Расчёт эффективности коротковолновой радиолинии на группе частот

Определение расстояния между узлами связи, азимута на корреспондента, координат точки отражения. Расчет суточного хода максимально применимой частоты трассы. Оптимальная рабочая частота, время перехода с дневной на ночную и с ночной на дневную частоты.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

КАФЕДРА СВЯЗИ

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине:

"Устройство и эксплуатация военных систем радиосвязи оперативно-тактического звена управления"

на тему:

"Расчёт эффективности коротковолновой радиолинии на группе частот"

Работу выполнил:

курсант Сень В.А.

МИНСК

2013



Содержание

Введение

Исходные данные

1. Определение расстояния между узлами связи, азимута на корреспондента, координат точки отражения

2. Определение суточного хода МПЧ трассы

3. Определение ОРЧ, времени перехода с дневной на ночную, с ночной на дневную частоты

4. Расчет напряженности поля в точке приема

4.1 Определение действующих высот отражений и необходимых углов излучения

4.2 Расчет эффективных значений напряженности поля сигналов в точке передачи, пересчитанных к 1,2 кВт

4.3 Расчет средних уровней сигналов и их рассеяния на входе приёмника

5. Расчет напряженности помехи в точке приема

6. Расчет энергетического потенциала КВ радиолинии

7. Выбор антенн

Выводы

Литература



Введение

К коротким волнам (КВ) относятся радиоволны с частотами 3…30 МГц (длинами волн 10…100 м соответственно). В отличие от более коротких волн, которые распространяются земной волной, декаметровые волны распространяются, в основном, путем отражения от ионосферы. Радиус действия земной волны в диапазоне коротких волн сравнительно невелик и при обычно используемых мощностях передатчиков не превышает нескольких десятков километров. Это обусловлено потерями в полупроводящей поверхности Земли и большими потерями в процессе дифракции вдоль Земли.

Но короткие волны могут распространяться на многие тысячи километров путем многократных последовательных отражений от ионосферы и Земли (рис.2.1), и для этого не требуются передатчики большой мощности, т.к. поглощение энергии волны незначительно и уменьшается, в отличие от потерь в земной поверхности, по мере роста частоты. Дальность связи ионосферной волной может составлять несколько тысяч километров.

Это уникальное свойство диапазона KB и используется для построения систем дальней связи.

Однако существуют некоторые особенности распространения КВ:

1. Зависимость условий распространения ионосферной радиоволны от времени суток, месяца, сезона года и цикла солнечной активности;

2. Многообразие видов траекторий волн и углов их наклона;

3. Наличие зон молчания;

4. Глубокие замирания сигнала вследствие многолучёвости;

5. Радиоэхо.

Данные особенности необходимо учитывать при расчётах и эксплуатации радиолиний КВ. В частности, сильная зависимость условий распространения ионосферных волн от времени суток может привести к тому, что при использовании фиксированной частоты качество работы радиолинии в течение суток будет различным, а в некоторые отрезки времени радиосвязь может вообще отсутствовать. Это приводит к необходимости определения суточного хода рабочей частоты и составлению волнового расписания.

Под показателем эффективности понимается количественная мера способности радиосвязи выполнять отдельные требования в заданных условиях функционирования. Однако возможность их выполнения зависит ещё от целого ряда других факторов, часть из которых носит случайный характер, изменяется во времени. Таким образом, показатели эффективности радиосвязи должны либо иметь вероятностный смысл, либо являться усредненными характеристиками радиосвязи. Радиосвязь в КВ диапазоне имеет специфику, поэтому для оценки её эффективности приняты различные показатели.

Оценка КВ радиолинии осуществляется по следующим показателям:

1. Вероятности обеспечения связи с достоверностью не хуже заданной (надёжность связи);

2. Вероятности своевременной передачи сообщения известного объёма с достоверностью не хуже заданной.

Методика расчёта перечисленных показателей учитывает все основные факторы, влияющие на эффективность радиосвязи.



Исходные данные

Исходные данные для расчета берутся из таблицы согласно порядкового номера в журнале.

Вариант № 16

1. Тип радиостанции - Р-161А-2М;

2. Конечные пункты узла связи - Гродно-Полоцк;

3. Мощность передатчика - 1,2 кВт;

4. Количество антенн - 1шт;

5. Вид сигнала - А3J-A1;

6. Требуемое качество связи - 25(дБ);

7. Скорость передачи информации - 25 Бод (сл/мин);

8. Объем сообщения - 300 слов;

9. Время года -январь;

10. Время связи - 00.00 - 02.00, 12.00-14.00.

Примечание:

1.Время московское дискретное;

2.Время работы на узлах связи - местное;

3.Год со средней активностью (число Вольфа W=50).



1. Определение расстояния между узлами связи, азимута на корреспондента, координат точки отражения

Для определения длины трассы и координат точек отражения или контрольных точек по заданным координатам конечных пунктов использовал "Карту Белоруссии".

Дальность связи d=437,07 км;

Азимут на корреспондента г=287°.

Максимальная дальность одного скачка при отражении от слоя F1 составляет 3000 - 4000 км, при отражении от слоя F2 - 3000 км, а при отражении от слоя Е - 1000 км. Рассчитываемую трассу будем рассматривать как односкачковую, поэтому точка отражения находится на середине трассы.

Географические координаты:

ь точки отражения: 54,19°с.ш., 27,08°в.д.

ь Гродно: 53° 80' с.ш., 23° 80' в.д.

ь Орша: 54? 57' с.ш., 30 °35' в.д.



2. Определение суточного хода МПЧ трассы

узел связь азимут частота

МПЧ определяют расчётным или экспериментальным путём с использованием данных наклонного и возвратно-наклонного зондирования. До настоящего времени экспериментальный путь определения МПЧ является наиболее точным. Вместе с тем, на практике при эксплуатации КВ радиолиний для определения МПЧ используют в основном расчётные методы. В их основе - пересчёт данных вертикального зондирования ионосферы на наклонное падение с использованием теорем эквивалентности и закона секанса.

Существующие расчётные методы определения МПЧ разделяют на графоаналитические, аналитические, эмпирические. Графоаналитический метод определения МПЧ использует высотно-частотные характеристики и кривые передачи или ионосферные карты и графики.

Аналитический метод - это расчёт МПЧ с помощью уравнения для дальности скачка.

Эмпирический метод - использование эмпирических коэффициентов для пересчёта данных вертикального зондирования на наклонное падение.

В данной курсовой работе я использую графоаналитический метод определения МПЧ по ионосферным картам месячных прогнозов.

Для выбора частот КВ радиосвязи на предстоящее время Институтом прикладной геофизики Российской Федерации (ИПГ РФ, г. Москва) разрабатываются и рассылаются заказчикам месячные прогнозы. Указания о порядке пользования месячным прогнозом с необходимыми для расчётов графиками и номограммами издано отдельно, и, кроме того, ежегодно приводятся в июльском месячном прогнозе.

Месячный прогноз составляется по медианным значениям МПЧ, т.е. на среднее для данного месяца спокойное состояние ионосферы. Точность прогноза МПЧ зависит от точности прогнозирования точности солнечной активности на месяц, данные о которой в виде сглаженного относительного числа солнечных пятен W приводятся в прогнозе на обратной стороне титульного листа. Состояние ионосферы представлено в прогнозе для трёх регулярных слоёв E, F1, F2 в виде карт, на которых указаны значения критических частот.

При расчете МПЧ трассы учитываются все слои ионосферы (F2,F1,E) и для каждого часа выбирается наибольшая из МПЧ, принадлежавших различным слоям. Наибольшая МПЧ получается для слоя F2.

На рис.1 изображена ионосферная карта прогноза, для относительного числа солнечных пятен W=50, для широт 45? с.ш. - 55? в.д., для слоя F2 и дальности связи 500 км.

Рисунок 1 - Суточный ход МПЧ для слоя F2, широта 55 - 65°

Значения МПЧ занесены в таблицу 1.



Таблица 1

Время, ч	00	02	12	14
МПЧ, МГц	5,9	5,8	13,4	13,3

Для времени связи с 00.00 до 02.00 fмпч =5,85 МГц;

Для времени связи с 12.00 до 14.00 fмпч =13...