Радиоствол, телефонный ствол, телевизионный ствол, цифровой ствол РРЛ.

Радиоствол, телефонный ствол, телевизионный ствол, цифровой ствол РРЛ.

Стволы РРЛ. На всех станциях одной РРЛ, как правило, уста­навливают однотипные приемники и передатчики СВЧ. В боль­шинстве радиорелейных систем Пр и П на ПРС соединяют по ПЧ. Цепочка таких передатчиков и приемников СВЧ на радиорелей­ном участке образует высокочастотный (ВЧ) ствол. Этот ствол является универсальным, так как по нему можно организовать передачу различных сообщений. Для чего на ОРС и УРС к ВЧ стволу подключают Мд и Дм и соответствующие оконечные уст­ройства. Последние входят в состав модема. Если по ВЧ стволу передают МТС методом аналоговой модуляции, то такой ствол называют телефонным (ТФ). Кроме него методом аналоговой ЧМ организуют телевизионные (ТВ) стволы, по которым передают ТВ программы. Цифровой (ЦФ) ствол организуют, подавая на модулятор РРС цифровой сигнал.

Назначением радиоствола является передача модулированных радиосигналов на расстояние с помощью радиоволн. Радиоствол называется простым, если в его состав входят лишь две оконеч­ные станции и один тракт распространения радиоволн, и состав­ным, если помимо двух оконечных радиостанций он содержит од­ну или несколько ретрансляционных станций, обеспечивающих прием, преобразование, усиление и повторную передачу радиосиг­налов.

Телевизионный ствол образуют око­нечные устройства ТВ ствола, модуляторы, демодуляторы, приемо­передающая аппаратура универсального ВЧ ствола и антенны. Оконечные РРС, как правило, совмещают с телецентрами, откуда на ОРС подают ПТВС и СЗС.

Телефонный ствол образуют оконечные устройства ТФ ствола, модуляторы, демодуляторы, приемопередающая аппаратура уни­версальных ВЧ стволов и антенны. Ем­кость ВЧ ствола ограничена частотой F_B=9 МГц, что соответствует Af=1920. Во многих радиорелейных системах принято переда­вать в ТФ стволе вместе с МТС сигналы СС на частотах, лежащих ниже F_H. Около частоты 9 МГц обычно пере­дают пилот-сигнал (ПС), который нужен для проверки исправно­сти аппаратуры.

Широкополосный ствол РРЛ, предназначен­ный для передачи сигналов в цифровой форме, называют циф­ровым стволом РРЛ.

Схема частотного модулятора

Схема частотного модулятора (рисунок 5.2) содержит разветвитель модулирующего сигнала, два ЧМГ с варикапами – UB1 и UB2 и линеаризующими нагрузками ЛН, смеситель UZ, нагрузкой которого является ПФ Z; настроенный на ПЧ. В ЧМГ UB1 в колебательный контур включены варикапы.

Рисунок 5.2 – Структурная схема частотного модулятора.

14. Частотные демодуляторы. Структурная схема.

Структурная схема и основные параметры. Демодулятор является составной частью модема и служит для выделения модулирующего сигнала из ЧМ сигнала ПЧ с малыми вносимыми искажениями. Демодулятор (рис. 6.13) содержит КГВЗ, УПЧ , амплитудный ограничитель АО , ФНЧ, ЧД и выходной усилитель ВУ. Непосредственно демодуляция происходит в ЧД. Частотные детекторы, применяемые в РРЛ , выполняют демодуляцию в два этапа. Сначала с помощью ЧМ-АМ преобразователя превращают входной ЧМ сигнал в АМ сигнал ПЧ, огибающая которого повторяет закон изменения частоты входного сигнала. Затем выделяют эту огибающую с помощью АД. Сигнал на входе ЧД должен иметь постоянную амплитуду, так как любые ее изменения выделяет АД. Амплитудные ограничители подавляют паразитную АМ сигнала на входе ЧД и уменьшают влияние этой помехи. Процесс ограничения нелинеен. Поэтому на выходе АО вместе с ПЧ сигналом появляются его гармоники. Для их подавления установлен ФНЧ. Усилители ПЧ служат для развязки каскадов схемы и обеспечения необходимых уровней сигнала. Для выравнивания группового времени запаздывания демодулятора в его состав включен корректор ГВЗ. Необходимый выходной уровень принятого сигнала, например МТС, обеспечивает выходной усилитель.

15. Классификация шумов РРЛ.

Для того, чтобы «разобраться с с нелинейными шумами на РРЛ принято тракт передачи делить на 3 составные части: групповой тракт, ВЧ тракт и АФТ. К элементам ГТ относят: групповые усилители; модуляторы и демодуляторы, то есть те элементы по которым проходят немодулированные сигналы). К элементам ВЧ тракта относят приёмники и передатчики (проходят ЧМ сигналы). К элементам АФТ относят антенны, фидеры и среду передачи.

Тепловые шумы делятся на аппаратурные и линейные.

Аппаратурный шум имеет равномерное распределение по частоте и описывается законом нормального распределения.

На входе приёмника присутствуют шумы создаваемые входными устройствами приёмника, в результате сигнал оказывается промодулированным как по амплитуде так и по фазе, наличие паразитной АМ устраняется ограничителем амплитуд который находится в любом ЧДМ. Паразитная ФМ не устранима, поэтому и приводит к появлению шума на выходе ЧДМ.

16. Тепловые шумы в каналах ТЧ РРЛ с ЧМ.

Их порождают собственные ТШ, существующие во всех устройствах РРЛ. Основной вклад вносят ТШ, возникающие в первых каскадах приемника, потому что сиг­нал на входе приемника обычно имеет малый уровень и отношение сигнал-шум в этих каскадах оказывается достаточно невысоким. Тепловые шумы приемника и АФТ принято пересчитывать ко входу приемника. Как показано выше, паразитная ФМ на входе ЧД приводит к появлению шумов на его выходе. В данном случае в ТФ канале появляются тепловые шумы, кото­рые называют ТШ приемника.

Другая причина появления ТШ в ТФ канале - собственные ТШ гетеродинного тракта, главным образом, его автогенератора. Собственные ТШ автогенератора ГТ создают паразитную ФМ его колебаний. Из-за этого сигналы на выходах смесителей приемни­ка и передатчика СВЧ также приобретают паразит­ную ФМ. Следовательно, сигнал, поступающий на вход ЧД на УРС (ОРС), имеет паразитную ФМ, которая в свою очередь при­водит к появлению ТШ в каналах. Такие шумы называются ТШ гетеродинов в ТФ канале. Для подавления таких шумов в гетеродинных трактах устанавливают узкополосные фильтры (часто два таких фильтра — ФУМ и ФУП). Фильтры ограничивают паразит­ную шумовую девиацию частоты сигнала на выходе смесителя Dw_Ш.

В ТФ канале учитывают также ТШ, вносимые устройствами группового тракта непосредственно в ТФ канал. Такие шумы на­зывают ТШ модемов.

17. Переходные шумы группового тракта.

ПЕРЕХОДНЫЕ ШУМЫ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ НЕЛИНЕЙНЫМИ ПЕРЕДАТОЧНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ И АХ.

Реальные модемы, в отличие от идеаль­ных, имеют нелинейные ПХ и АХ устройств. Кроме того, крутизна ПХ ЧД зависит от амплитуды ВЧ сигнала на его входе. Влияние этих факторов рассмотрим раздельно.

Нелинейную характеристику можно представить в виде поли­нома по степеням входного воздействия. Для нелинейной ПХ ЧД вместо (3.6) можно записать

,

где a_Д, b_Д, c_Д –коэффициенты аппроксимации, причём a_Д=k_Д.

или

,

где .

Видим, что на выходе ЧД кроме u(t) появились продукты его нелинейного преобразования e_Г(t) - напряжение переходных шу­мов. Аналогичным образом можно пояснить воздействие нелиней­ности ПХ модуляторов и АХ ГУ. Устройства, через которые в РРЛ проходит сигнал на частотах линейного (группового) спектра, обра­зуют групповой тракт РРЛ (Гр. Т). Шумы, возникающие в ТФ канале из-за нелинейности передаточных характеристик. ЧМД, ЧД и АХ ГУ, называют переходными шумами группового тракта.

18. Переходные шумы антенно-фидерного тракта.

Другим источником паразитной ФМ является АФТ (антенно-фидерный тракт). Поскольку практи­чески в местах подключения АФТ к антенне и аппаратуре всегда имеет место рассогласование, то часть энергии ЧМ сигнала там отражается. На входе приемника одно­временно действуют два сигнала: основной и запаздывающий. Причем, если в момент времени t₁ основной сигнал промодулирован МТС u(t₁), то запаздывающий — МТС u(t₁ — 2t_ф), где t_ф — время распространения СВЧ колебаний в АФТ. Значит фазы сигналов различны. Передают сигнал u_чм, а на входе приемника вместо него получают резуль­тирующее колебание U_p с другими амплитудой и фазой. Поскольку МТС — случайный процесс, то фазы основного и запаздывающего сигналов меняются случайным образом, сле­довательно, и ДФ изменяется по случайному закону и нелинейно связан с u(t). Возникающие вследствие этого в ТФ канале шумы называют переходными шумами из-за отражений в АФТ. Заметим, что результирующий сигнал приобрел также и паразитную AM.

19. Планы распределения частот для одностволовых систем.

Для работы РРЛ выделены полосы частот шириной 400 МГц в диапазоне 2 ГГц (1,7...2,1 ГГц), 500 МГц в диапазонах 4 (3,4... 3,9), 6 (5,67 ...6,17) и 8 (7,9... 8,4) ГГц и шириной 1 ГГц в диапазонах 11 и 13 ГГц и более высокочастотных. Эти полосы рас­пределяют между ВЧ стволами радиорелейной системы по опреде­ленному плану, называемому планом распределения частот. Пла­ны частот составляют так, чтобы обеспечить минимальные взаим­ные помехи между стволами, работающими на общую антенну.

В полосе 400 МГц может быть организовано 6, в полосе 500 МГц — 8 и в полосе 1 ГГц—12 дуплексных ВЧ стволов.

Планы частот для одноствольных систем.

1) 2-х частотный план

В данном случае в каждом направлении связи используется 2 частоты (F1 и F2) и в обратном направлении те же самые частоты. От станции к станции частоты чередуются.

План частот изображается в виде сетки частот:

Стрелка к оси – частота приёма, от оси частота передач.

Двухчастотный план позволяет экономно использовать выделенный диапазон частот.

2) 4-х частотный план:

менее эффективен, но есть свой плюс.

Недостаток – на промежуточной станции ПРС-2 приёмником направления связи слева на право может быть принят сигнал обратного направления. Поэтому в данном случае ставятся жёсткие требования к антеннам, в частности и к такому параметру антенны, который называется КЗД (коэффициент защитного действия). КЗД – есть отношение энергии принимаемой антенной с основного направления к энергии сигнала принимаемого с обратного направления. КЗД = 65 – 70 дБ. Это приводит к усложнению и удорожанию системы. Применяется на магистральных линиях (эффективность использования рабочей частоты).

При 4-х частотном плане КЗД меньше 40 дБ. Антенны проще и дешевле (эффективность использования частоты снижается).

20. Многоствольные планы распределения частот.

а) План частот с чередованием частот приёма – передачи.

Сетка частот трёхствольной системы:

Так как в данном случае частоты приёма – передачи разных стволов находяться рядом, то возникает трудности при изготовлении разделительных фильтров. Поэтому на практике, в данном случае на ПРС используют 4 антенны для разноса частот.

б) План частот с группированием (разнесением) частот приема-передач.

В данном случае весь рабочий диапазон делится на 2 части. В одной располагаются все частоты приёма, в другой частоты передач.

Поэтому упрощаются требования к фильтрам, в связи с этим на ПРС устанавливаются 2 антенны.

Условно, станции на которых частота приёма ние частоты передач обозначают НВ. Если частота приёма выше частоты передач – ВН.

В любом случае станции на РРЛ должны располагаться зигзагообразно.

Если станции расположить в одну линию по прямой, то при определенных условиях возможен прием 4-ой станции от 1-ой. Возникает явление интерференции радиоволн. Поэтому стремятся выдержать условие зигзагообразности.

Угол - между направлением на соседнюю станцию и станцию удаленную от рассматриваемой на 3 пролета должен быть шире чем диаграмма направленности.

Диаграмма направленности – это угловое распределение мощности излучения антенн. При этом различают направление главного излучения и направление обратного излучения.

Радиоствол, телефонный ствол, телевизионный ствол, цифровой ствол РРЛ.

Стволы РРЛ. На всех станциях одной РРЛ, как правило, уста­навливают однотипные приемники и передатчики СВЧ. В боль­шинстве радиорелейных систем Пр и П на ПРС соединяют по ПЧ. Цепочка таких передатчиков и приемников СВЧ на радиорелей­ном участке образует высокочастотный (ВЧ) ствол. Этот ствол является универсальным, так как по нему можно организовать передачу различных сообщений. Для чего на ОРС и УРС к ВЧ стволу подключают Мд и Дм и соответствующие оконечные уст­ройства. Последние входят в состав модема. Если по ВЧ стволу передают МТС методом аналоговой модуляции, то такой ствол называют телефонным (ТФ). Кроме него методом аналоговой ЧМ организуют телевизионные (ТВ) стволы, по которым передают ТВ программы. Цифровой (ЦФ) ствол организуют, подавая на модулятор РРС цифровой сигнал.

Назначением радиоствола является передача модулированных радиосигналов на расстояние с помощью радиоволн. Радиоствол называется простым, если в его состав входят лишь две оконеч­ные станции и один тракт распространения радиоволн, и состав­ным, если помимо двух оконечных радиостанций он содержит од­ну или несколько ретрансляционных станций, обеспечивающих прием, преобразование, усиление и повторную передачу радиосиг­налов.

Телевизионный ствол образуют око­нечные устройства ТВ ствола, модуляторы, демодуляторы, приемо­передающая аппаратура универсального ВЧ ствола и антенны. Оконечные РРС, как правило, совмещают с телецентрами, откуда на ОРС подают ПТВС и СЗС.

Телефонный ствол образуют оконечные устройства ТФ ствола, модуляторы, демодуляторы, приемопередающая аппаратура уни­версальных ВЧ стволов и антенны. Ем­кость ВЧ ствола ограничена частотой F_B=9 МГц, что соответствует Af=1920. Во многих радиорелейных системах принято переда­вать в ТФ стволе вместе с МТС сигналы СС на частотах, лежащих ниже F_H. Около частоты 9 МГц обычно пере­дают пилот-сигнал (ПС), который нужен для проверки исправно­сти аппаратуры.

Широкополосный ствол РРЛ, предназначен­ный для передачи сигналов в цифровой форме, называют циф­ровым стволом РРЛ.