
E2= u2 - aт - ВМ - G1 - G2 - M + a1l1 + a2l2 + KЭ + KКС + g2 + KИ + KВ + KМ, (11)
E2=8 - 3,4 – 10 - 3 + 2,49 + 4,2 + 0,6 + 2 + 0,12 + 1 + 5 + 1,8 + 4 = 19,62 Дб.
3) по найденному значению E2 базовой кривой 1 (см. рис. 2.1) определяем дальность связи r .
Дальность связи между стационарной и возимой радиостанциями составляет около 23 км.
2.4 Расчет высоты установки стационарной антенны
Высота стационарной антенны определяется в таком порядке:
1) задается u2 мин на входе приемника возимой радиостанции; u2 мин = 8 Дб;
2) E2=19,62 Дб.
3) Из формулы (10) вычислим значение коэффициента М при заданном u2 = u2 мин;
М = 19,62 – 8 + 10 + 3 – 4,2 – 0,6 – 2 – 1 - 0,12 - 5 - 1,8 - 4 = -2,49
Из формулы (9) при заданной высоте h2 установки возимой антенны вычислим высоту установки стационарной антенны.
; h1= 15,01 м.