Передающие сети радиовещания России

         СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1.1 Передающие сети радиовещания России…………………………………………..2

1.2 Аппаратура РРЛ «Р-600 2М»………………………………………………………….……5

2. Карта, описание местности, выбор и обоснование Ф…………………………..9

3. Расчет  дуги земной поверхности, построение

     профиля интервала…………………………………………………………………………12

4. Предварительный  расчет высот антенных опор……………………………......16

5. Определение  множителя ослабления………………………………………………...18

6. Расчет  основных параметров трассы……………………………………………….…..22

7. Расчет  и построение диаграммы уровней сигнала……………………………..24

8. Расчет  высот антенных опор по оптимальному  просвету…………………..28

9. Расчет нелинейных переходных шумов

     в групповом тракте………………………………………………………………………….34

10. Список  используемой литературы……………………………………………………..36

 

    1. Передающие  сети радиовещания России
 

         Развитие  передающих сетей радиовещания в  России прошло несколько этапов. На каждом проблема решалась комплексно  с учетом возможностей отечественной  промышленности, уровня развития средств  электросвязи и электрификации страны, а также других объективных условий.

                   Многонациональный состав населения  нашей страны и огромная территория  обслуживания потребовали особого  подхода к планированию сетей  радиовещания, отличающегося от  мировой практики. Так, в 20-30-х гг. было принято решение о пропорциональном развитии эфирных и проводных средств радиосвязи; при этом ограниченный возможностями промышленности  и уровнем электрификации страны выпуск радиоприемников компенсировался   массовым производством громкоговорителей  для сетей проводного вещания. Возросшие мощности радиопромышленности и ускорение электрификации страны позволили в 50-х гг. начать широкое развитие сети вещания на метровых волнах с частотной модуляцией. Совмещение передающих средств этих сетей дает значительную экономию средств и обеспечивает примерно одинаковые зоны обслуживания.

         

                 На начальных этапах развития  радиовещания предпочтение было  отдано диапазону километровых  волн, обеспечивающему примерно  равное качество обслуживания в дневное и ночное время. В это же время для внутреннего вещания использовались и декаметровые волны, благодаря чему прием московских передач обеспечивался на расстояниях в тысячи километров.

           Передающие радиовещательные станции  строились с единичной мощностью, заметно превышающей мощности, принятые в других странах.

         

                      Лишь в начале 60-х гг. сложились  условия для ускоренного развития  синхронных сетей вещания и  на гектометровых волнах с  передатчиками мощностью в единицы  и десятки киловатт, а также для постепенного отказа от использования декаметровых волн для внутреннего вещания,из-за недостаточно высокого качества приема программ.

                      Сложившиеся передающие сети  в настоящее время обеспечивают  охват всей территории страны. Для обеспечения качественного приема радиовещательных программ за рубежом в СССР в 80-е годы были введены в эксплуатацию спутниковые системы "Орбита-РВ", "Радикал", а также телевизионная система "Москва". Спутниковая система "Москва", наряду с передачей телевизионных программ, обеспечивает резервный канал для передачи сигналов звукового радиовещания на широкую сеть УКВ-станций России, работающих в диапазонах частот 65,9…74 и 100…108 МГц. В системе "Москва" качество звукового сигнала соответствует каналу первого класса (полоса 50 Гц…10 кГц), в то время как в сети УКВ/ЧМ - станций может быть обеспечено качество каналов высшего класса.

               Экономическое построение сетей  обеспечивается единой автоматизированной  сетью связи страны (ЕАСС) путем  организации на ней практически всех каналов подачи программ.

                     При этом рационально используются каналы подачи программ, организованные по наземным и спутниковым системам передачи, что позволяет с высоким качеством передавать центральные программы

 на тысячи  километров от Москвы и далее распределять их по каналам наземных линий связи, используя дуплексные стволы радиорелейных линий для обмена программами и не загружая радиорелейные линии центральными программами на т территории, где их распределение не предусмотрено. 
 
 
 
 
 
 

     

       
 
 
 
 
 
 
 

 

     

     

                    

1.2 Аппаратура  РРЛ «Р-600 2М» 

     Радиорелейная система Р-600 2М предназначена для организации магистральных РРЛ, рассчитанных на передачу сигналов многоканальной телефонии и телевидения.

     Аппаратура  этой радиорелейной системы работает в диапазоне 3400- 3900 МГц по двухчастотному плану распределения частот. План частот позволяет организовать шесть широкополосных и два узкополосных стволов служебной связи. 

     

    Блок  КС и четыре передатчика. Каждый передатчик включает в себя блок передачи Блок Пд и блок гетеродина передатчика ГПд.

    Блок  сложения стволов предназначен для  сложения сигналов передатчиков четырех  стволов с частотным разнесением между ними 56

    МГц.

    В состав блока СлСтв входят четыре волноводных ферритовых циркулятора ФЦ1—ФЦ4 с нагрузкой Ш и четыре семизвенных волноводных полосовых фильтра ПФ1—ПФ4. Фильтры в зависимости от частоты настройки имеют 32 варианта исполнения. Блок СлСтв выпускается в восьми вариантах исполнений, соответствующим восьми типам стоек Пд-4, различающихся частотами настройки: 01357Н, 1357Н, 02468Н, 2468Н, 01357В, 1357В, 02468В, 2468В.

    Работа  блока СлСтв заключается в следующем. Сигнал СВЧ, например четвертого ствола, через свой полосовой фильтр ПФ4 проходит через цепочку

    

    циркуляторов  к выходу блока СВЧ, последовательно отражаясь от фильтров ПФЗ, ПФ2 и ПФ1. Сигналы,  отраженные  от   циркуляторов  из-за  неидеального   их  согласования  и проникающие через них в обратном направлении, а также сигналы, отраженные от антенно-волноводного тракта, проходят через цепочку циркуляторов и поглощаются в нагрузке HI. Аналогично проходят к выходу блока сигналы других стволов.

    Блок  передачи  предназначен для  преобразования  ЧМ  сигнала ПЧ  и колебаний  гетеродина в СВЧ ЧM сигнал передатчика. Блок имеет два варианта исполнения: верхних частот В (когда выделяется верхняя боковая полоса частот) и нижних Н (когда выделяется нижняя боковая полоса частот).

    В состав блока входят мощный УПЧ МУПЧ, смеситель передатчика СмПд, два полноводных ферритовых циркулятора ФЦ5, РЦ6 с нагрузкой Н2 и фильтр гармоник ФГ.

    Мощный  УПЧ состоит из усилителя-ограничителя и мощного конечного усилителя. Амплитудный ограничитель АО выполнен по схеме последовательного ограничителя на диодах. Каскады УПЧ выполнены на «парах» с параллельной обратной связью.

    

      Уровень сигнала ПЧ на ограничителе  контролируется прибором блока  КС стойки. Мощный оконечный усилитель состоит из двух каскадов, выполненных по схеме с общим эмиттером и охваченных сложной обратной связью.

    Смеситель Пд выполнен по балансной параметрической волноводно-коаксиальной схеме на двух варакторных диодах, что позволяет получить на его выходе сравнительно большую мощность. При этом для получения верхней или нижней боковой полосы используется режим с поглощением энергии ненужной боковой полосы. Варакторные диоды включены встречно - последовательно в волноводе сечением 25x58 мм (для диапазона 4 ГГц). Ввод сигнала гетеродина и вывод сигнала боковых полос осуществляется через волноводный канал с помощью двух циркуляторов ФЦ5 и ФЦ6. Циркулятор ФЦ6 направляет сигнал гетеродина, поступающего из блока ГПд, в смеситель СмПд, а преобразованный смесителем сигнал — к циркулятору ФЦ5, а также ослабляет влияние смесителя на блок ГПд.

    Циркулятор  ФЦ5 направляет преобразованный сигнал в фильтр гармоник ФГ, а побочную энергию преобразования — в волноводную нагрузку Н2. Фильтр гармоник ФГ предназначен для снижения уровня излучения передатчика на гармониках основной частоты и представляет собой коаксиальный девятиэлементный фильтр нижних частот, включенный между коаксиально-волноводными переходами. Кроме основного назначения ФГ служит дня поворота плоскости волноводного тракта на 90°.

    Блок  гетеродина передатчика предназначен для получения сигнала гетеродина передатчика с кварцевой стабилизацией частоты и фазовой модуляцией сигналами обслуживания (СО). 
 
 
 

     Основные  технические данные аппаратуры Р-6002М 

     Коэффициент шума приемника, не более…………………….25 единиц

     Номинальное значение входного сигнала приемника

     (при  коротких волнах)………………………………………....1 мкВт

     Минимальный сигнал на входе приемника

     (порог  включения замещающего генератора)………………..100 пВт

     Полоса  пропускания приемопередатчика

     (по  уровню -3 дБ)…………………………………………………38 2 МГц

     Неравномерность АЧХ приемопередатчика 

     в полосе 10 МГц, не более…………………………………...…0,25 дБ

     Неравномерность характеристики группового времени

     запаздывания  в полосе 8,0 МГц, не более…………………….3 нс (размах)

     Напряжение  сигнала промежуточной частоты  на

     основном  выходе приемника…………………………………… .0,5 1 В эфф

     Напряжение  сигнала промежуточной частоты  на

     Входе передатчика………………………………………………0,3-0,5 В эфф

     Выходная  мощность передатчика, не менее…………………..5 Вт  
 
 
 

       

     

     

     2. Карта и описание местности,  выбор и обоснование Ф

         

               Расчет трасс РРЛ  производится при их проектировании, реконструкции и иногда в условиях эксплуатации.

               Общей задачей расчета  является определение качественных показателей работы линии.

               В зависимости от исходных данных расчет может производится двумя  методами:

               1) Если трасса линии  заданна, известны профили интервалов и высоты антенных опор, то производят проверочный расчет качественных показателей. Для этого определяют:

               а) Средние уровни сигнала  на каждом интервале РРЛ;

               б) Мощность шума в верхнем  телефонном канале или отношение  Uшума/Uсигнала в телевизионном стволе на конце линии превышаемые в течении 20% времени;

               в) Устойчивость работы РРЛ;

               Полученные результаты расчетов сравниваются с рекомендациями МККР для гипотетической цепи, после  чего принимаются те или иные решения  по реконструкции и совершенствованию данной РРЛ.

               2) Если при проектировании  РРЛ заданы лишь конечные и  некоторые промежуточные пункты, то производится:

               а) Выбор трассы РРЛ;

               б) Построение профилей интервалов; 
     

         в) Определение высот антенных опор из условия выполнения рекомендаций МККР;

               г) Проверочный расчет мощности шума в верхнем телефонном канале или отношения Uшума/Uсигнала, превышаемое в течении 20% времени;

               д) Проверочный расчет средних уровней сигналов;

               е) Расчет устойчивости работы РРЛ.

               Основной задачей прокладки трассы РРЛ является выбор места установки станции на местности, которые обеспечивали бы надежную связь между оконечными станциями при наименьшем количестве ПРС.

               Для прокладки трассы РРЛ необходимо:

    1. Предварительно выбрать трассу на топологической карте;
    2. Провести рекогносцировку на местности (уточнить местоположение каждой станции в каждом пункте);
    3. Уточнить трассу, если это необходимо;
 
    1. Вычертить профили  всех интервалов трассы.

               Предварительный выбор  трассы РРЛ производится по топографической  карте с масштабом

               М 1:200 000. Он состоит в  выборе таких точек установки  станций на местности, которые удовлетворяют  следующим условиям:

               1) Обеспечивают надежную  связь между ОРС при наименьшем  количестве ретрансляций;

               2) Допускают последующее  наращивание РРЛ, если это необходимо в процессе ее эксплуатации;

           

         

         3) При предварительном выборе трассы  РРЛ связи по картам и в  процессе рекогносцировки кроме  выполнения указанных условий  необходимо учитывать следующие  факторы:

               а) Наличие путей подъезда к выбранным точкам;

               б) Наличие других РРЛ  связи, проходящих в данном районе и  их электромагнитная совместимость  с проектируемой РРЛ;

               в) Выполнение экологических  требований;

               г) Наличие источников электроснабжения;

               д) Наличие существующих инженерных коммуникаций: водопровод, канализация, отопление и другие;

               е) Решение местной  администрации о разрешении установки  антенной опоры и РРС в нужном месте.

               После окончательного выбора мест установки станций, в точках установки антенных опор забиваются колышки, на которых указываются высотные отметки относительно уровня моря. После этого строятся профили интервалов трассы.

         Местность, где проходит данный интервал РРЛ представляет собой среднепересеченную поверхность земли, где находятся овраги, сады, луга и т.д. Эта местность находится в климатическом районе № 11, для которого =-7·10-8, σ=9·10-8.

         Учитывая, что аппаратура работает в диапазоне 3,4-3,9 ГГц и средней длиной волны 8,2 см, с учетом рекомендаций УМТ (Тимищенко, стр 105) выбор коэффициента  отражения Ф≈0,5 
     
     
     

 

     

     

  1. Расчет дуги земной поверхности и построение профиля интервала
 

               Профиль трассы отображает вертикальный разрез местности со всеми  высотными отметками, включая строения, лес и т.д. Для удовлетворительных расчетов точность построения профилей в критических точках должна быть не хуже ±3 м. Для удобства при построении профилей используют параболический масштаб, в котором все высоты откладываются не по радиусам (как в действительности), а по оси ординат, а расстояние не по дуге, а по оси абсцисс. При таком построении линия, изображающая на профиле уровень моря или условный нулевой уровень, от которого отсчитываются все высоты, имеет вид параболы:

         y =

    ·k(1-k)  , где

               k – относительная координата заданной точки.

         k =

    , где

               Ri – расстояние до текущей точки, начиная с лева, где начинается интервал, а затем это расстояние меняется по мере проведения расчета;

               а = 6370 км – номинальный  радиус земли;

               R0 – протяженность интервала в километрах.

               Построение профиля интервала производится в следующей последовательности:

               1) Берут топографическую  карту местности интервала с  масштабом  М 1: 200 000; 

               2) Наносят оси абсцисс  и ординат с учетом выбранного  масштаба для данного интервала;

               3) Рассчитывают и наносят  линию, изображающую уровень моря или условный нулевой уровень. При этом точки определяют по формуле (1) или по специальным графикам;

               4) Пользуясь топографической  картой, наносят высотные отметки  точек профиля относительно условного  уровня на различных расстояниях и соединяют их плавной линией;

               5) На профиле наносят  местные предметы (лес, строения  и др.);

               6) Через точки установки  антенных опор проводят вспомогательную  линию, а затем параллельно  этой линии проводят линию  через наивысшую точку профиля.  В результате чего в точках установки антенных опор будут отображены высоты антенн h1=h2 при нулевом просвете;

         

               7) От этой линии  необходимо провести параллельные  линии для значений просветов  5, 10, 15 и 20 метров.

               Примечание: вертикальный масштаб необходимо принять равным

               Мв 1:1 000 (в 1 сантиметре – 10 метров).

               Расстояние между линией АВ и наивысшей точкой профиля  интервала трассы называют просветом. Если наиболее высокая часть профиля  интервала покрыта лесом, то величина просвета Н, определяется относительно верхушек деревьев, так как лес для УКВ является непрозрачным препятствием. Просвет считается положительным, когда линия АВ проходит выше наиболее высокой точки и отрицательным, когда эта линия пересекает профиль трассы.

           

         

         При отсутствии рефракции ( = 0) в зависимости от величины просвета Н интервалы подразделяются на:

               а) открытые для которых Н ≥ Но, где

               Но – просвет на интервале, при котором поле в  точке приема равно полю свободного пространства.

               Величина Но определяется по формуле:

         Но =

     (2,2) где

               k = kкрит. – относительная координата наиболее высокой (критической) точки интервала.

               б) полуоткрытые, для которых справедливо условие:

         Но  > Н > 0

               в) закрытые – для которых Н < 0. 

№п/п Ri, км k =
,		 k ×(1- k) Y=
× k ×(1- k)
1 0 0 0 0
2 5 0.11 0.1 15.9
3 10 0.22 0.17 27
4 15 0.33 0.22 35
5 20 0.44 0.24 40
6 25 0.55 0.24 40
7 30 0.66 0.22 35
8 35 0.77 0.2 32
9 40 0.88 0.1 15.9
10 45 1 0 0

 

     4.ПРЕДВОРИТЕЛЬНЫЙ  РАСЧЕТ ВЫСОТ АНТЕННЫХ 

          Высоты антенных опор предварительно выбирают из таких условий, чтобы при среднем значении вертикального  градиента  =-7·10-8 тропосферы трасса была открытой. На интервалах РРЛ прямой видимости в большинстве случаев оказывается достаточной относительного просвета, равная

    При меньших значениях  могут наблюдаться замирания за счет экранирования радиоволн препятствиями. Относительный просвет на трассе с учетом рефракции определяется из выражения:

     ;

    ,где

    Н – просвет, определяемый непосредственно  из профиля интервала – 5м;

     - приращение просвета при  заданном значении величины  определяется из выражения;

    ∆Н( ) = - м;

    Н0 – величина просвета на интервале, при котором поле в точке приема равно полю свободного пространства: 

      м;

    ,где  - средняя длина волны-0,082 м; 

    Минимально  допустимый просвет для многоствольных РРЛ с резервными стволами определяется из выражения:

      м;

    Из  технико-экономических соображений  высоты антенных опор на интервале  берут примерно одинаковыми. С учетом вышеизложенных условий непосредственно  откладывается величина просвета на профиле заданного интервала и определяются высоты h1 и h2.Такой расчет (предварительный) не обеспечивает необходимой точности, но является основной для использования более сложных методов расчета. 
 
 

       

     

    5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МНОЖИТЕЛЕЙ ОСЛАБЛЕНИЯ

    5.1 Расчет множителя ослабления  для конкретных реальных условий 

    Влияние поверхности Земли и тропосферы учитывается так, называемым множителем ослабления V. Множитель ослабления зависит  от протяженности трассы, длины рабочей волны, высот подвеса антенн рельефа местности, метеопараметров тропосферы.

    Из-за сложности и многообразия реальных природных условий, практически не возможно создать строгие методы расчета множителя ослабления. С удовлетворительной для практики точностью пользуются приближенными методами, учитывающими влияние рефракции и рельефа местности.

    С учетом указанных рассуждений множитель  ослабления для  конкретных реальных условий определяется по формуле:

    

                    ,где  ;

Передающие сети радиовещания России