Антенны

Приемо-передающее оборудование

 

На внутризоновых РРЛ применяется оборудование системы “Курс-2” или «Курс-8» (2 или 8 – это количество стволов, которое может организовать данное оборудование).

На магистральных РРЛ применяется Р-600, “Восход” – (1320каналов тональной частоты), “Дружба” – (1920 – каналов).

Перечисленное оборудование потребляет большое количество электроэнергии, а также имеет низкую надежность.

“Электроника - связь” – 11Ц – цифровое приемо-передающее оборудование более надежное и меньше потребляет электроэнергии .

Приемо-передающее оборудование на тропосферных линиях функционально не отличается от оборудования РРЛ прямой видимости. Мощность передатчика до 10 кВт. Используются оборудование “Горизонт” – на 60 каналов, ТР – 120 (на 120 каналов), которые позволяют организовать расстояние между промежуточными станциями до 400 км, и ДТР – 12 (на 12 каналов) – до 700 км.

 

 

На магистральных и внутризоновых РРЛ применяются рупорно-параболические двух зеркальные и перископические антенны. На малоканальных – применяются однозеркальные параболические антенны.

Рупорная антенна – представляет собой рупор, иначе она называется пирамидальной антенной (рисунок 4).

 

 

Рис.4. Рупорная антенна.

 

Самостоятельно рупорная антенна используется редко. Чаще входит в состав зеркальных антенн, в которых в качестве отражателя или рефлектора используется металлическое зеркало в форме параболоида, в фокусе которого на конце волновода закреплен рупорный облучатель (рисунок 5).

 

Рис. 5. Однозеркальная антенна.

 

 

Рис. 6. Двух зеркальная антенна

 

Двух зеркальные антенны (рисунок 6) имеют большой коэффициент усиления и большой коэффициент направленного действия. Двух зеркальная антенна имеет более узкую диаграмму направленности с малыми боковыми лепестками (рисунок 7).

 

 

 

Рис.7. Диаграмма направленности.

 

Двух зеркальная антенны удобна тем, что конструкция позволяет располагать приемо-передающую антенну непосредственно за зеркалом в контейнере, уменьшая этим длину волновода.

Недостаток этой антенны – часть энергии, отражаясь от зеркала, попадает обратно в волновод, что уменьшает эффективность передачи энергии сигнала и приводит к искажениям.

От этого недостатка освобождены рупорно-параболические антенны (рисунок 8).

 

Рис. 8. Рупорно-параболическая антенна.

Перископическая антенна изображена на рисунке 9:

 

 

Рис. 9. Перископическая антенна.

 

В качестве фидеров на РР станциях используются:

1. В дециметровом диапазоне – коаксиальный кабель.

2. В сантиметровом диапазоне – волноводы с прямоугольным, круглым и эллиптическим сечением.

 

Антенные опоры. На тропосферных РРЛ антенны располагаются на земле на специальных подставках. Для РРЛ прямой видимости требуется специальные опоры, которые очень дорогостоящие. Это могут быть металлические башни или железобетонные башни.

На магистральных РРЛ, чаще всего, используются железобетонные башни, так как они должны быть рассчитаны на установку большого количества антенн.

На малоканальных РРЛ устанавливаются металлические мачты более простой конструкции.

Оборудование энергопитания состоит из первичного, резервного и гарантированного источников питания. На оконечных и узловых станциях в качестве первичного источника питания применяется внешний источник - линии электропередач.

Промежуточные станции часто находятся далеко от таких внешних источников, поэтому они оснащены собственными дизельэлектростанциями, которых может быть две: одна – основная, вторая – резервная.

Гарантированный источник питания – аккумуляторные батареи.

Для обеспечения высокой надежности работы РРЛ применяется резервирование приемо-передающего оборудования. Применяются две системы резервирования:

1) Постанционная

2) Поучастковая

1) Постанционная система предусматривает для каждого рабочего комплекта приемо-передающего оборудования наличие резервного. При аварии происходит автоматическое переключение на резервное оборудование.

Недостаток – большой объем оборудования и длительное время перехода на резервное оборудование (несколько секунд).

2) Поучастковая система – на каждом направлении связи имеется постоянный включенный резервный ствол. При отсутствии аварии ствол не нагружен. Переход на него осуществляется в течение нескольких миллисекунд, если даже уровень шума в рабочем стволе превысит определенное допустимое значение. В этом случае требуется меньший объем оборудования, так как на один резервный ствол приходится 3-4 рабочих ствола.

 

5.3. Определение оптимальных технико-экономических параметров радиорелейных линий.

 

Для сокращения затрат на строительство радиорелейных линий можно стремиться к уменьшению количества промежуточных станций, но при этом необходимо будет увеличивать мощность передатчиков и поднимать антенны на большую высоту, что приведет со своей стороны к росту капитальных затрат. Поэтому требуется найти оптимальное расстояние между промежуточными станциями по критерию минимизации затрат на строительство радиорелейной линии, которые можно определить по следующему выражению:

 

К= 2К+ К+ К, где:

 

 

К- капитальные затраты на оконечную станцию;

К- капитальные затраты на узловую станцию;

К- капитальные затраты на промежуточную станцию;

L – длина всей РРЛ;

R- расстояние между узловыми станциями;

R- расстояние между промежуточными станциями;

2 – количество оконечных станций.

 

Преобразуем предыдущее выражение в следующую форму:

К= 2К+

На практике сложились следующие соотношения по капитальным затратам и расстоянию между узловыми и промежуточными станциями:

2

КК

Исходя из данных соотношений капитальные затраты на радиорелейную линию:

К= А,

где на практике А = 1,17 1,2.

 

От абсолютной величины капитальных затрат перейдем к удельным капитальным затратам - q на 1 км РРЛ.

q = .

Затраты на промежуточную станцию состоят из следующих составляющих:

К= К+ К(Р, Т) + К(, h) + К(k , h) + К( h), где

К- условно постоянные затраты, которые идут на строительство дорог, подведение линий электропередач, то есть затраты, не зависящие от используемого оборудования;

К(Р, Т) – затраты на приемо-передающее оборудование, которые зависят от мощности передатчика (Р) и срока службы (Т);

К(, h) – затраты на антенну, которые зависят от коэффициента усиления () и высоты антенны (h);

К(k , h) – затраты на опору, которые зависят от коэффициента жесткости опоры (k) и высоты опоры (h);

К( h) – затраты на фидер, которые зависят от высоты опоры (h), (чем выше опора, тем длиннее фидер).

q= ( К+ К+ К+ К)

 

q q_~

q- постоянная составляющая;

q_{~ - переменная составляющая.}

_{Постоянная составляющая при увеличении расстояния между промежуточными станциями будет уменьшаться, а переменная составляющая наоборот будет расти, так как быстрыми темпами будет увеличиваться мощность передатчика, расти высота антенной опоры и т.д. Изменение постоянной и переменной составляющей в зависимости от изменения расстояния между промежуточными станциями можно изобразить графически на рисунке 10.}

 

 

Рис. 10. Изменение удельных капитальных затрат.

_{Определив в соответствии с критерием оптимальности (q) оптимальное расстояние между промежуточными станциями (R), можно определить оптимальные характеристики используемого оборудования (мощность передатчика, высоту опоры и т. д.).}

 

 

6. Организация сети звукового вещания

 

6.1.Задачи и требования, предъявляемые к вещанию

 

Под вещанием подразумевается передача различного рода вещательных программ одновременно большому количеству слушателей или зрителей.

 

Вещание классифицируется по следующим признакам:

1. По видам передаваемых программ.

2. По используемым средствам передачи.

Классификацию вещания можно представить в виде схемы

(рисунок 1)

 

Рис.1. Виды вещания.

 

Требования, предъявляемые к вещанию:

1. Высокое качество содержания и использования программ вещания.

2. Высокое качество передачи программ вещания.

3. Возможность приема программ вещания на всей территории.

4. Минимальные затраты материалов, трудовых и денежных ресурсов на организацию и эксплуатацию систем вещания.

 

Задачи вещания:

1) Создание содержательных вещательных программ.

2) Доведение этих программ до каждого слушателя.

 

Отрасль связи занимается решением второй задачи, и для этой цели разрабатываются технических средств вещания, строятся здания и осуществляется их эксплуатация.

 

 

6.2. Организация единой сети вещания.

 

Сеть звукового вещания – вторичная сеть взаимоувязанных сетей связи, которая может быть представлена в виде блочной структуры (рисунок 2).

 

 

Рис.2. Единая сеть звукового вещания.

 

ИФП – источник формирования программ вещания (относится к радиокомпаниям);

СП – сеть подачи программ вещания – совокупность оборудования и линий, по которым программы вещания подаются от ИФП до передающей сети, если передающая сеть находится на значительном удалении от ИФП;

СПВ – сеть проводного вещания;

ПРД – передающая сеть вещания – совокупность радиовещательных станций, которые должны обеспечить требуемую напряженность поля сигнала в пределах установленной территории;

ПРМ – приемная сеть – совокупность приемных устройств, которые обеспечивают прием программ вещания по эфиру или по проводам (сеть проводного вещания), а также совокупность радиотрансляционных узлов и линейных сооружений сети проводного вещания;

ТП – обеспечивает трансляцию с мест событий;

РВА – радиовещательная аппаратная – это пункт окончательного формирования программы вещания, где находится пульт звукорежиссера, который контролирует и корректирует программу вещания по звучанию;

КРА – коммутационно-распределительная аппаратная, где определяется дальнейший путь следования программы вещания (передающая сеть или сеть подачи);

МКЗВ – междугородний канал звукового вещания (создается для подачи программы вещания от источника формирования программы до передающей сети);

РВС – радиовещательные станции (осуществляет передачу программ вещания в эфир);

ИП – индивидуальное приемное устройство – это может быть эфирный приемник или абонентское устройство сети проводного вещания.

 

6.3.Организация передающей сети вещания.

 

Наибольший удельный вес по стоимости оборудования в единой сети вещания приходится на передающую сеть.

Главное требование к организации передающей сети – обеспечить возможность уверенного приема программ вещания в любом населенном пункте на заданной территории.

При этом ЕЕ,

где Е- напряженность поля сигнала в точке приема;

Е- напряженность поля на границе зоны вещания, определяется в зависимости от используемой длины волны и приоритетов территории по специальным справочникам.

 

 

Рис.3. Распределение напряженности поля по территории вещания.

 

Для организации вещания в соответствии с установленными требованиями, необходимо иметь каналы в различных диапазонах.