РУКОВОДЯЩИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ УЛЬТРАКОРОТКОВОЛНОВОЙ
РАДИОСВЯЗИ В ЭНЕРГОСИСТЕМАХ

 

 

ГЛАВНЫЙ ИНЖЕНЕР ИНСТИТУТА                             (С. РОКОТЯН)

НАЧАЛЬНИК ТЕХНИЧЕСКОГО ОТДЕЛА                   (Н. МУРАШКО)

НАЧАЛЬНИК ОТДЕЛА СРЕДСТВ
ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ МО АСУ                          (В. ИШКИН)

 

 

Москва, 1972 год

 

Предисловие

В Руководящих указаниях рассматриваются вопросы использования УКВ радиосвязи в энергосистемах для ремонтного обслуживания электрических сетей и оперативного обслуживания подстанций без дежурного персонала.

Приведена методика расчета радиоканалов с трассами над среднепересеченной местностью, в горных районах и городах.

Каналы радиосвязи с открытыми и полуоткрытыми трассами не рассчитываются и не проверяются, так как при применяемых в энергосистемах высотах установки антенн и типах радиостанций устойчивая связь будет обеспечена во всех встречающихся на практике случаях.

Поскольку в энергосистемах Советского Союза для установки антенн применяются в основном опоры двух - трех стандартных высот, в настоящих Указаниях дана наиболее рациональная методика поверочных расчетов каналов радиосвязи.

По этой методике проверяется возможность обеспечения устойчивой связи для выбранных на местности пунктов, типа радиостанций, типа и высот установки антенн.

При составлении Указаний были учтены замечания ВНИИЭ, ОРГРЭС, ЦДУ ЕЭС СССР и института Сельэнергопроект.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ.
ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИЙ УКВ РАДИОСВЯЗИ

1.1. В энергетике основное применение УКВ радиосвязь находит в предприятиях, районах и участках электрических сетей, главным образом для организации связи с подвижными объектами.

1.2. В предприятии электрических сетей (ПЭС) УКВ радиосвязь может выполнять следующие функции:

а) связь диспетчера ПЭС и дежурного ремонтно-производственной базы (РПБ) с оперативно-выездными и ремонтно-восстановительными бригадами (ОВБ);

б) связь диспетчера ПЭС с подчиненными ему энергообъектами и с диспетчерами районов электрических сетей;

в) передачу аварийно-предупредительной сигнализации с необслуживаемых подстанций на диспетчерский пункт ПЭС.

1.3. В районе электрических сетей (РЭС) УКВ радиосвязь используется для:

а) связи диспетчера РЭС с подчиненными ему объектами и с дежурными участков электросетей;

б) передачи аварийно-предупредительной сигнализации с необслуживаемых подстанций на диспетчерский пункт РЭС;

в) связи диспетчера РЭС и дежурного РПБ с оперативным и ремонтным персоналом, находящимся на объекте или передвигающимся к месту производства работ.

1.4. В участке электрических сетей (УЭС) радио обеспечивает связь отдельных монтеров, обходчиков и ремонтных автомашин между собой и с дежурным УЭС.

1.5. Для выполнения всех вышеперечисленных функций в энергосистемах могут создаваться следующие функциональные радиосети:

а) диспетчерская радиосеть;

б) радиосеть автоматической телесигнализации;

в) радиосеть для связи с автомашинами ОВБ;

г) радиосеть для связи монтеров, обходчиков или автомашин между собой и с руководителем ремонтно-восстановительных работ.

1.6. Основным принципом организации радиосвязи является создание комплексных радиосетей, позволяющих наиболее эффективно использовать как радиоаппаратуру, так и выделенные для нее рабочие частоты.

1.7. Комплексной радиосетью называется такая сеть, в которой одна и та же аппаратура, работающая на одних и тех же частотах, выполняет несколько различных функций, заменяя собой два или более радиосети, указанные в п. 1.5.

1.8. В качестве основного звена для организации комплексных радиосетей принимается РЭС, поскольку расстояние от его центра до наиболее удаленных точек обслуживания в большинстве случаев соответствует дальности действия УКВ аппаратуры и, следовательно, для обслуживания всей территории достаточно одной сети.

1.9. Комплексная радиосеть в РЭС может обеспечивать выполнение всех функций, указанных в п. 1.3, и создается вместо сетей «а», «б» и «в», указанных в п. 1.5.

1.10. В зависимости от местных условий комплексная сеть РЭС может выполнять не все функции п. 1.3, а только две из них в любой комбинации. При небольшой загрузке комплексной сети допустимо, чтобы она осуществляла и некоторые дополнительные функции, например, связь основных служб района электросетей. Эти вопросы решаются при конкретном проектировании.

1.11. Для ПЭС рекомендуется организация комплексной радиосети, аналогично радиосети РЭС.

1.12. Для выполнения всех функций, указанных в п. 1.2, комплексная радиосеть ПЭС, как правило, выполняется с ретрансляцией для удаленных абонентов. Ретрансляция может осуществляться с использованием радиоканалов или других средств связи (ВЧ каналы, проводные и кабельные линии связи). Ретрансляционные радиостанции рекомендуется устанавливать на диспетчерском пункте РЭС.

1.13. При проектировании УКВ радиосвязи для ремонтно-эксплуатационного обслуживания распределительных сетей необходимо особое внимание уделять выбору режима работы системы связи, правильный выбор которой способствует наиболее рациональному использованию средств радиосвязи и эффективной организации ремонтно-эксплуатационных работ.

1.14. При организации радиосвязи в диапазоне, выделенном Государственной инспекцией электросвязи Министерства связи СССР для энергетики, возможно применение следующих режимов работы системы связи:

а) одночастотный симплексный;

б) двухчастотный симплексный;

в) полудуплексный;

г) дуплексный.

1.15. Для более гибкого обслуживания электрических сетей и рационального использования выделенных частот (см. п. 2.5) для работы комплексных радиосетей рекомендуется применять следующие режимы работы:

1. При смешанной и функциональной схемах управления для радиосетей ПЭС - двухчастотные режимы: двухчастотный симплекс или полудуплекс (центральные радиостанции работают в дуплексном режиме, а абонентские радиостанции в режиме двухчастотного симплекса).

Для радиосетей РЭС - одночастотный симплекс.

2. При территориальной схеме управления - одночастотный или двухчастотный симплекс.

1.16. Дуплексный режим работы рекомендуется применять для промежуточных радиостанций - ретрансляторов и для радиостанций, с которыми осуществляется сопряжение аппаратуры каналов других видов связи.

В исключительных случаях, при невозможности организации каналов диспетчерской связи по другим видам связи, кроме радиосвязи, и отсутствии телесигнализации, может быть использован дуплексный режим работы радиоканала.

1.17. Для вспомогательных радиосетей «г» по п. 1.5 рекомендуется режим одночастотного симплекса с использованием частоты радиосети РЭС.

1.18. Включение в АТС центральных радиостанций комплексных радиосетей не рекомендуется, поскольку эти сети используются, в основном, для связи с подвижными объектами. Возможно включение в АТС центральных дуплексных радиостанций через пульт с ручным соединением.

РАЗДЕЛ ВТОРОЙ.
ВЗАИМНЫЕ ПОМЕХИ В СЕТЯХ РАДИОСВЯЗИ.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАЗНОСУ ЧАСТОТ.
ВЫБОР ЧАСТОТ.

2.1. Организация радиосвязи для оперативного обслуживания распределительных сетей предусматривается по радиальной схеме с установкой центральной радиостанции, как правило, в центре обслуживаемой зоны (на ДП ПЭС, РЭС или РПБ).

2.2. Центральная радиостанция снабжается штыревой антенной, которая устанавливается на антенной опоре высотой 25 - 30 м, а на автомашинах используется штыревая антенна, установленная на высоте 1,5 м. В этих условиях радиосвязь между автомобильной и центральной радиостанциями на среднепересеченной местности будет обеспечена на расстоянии до 35 км, и, следовательно, центральные радиостанции будут располагаться на расстоянии, равном двум радиусам сетей, т.е. примерно через 60 - 70 км.

2.38. В связи с указанным в п. 2.2 при организации радиосвязи в режиме одночастотного симплекса применение для соседних сетей одинаковых рабочих частот не допускается. Частоты можно повторять для сетей, центральные радиостанции которых удалены друг от друга на расстояние около 100 км (зависит от рельефа местности и высоты установки антенны центральных радиостанций).

2.4. При организации радиосвязи в двухчастотных режимах (двухчастотный симплекс, полудуплекс и дуплекс) работа соседних радиосетей без взаимных помех на одинаковых частотах может быть обеспечена при расстоянии между центральными радиостанциями 60 - 70 км. В этом случае влияние центральной радиостанции данной сети на автомобильную радиостанцию соседней сети и наоборот будет практически отсутствовать.

2.5. Для использования в энергосистемах Государственной инспекцией электросвязи Министерства связи СССР выделены 28 частот, имеющие условные номера 1 ÷ 28.

Частоты 10 - 19 выделены для организаций радиоканалов работающих симплексных режимах: частоты 1 - 9 и 20 - 28 - для организации радиоканалов работающих в двухчастотных режимах.

Частоты 20 - 28 рекомендуется использовать для передатчиков центральных радиостанций, а частоты 1 - 9 для передатчиков мобильных радиостанций.

При организации радиоканалов со стационарными радиостанциями допускается использование для передатчиков абонентских или центральных радиостанций подчиненного объекта частот 1 - 9.

Указанные частоты разрешено использовать для организации радиосетей с применением радиостанций серии ФМ.

2.6. Выделенные частоты для организации УКВ радиосетей распределены на 9 групп, по три частоты в каждой группе:

          № группы        № частот       № группы       № частот

                  I                 1, 10, 20              VI              7, 16, 26

                 II                8, 17, 27             VII              4, 13, 23

                III                3, 12, 22             VIII             9, 18, 28

                IV                6, 15, 25              IX              5, 14, 24

                 V                2, 11, 21

При распределении частот радиосетей используется 7 групп (I ÷ VII).

Две группы (VIII и IX) используются в случае организации дополнительных радиосетей в больших городах, для ретрансляции, а также в случае размещения в одной ромбической зоне более одного РЭС.

Для ретрансляции могут быть использованы также частоты и других групп, если это необходимо, для исключения влияний между радиосетями (например, при организации радиоканалов на протяженных линиях электропередачи сверхвысокого напряжения, проходящих по территории нескольких энергосистем) где использованы частоты групп VIII и IX.

Симплексные центральные и мобильные радиостанции радиосетей, работающих в режиме одночастотного и двухчастотного симплекса на всей территории СССР должны иметь канал на частоте № 19.

Работа на частоте № 19 может осуществляться только при необходимости связи между радиостанциями различных сетей, если эта связь не обеспечивается на других частотах.

Управлению дальних электропередач Главцентрэнерго разрешено организовывать симплексную одночастотную радиосеть на частоте № 19 для эксплуатации линий электропередачи.

2.7. Распределение частот по территории СССР выполнено институтом «Энергосетьпроект». Для этой цели территория энергосистемы, на которой организуются УКВ радиосети, разбита на ромбические зоны со стороной 40 км и с острым углом 70 - 75°. Площадь ромбической зоны соответствует, примерно, площади большинства РЭС.

При указанном распределении радиочастот между центральными радиостанциями, имеющими одинаковые частоты, обеспечивается расстояние около 100 км, чем практически исключается влияние между радиосетями. (Пример распределения частот приведен на чертежах № 3554тм-т1-4, 5).

В отдельных случаях допускается перераспределение частот внутри энергосистемы. Перераспределение частот выполняется таким образом, чтобы влияние между радиосетями не превышали допустимой величины.

2.8. При установке в одном пункте двух или более центральных радиостанций, работающих в диапазонах частот 10 - 19 и 20 - 28, антенны этих радиостанций должны быть разнесены на расстояние не менее 100 м, что практически обеспечивает работу радиостанций без взаимных влияний. При этом не рекомендуется размещать рядом радиостанции с разносом частот 25 и 50 кГц.

2.9. Работа действующих радиостанций на старых частотах (диапазон 151, 125 - 152, 650 МГц) разрешена Министерством связи СССР до 1.1.1980 г., после чего все радиосети не переведенные на частоты, указанные в п. 2.5 будут закрыты. В связи с этим рекомендуется осуществлять перевод существующих радиосетей до указанного срока для работы в новом диапазоне частот.

Для этой цели можно рекомендовать замену радиостанций в части РЭС и ПЭС, а существующие радиостанции этих РЭС и ПЭС использовать для расширения других сетей работающих на старых частотах до 1980 г.

РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ.
ПОСТРОЕНИЕ СЕТЕЙ РАДИОСВЯЗИ ДЛЯ РЕМОНТНО-ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО И ОПЕРАТИВНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ И ПОДСТАНЦИЙ.

3.1. При централизованном ремонте распределительных сетей и подстанций средства связи должны обеспечить ремонтным бригадам связь с РПБ в любой момент в течение всего времени производства аварийно-восстановительных работ, а также передачу аварийно-предупредительной сигнализации с подстанций, работающих без постоянного дежурного персонала, на диспетчерский пункт.

3.2. При организации радиосвязи для ремонтного и оперативного обслуживания распределительных сетей и подстанций рекомендуется:

1 - создавать комплексные УКВ радиосети;

2 - для радиосетей предприятий и районов использовать радиостанции серии ФМ соответствующих модификаций;

3 - для радиосетей «г» по п. 1.5 в участках электрических сетей использовать портативные радиостанции серии ФМ;

4 - размещать центральные радиостанции на диспетчерских пунктах ПЭС, РЭС или на территории РПБ;

5 - предусматривать дистанционное управление центральными станциями из двух пунктов (диспетчером ПЭС или РЭС и дежурным РПБ);

6 - устанавливать на каждом диспетчерском пункте две центральные радиостанции (рабочую и резервную) мощностью 10 - 20 Вт.

7 - устанавливать на каждой подстанции без дежурного персонала по одной стационарной радиостанции с блоками телесигнализации;

8 - использовать на центральных радиостанциях штыревые или коллинеарные антенны;

9 - применять для центральных радиостанций, как правило, антенные опоры высотой 25 - 30 м (как исключение - высотой до 45 м);

10 - на подстанциях, работающих без постоянного дежурного персонала, устанавливать направленные антенны, типа «волновой канал» или коллинеарные в случае использования радиостанций в системе дальней радиосвязи (например по типу ДРС-2);

11 - электропитание радиостанций, установленных на подстанциях работающих без постоянного дежурного персонала, осуществлять от сети переменного тока через выпрямитель с автоматическим резервированием от аккумуляторной батареи;

12 - электропитание радиостанций, установленных на аварийно-восстановительных машинах, осуществлять от стартерных аккумуляторных батарей автомашин;

13 - расчет прохождения радиосвязи производить в соответствии с методикой, изложенной в приложении 1 и 2 настоящих Указаний.

3.3. В случае нахождения диспетчерского пункта или сетевого участка на территории с относительно низкими отметками, т.е. на территории, откуда нет возможности организации устойчивой связи, стационарные радиостанции следует выносить на возвышенные места. Аналогичным образом следует поступать при отсутствии возможности обеспечения требуемого отношения сигнал-помеха, т.е. в случае высокого уровня помех радиоприему.

3.4. При дистанционном управлении центральной радиостанцией из двух пунктов (например, с ДП РЭС и дежурным РПБ) преимущественное право работы предоставляется диспетчеру.

3.5. Радиостанции, вынесенные с территории ДП, следует размещать, как правило, в шкафах наружной установки.

3.6. Автотранспорт, на котором устанавливаются передвижные (автомобильные) радиостанции, должен быть оборудован устройством подавления помех, излучаемых системой зажигания двигателя, которым автозавод комплектует автомашину.

3.7. Для обеспечения связи с удаленными энергетическими объектами на антенной опоре стационарной станции до 20 Вт можно совместно со штыревой антенной устанавливать направленную антенну типа «волновой канал», ориентированную в направлении удаленного абонента.

3.8. Для проверки надежности радиосвязи в обслуживаемой зоне выбирается несколько характерных точек (например, вблизи автодорог, на возвышенных местах), для которых производится расчет запаса устойчивости радиосвязи, определяемый как разность между величиной ослабления сигнала на данном участке и максимально допустимым ослаблением на том же участке. Расчет выполняется по профилям, построенным между местом нахождения РПБ и каждой из выбранных точек в обслуживаемой зоне (см. приложение 1).

3.9. По окончании наладки и настройки средств радиосвязи производятся измерения уровней сигнала в различных точках обслуживаемой зоны, на основании которых составляется карта зон уверенной радиосвязи. Пример такой карты приведен на чертеже № 3554тм-т1-9.

3.10. При проектировании аварийно-предупредительной сигнализации с подстанций, работающих без постоянного дежурного персонала, необходимо предусматривать передачу двух сигналов аварийно-предупредительной сигнализации на диспетчерский пункт ПЭС или РЭС. С каждой подстанции передается сигнал аварий (аварийное отключение всех присоединений и основного оборудования) и сигнал неисправности (неисправность основного и вспомогательного оборудования, а также вторичных цепей подстанций).

3.11. Для передачи аварийно-предупредительной сигнализации по радиоканалу на аппаратуре серии ФМ необходимо предусматривать блоки ТЖА и ТЖК.

3.12. Для проектирования УКВ радиосвязи в распределительных сетях необходимо иметь:

а) структурную схему организации эксплуатации рассматриваемого сетевого подразделения;

б) данные о пунктах расположения сетевых подразделений, РПБ и подстанций без дежурного персонала, а также планы служебных помещений;

в) данные о конфигурации распределительных сетей, напряжениях и протяженности линий электропередачи;

г) технические характеристики имеющихся средств радиосвязи;

д) сведения о наличии аварийных источников электропитания;

е) данные о наличии на территории обслуживаемой зоны УКВ радиостанций, их частотах, а также установках, излучающих помехи радиоприему.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
РАСЧЕТ КАНАЛОВ РАДИОСВЯЗИ В МЕТРОВОМ ДИАПАЗОНЕ УЛЬТРАКОРОТКИХ ВОЛН.

П1.1. В настоящем приложении приводится методика расчета каналов радиосвязи, работающих в диапазоне 30 - 300 МГц с трассами над среднепересеченной местностью и в горных районах.

Каналы радиосвязи с открытыми и полуоткрытыми трассами (сюда относятся все трассы, для которых зазор между линией, соединяющей антенны, и наивысшей точкой эквивалентного препятствия больше нуля) не рассчитываются и не проверяются, так как при применяемых в энергосистемах высотах установки антенн и типах радиостанций устойчивая связь будет обеспечена во всех встречающихся на практике случаях.

Поскольку в энергосистемах Советского Союза для установки антенн применяются, в основном, опоры двух - трех стандартных высот, в настоящем разделе дана наиболее рациональная методика поверочных расчетов каналов радиосвязи. По этой методике проверяется возможность обеспечения устойчивой связи для выбранных на местности пунктов, диапазона частот, типа радиостанций, типа и высоты установки антенн.

В основу методики расчета положены монографии А.И. КАЛИНИНА «Расчет трасс радиорелейных линий» (изд-во «Связь», 1964), рекомендация № 370 Международного консультативного Комитета по радио (МККР), а также результаты экспериментальных исследований, проведенных на конкретных трассах и энергообъектах. Расчеты конкретных радиоканалов, выполненные по методике настоящих Указаний, дали хорошие совпадения с данными МККР и экспериментальными измерениями, проведенными Энергосетьпроектом и ВНИИЭ.

П1.2. Расчет необходимо выполнять только для тех каналов, антенны которых расположены в области тени (закрытые трассы), обеспечивая при этом минимально допустимое соотношение сигнал/шум на выходе приемника, которое принято равным 26 дБ (20 раз по напряжению).

При расчете радиоканалов с мобильными радиостанциями, находящимися в месте наличия помех радиоприему (например, на высоковольтных подстанциях и в городах), минимальная величина сигнал/шум может быть принята равной 15 дБ.

П1.3. Расчет каналов радиосвязи ведется, как правило, в одну сторону от передатчика с меньшей мощностью. Если при этом в месте установки радиостанции с передатчиком меньшей мощности имеются помехи от энергетических объектов, то расчет канала следует вести в обе стороны. Расчет ведется в следующем порядке:

а) рассчитывается напряжение сигнала на входе приемника с учетом энергетических параметров аппаратуры (мощности передатчика, коэффициента усиления антенн, коэффициента полезного действия антеннах фидеров на передающем и приемном концах и т.п.) в предположении, что распространение радиоволн происходит в свободном пространстве;

б) определяется множитель ослабления поля свободного пространства, обусловленного рельефом местности и метеорологическими условиями;

в) определяется напряжение сигнала на входе приемника с учетом ослабления поля свободного пространства;

г) определяется возможность обеспечения устойчивой связи при известных значениях сигнала и помехи в точке приема.

П1.4. При распространении радиоволн в свободном пространстве напряжение сигнала на входе приемника определяется по формуле:

                                     (1)

где: λ - длина волны, м;

R₀ - расстояние между корреспондирующими точками, м;

Р₁ - мощность передатчика, Вт;

G₁ и G₂ - коэффициенты усиления соответственно передающей и приемной антенн по мощности, раз (по отношению к полуволновому вибратору), определяющиеся по паспортным данным;

η - коэффициент полезного действия (к.п.д.) антенных фидеров на передающем и приемном концах (отношение мощностей на выходе и входе антенных фидеров);

r_вх - входное сопротивление приемника, Ом.

Длина волны сигнала определяется по формуле:

                                                                (2)

где: f - частота сигнала, МГц.

Коэффициент полезного действия антенных фидеров на передающем и приемном концах определяется по формуле:

                                                  (3)

где: η₁; η₂ - коэффициенты полезного действия антенных фидеров соответственно на передающем и приемном концах;

a₁; a₂ - затухание антенных фидеров соответственно на передающем и приемном концах, дБ;

∆a - дополнительное затухание в антенном фидере за счет неполного согласования радиочастотного кабеля с антеннами, дБ.

Затухание антенного фидера, выполненного из радиочастотного кабеля, определяется по формуле:

a = α · l, дБ,                                                                (4)

где: α - затухание радиочастотного кабеля, дБ/м (определяется по рис. 1, 2);

l - длина антенного фидера, м.

Дополнительное затухание в антенном фидере, обусловленное неполным согласованием радиочастотного кабеля с антеннами, определяется по формуле:

                                                      (5)

где: кбв - коэффициент бегущей волны (в расчетах принимается равным 0,6).

При одинаковых типах радиочастотных кабелей антенных фидеров на передающем и приемном концах и кбв = 0,6 формула (3) примет вид:

                                                       (6)

где: l₁ + l₂ - общая длина антенных фидеров на передающем и приемном концах, м.

П1.5. Реальные условия распространения радиоволн отличаются от условий распространения в свободном пространстве из-за наличия границы раздела земля-атмосфера и неоднородного строения атмосферы. Для учета влияния поверхности земли и неоднородности атмосферы на величину напряженности поля вводится понятие множителя ослабления поля свободного пространства V. Эта величина V определяется, как отношение напряжения сигнала на входе приемника U_вх при распространении радиоволн в реальных условиях к напряжению сигнала на входе приемника U на том же расстоянии R₀ при распространении радиоволн в свободном пространстве

Учет влияния рельефа местности конкретных трасс радиоканалов с трассами над среднепересеченной местностью осуществляется методом аппроксимации реальных препятствий сферами, радиус который определяется видом препятствия (рис. 3).

Для упрощения выполнения расчетов множителя ослабления построение аппроксимирующей сферы на чертежах профиля трассы не производится. Необходимые расчетные величины определяются по формулам (7) - (17) на основании значений, получаемых из графических построений на профиле.

Профили трасс радиоканалов являются основными рабочими материалами, позволяющими рассчитать множитель ослабления. Построение профилей трасс радиоканалов рекомендуется выполнять по картографическому материалу в масштабе, который выбирается в зависимости от протяженности интервала и перепада высот. Построение профилей производится в следующей последовательности:

а) на топографической карте выбранного масштаба (например, 1:100000) места установки радиостанций соединяются прямой линией АБ, как показано на рис. 4;

б) в зависимости от расстояния между радиостанциями и перепада высот местности на трассе выбираются горизонтальный и вертикальный масштабы чертежа профиля в соответствии с таблицей 1;

в) определяются расстояния от одного из пунктов до пересечения прямой АБ с горизонталями; положения этих точек в соответствии с выбранным горизонтальным масштабом наносятся на отрезке АБ чертежа профиля трассы (рис. 4);

Таблица 1

г) строится кривизна земной поверхности для данного расстояния по нескольким точкам, которые следует брать через каждые 5 - 20 км, в зависимости от длины трассы; при этом необходимо пользоваться графиком рис. 5.

На рис. 4 построение кривизны земной поверхности выполнено пунктирной линией;

д) из каждой точки, отмеченной на прямой АБ, восстанавливается перпендикуляр и на нем откладывается (в выбранном вертикальном масштабе) высота кривизны земной поверхности в этой же точке.

Для уменьшения размеров чертежа высоты откладываются от условного уровня, в качестве которого можно принять горизонталь с наименьшей отметкой на данном профиле;

е) в точках А¹ и Б¹ восстанавливаются перпендикуляры, и на них откладываются в выбранном масштабе высоты передающей и приемной антенн h₁ и h₂;

ж) производятся графические построения на чертеже профиля трассы, из которых определяются следующие значения, необходимые для расчета (рис. 4).

R₀ - протяженность интервала, км;

R₁ - расстояние до наивысшей точки эквивалентного препятствия, км;

r - протяженность препятствия, км;

H - зазор между прямой линией, соединяющей передающую и приемную антенны, и наивысшей точкой эквивалентного препятствия, м. Для закрытых трасс величина Н является отрицательной.

Для учета геометрических характеристик реальных трасс, с учетом трансформации профиля за счет рефракции, определяются высоты передающей и приемной антенн над аппроксимирующей сферой:

                                         (7)

                                     (8)

где: K - относительная координата наивысшей точки эквивалентного препятствия

                                                              (9)

Н(g) - расчетный зазор, на трассе с учетом рефракции

                            (10)

в_э - эквивалентный радиус аппроксимирующей сферы

                                                       (11)

В формуле (10) g - вертикальный градиент диэлектрической проницаемости воздуха. Значение g определяется для конкретного климатического района по таблице 2.

Таблица 2

На основании опыта проектирования и эксплуатации радиоканалов в метровом диапазоне УКВ, которые используются в энергосистемах для сигнализации, эксплуатационной связи и диспетчерской связи в низовых звеньях управления, можно считать достаточным требование обеспечения качественной связи в течение 90 % времени работы канала. Значение g в таблице 2 приведены, исходя из этих условий.

Относительные высоты передающей и приемной антенн с учетом радиуса аппроксимирующей сферы и длины волны

                                                                   (12)

                                                                  (13)

где:                                                           (14)

Для определения значения h" вместо формулы (14) можно воспользоваться графиками, приведенными на рис. 8.

в) относительная протяженность интервала с учетом радиуса аппроксимирующей сферы и длины волны:

                                                                 (15)

где:                                                              (16)

Для определения значения R' вместо формулы (16) можно воспользоваться графиками, приведенными на рис. 7.

Множитель ослабления поля свободного пространства определяется, как функция от x, y₁ и y₂

                                              (17)

Графики для определения V(x), V(y₁), V(y₂) приведены на рис. 9, 10.

Учет влияния рельефа местности конкретных трасс радиоканалов с трассами в горных районах осуществляется методом приведения препятствий к виду клиновидных (остроконечных).

Множитель ослабления поля свободного пространства определяется по формуле:

V_r = ΣV_ri, дБ,                                                                (18)

где: V_ri - множитель ослабления обусловленный одним препятствием; рассчитывается в предположении, что остальные препятствия в интервале отсутствуют.

Величина V_ri определяется в следующей последовательности:

а) строится профиль рассчитываемого интервала и выполняются соответствующие построения (см. рис. 15, на котором приведен пример построения в интервале при двух остроконечных препятствиях).

При построении в интервале с двумя препятствиями одно из них принимается главным (на рис. 15 это препятствие М₁). Для второго препятствия М₂ построения выполняются между точками М₁ и В;

б) определяется радиус первой зоны Френеля для каждого интервала.

                                                     (19)

где: f - частота МГц;

d₁ и d₂ - расстояния от корреспондирующих точек до препятствия, км.

В примере на рис. 15 при расчете ослабления от препятствий:

М₁                  d₁ = а;                  d₂ = b + с;

М₂                  d₁ = b;                  d₂ = с;

в) определяется V_r для каждого интервала по графику на рис. 11 в зависимости от параметра

г) по формуле (18) определяется множитель ослабления от двух препятствий.

Если в интервале имеются более двух препятствий, то соответствующим делением интервала на отдельные участки нужно привести его к рассмотренному выше случаю.

На рис. 16 показан пример построения профиля интервала с пятью остроконечными препятствиями. Этот интервал разбивается на два: между точками АМ₃ и М₃В.

Напряжение сигнала на входе приемника с учетом ослабления за счет препятствий и метеорологических условий определяется по формуле:

U_вх = 10^V/20 · U; мкВ,                                                           (20)

где: U - значение, определенное из формулы (1).

Для обеспечения устойчивой связи необходимо выполнение следующего условия (если в точке приема отсутствуют посторонние помехи от энергетических объектов и других источников):

U_вх ≥ U_ч.пр.;                                                                 (21)

где: U_ч.пр. - чувствительность приемника при отношении сигнал/шум, равном 26 дБ.

Если в паспортных данных аппаратуры приведена чувствительность приемника при других значениях сигнал/шум, то ее необходимо привести к значению, соответствующему формуле (21).

В первом приближении U_ч.пр. в таких случаях можно определить по формуле:

                                                     (22)

где: U'_ч.пр. - чувствительность приемника по паспортным данным при отношении сигнал/шум, равном Р_с/ш.

Если для рассчитываемого канала радиосвязи условие (21) не выполняется, то необходимо увеличить высоты антенных опор (или применить более эффективные направленные антенны) либо выбрать другую трассу. После проведения указанных изменений расчет канала необходимо повторить.

П1.6. В тех случаях, когда место установки радиостанций выбирается при высоковольтной подстанции, оборудование которой излучает радиопомехи, следует проверять выполнение условия устойчивой связи при имеющем место уровне помех в точке приема. Проверку выполнения условия устойчивой связи удобнее всего производить путем сравнения напряжения сигнала и помехи на входе приемника.

Для наиболее широко применяемых в энергосистемах радиостанций с частотной и фазовой модуляцией минимально-допустимое отношение сигнала к помехе на входе приемника определяется по формуле:

                                        (23)

где: ∆f - полоса пропускания фильтров приемника до ограничителя амплитуд, кГц;

m - индекс модуляции;

F - полоса частот, в которой измерено напряжение помехи, кГц.

Значения ∆f и m определяются по паспортным данным аппаратуры. Для аппаратуры типа ФМ-10/164 ∆f = 50 кГц, т = 1,1 (при разносе частот между соседними каналами 25 кГц) минимально-допустимое отношение сигнала к помехе на входе приемника составит:

                            (23а)

При т = 3 (при разносе частот между соседними каналами 50 кГц) минимально-допустимое отношение сигнала к помехе на входе приемника составит:

                              (23б)

Для обеспечения устойчивой связи необходимо выполнение условия:

Р_с/п ≥ Р_{с/п мин.}                                                               (24)

где:                                                       (25)

где: U_вх - напряжение сигнала на входе приемника, мкВ;

U_пом - напряжение помехи на частоте сигнала на входе приемника, мкВ, измеренное в полосе F, кГц.

Величину напряжения помех рекомендуется определять путем измерений при установке радиостанций на высоковольтной подстанции.

Измерения помех от оборудования подстанций рекомендуется проводить при операции отключения разъединителя от холостой системы шин, создавая дугу емкостного тока.

Измеренная величина уменьшается на 26 дБ и принимается, как расчетная независимо от высоты установки приемной антенны.

Измерения проводятся по методике МККР приборами с характеристиками, соответствующими рекомендациям МККР с установкой измерительной антенны от источника помех на расстоянии 25 - 30 м.

Если измерения по каким-либо причинам не могут быть выполнены, то в расчетах можно, в первом приближении, пользоваться данными рис. 12.

На рис. 12 приведены расчетные значения напряжения помех в полосе 100 кГц от оборудования действующих подстанций.

Для расчета Р_с/п по формуле (25) расчетное значение U'_пом, необходимо привести ко входу приемника:

 мкВ,                                              (26)

где: G - коэффициент усиления антенны приемника по мощности в направлении источника, излучающего помехи, раз (определяется с учетом диаграммы направленности антенны);

а - затухание антенного фидера приемника, дБ (рекомендуется учитывать при длине фидера более 10 м).

Если величина G выражена в децибелах, формула (26) примет вид:

                                                    (27)

При использовании с приемником направленной антенны, которая ориентируется под углом к источнику помех, величина G, подставляемая в формулы (26) и (27), должна быть определена с учетом диаграммы направленности антенны. Если условие (24) не выполняется, то место установки радиостанции следует отнести от ограды подстанции, после чего расчет по формулам (25) и (26) следует повторить.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2.
РАСЧЕТ ПРОХОЖДЕНИЯ РАДИОСВЯЗИ В ГОРОДАХ

П2.1. Распространение ультракоротких волн в городах происходит в чрезвычайно сложных условиях, так как городские районы для УКВ представляют в высшей степени пересеченную местность. В связи с этим не представляется возможности вывести точные формулы для расчета прохождения радиосвязи.

Расчет прохождения радиосвязи в условиях города рекомендуется производить по эмпирической формуле, которая получена на основании усреднения большого числа измерений (см. журнал «Электросвязь» 1964 г. № 7).

Рассматривается два случая:

а) антенны расположены на крыше здания, выше уровня крыш окружающих зданий.

б) приемная антенна находится ниже уровня крыш (например, на автомашине), а передающая - выше уровня крыш окружающих зданий.

П2.2. Сущность расчета заключается в определении напряженности поля в точке приема.

а) Напряженность поля в точке приема для случаев расположения антенны на крыше здания определяется по формуле:

                                       (28)

где h₁ и h₂ - высоты передающей и приемной антенн от уровня крыши, над которой определяется напряженность поля, м;

Р - мощность передатчика, кВт;

G - коэффициент усиления антенны, раз;

η - коэффициент полезного действия антенного фидера, определяется по формуле (6);

R₀ - расстояние между приемной и передающей радиостанциями, км;

б) Напряженность поля в точке приема в случае расположения приемной антенны ниже уровня крыш зданий определяется по формуле:

                                   (28)

где - h₁ высота передающей антенны, отсчитываемая от уровня крыш здания в месте приема, м.

F - дополнительный множитель, который определяется по графику, рис. 13.

Z = h - h₂ - расстояние от уровня крыш зданий в месте приема до приемной антенны, м; (см. рис. 13).

П2.3. Перевод величины напряженности поля Е, мкВ/м, в величину напряжения на входе приемника U мкВ, производится по формуле:

                                                             (30)

где: h_g - действующая высота антенны.

Для полуволнового вибратора                                                                           (31)

Для четвертьволнового вибратора                                                                   (32)

где λ - длина волны, м (определяется по формуле (2)).

П2.4. С учетом выражений (30), (31), (32) формулы (28) и (29) примут вид.

а) для полуволнового вибратора:

                                        (28а)

                                       (29а)

б) для четвертьволнового вибратора:

                                          (28б)

                                          (29б)

П2.5. В городах имеют место помехи от электроустановок и транспорта, которые необходимо учитывать при расчете радиоканала.

Величину напряжения помех в точке приема целесообразно определять путем измерений при проведении изысканий. Если измерения по каким-либо причинам не могут быть выполнены, то в расчетах, в первом приближении, можно пользоваться средней величиной напряжения помех равной 10 мкВ в полосе 100 кГц. Указанная средняя величина напряжения помех определена госинспекцией электросвязи Министерства связи в городе Москве (отчет ЦТК Госинспекции электросвязи М.С. «Определение уровней радиопомех в г. Москве», 1958 и 1959 гг.).

ПРИЛОЖЕНИЕ 3.
Примеры построения радиосети ПЭС при смешанной схеме управления с использованием системы дальней радиосвязи
ДРС-2
(чертежи № 3554тм-т1-5, 6)

Ниже приводятся два варианта построения радиосети одного ПЭС, электрические сети которого изображены на чертеже № 3554тм-т1-2.

В первом варианте радиосети, описанном в примере 1, показано использование радиоканалов с одной и двумя ретрансляциями. Все центральные и стационарные радиостанции одноканальные, а мобильные радиостанции имеют три канала.

Во втором варианте радиосети того же ПЭС, описанной в примере 2, используются радиоканалы с одной ретрансляцией, благодаря установке на объектах более высокой антенной опоры. Для этого варианта схемы радиосети использованы мобильные радиостанции с двумя каналами.

Пример 1. Вариант радиосети с двумя ретрансляциями.

В данном примере рассматривается организация комплексной радиосети ПЭС с подчиненными ему энергообъектами:

а) четырьмя РЭС, расположенными на подстанциях 4, 7, 10 и 14 (пятый РЭС находится в одном здании с ПЭС - на подстанции 1);

б) четырьмя подстанциями 110 кВ - 2, 3, 6 и 11;

в) десятью оперативно-выездными ремонтными бригадами (ОВБ) ПЭС, которые могут находиться в любой точке территории ПЭС.

С подстанций 110 кВ - 2, 3, 4, 6, 7, 10 и 11 на ПЭС передается телесигнализация.

Для организации радиосети ПЭС в полудуплексном режиме приняты следующие модификации радиостанций серии ФМ:

1) на ПЭС - симплексная центральная двухчастотная радиостанция типа 4В50-318 с дистанционным управлением из двух пунктов, с блоком телесигнализации ТЖК-4;

2) на РЭС 2, 3 и 4 - ретрансляционные дуплексные радиостанции типа 4В50-333 с одним приемо-передатчиком, с дистанционным управлением из одного пункта, с блоком телесигнализации ТЖА-4;

3) на РЭС 5 - переприемная дуплексная радиостанция типа 4В50-321 с одним приемопередатчиком с непосредственным управлением;

4) на подстанциях 2, 3, 6, 11 - оконечные симплексные двухчастотные радиостанции типа 4В50-328 с непосредственным управлением и блоком телесигнализации ТЖК-4;

5) на подстанции 19 - переприемная симплексная двухчастотная радиостанция типа 4В50-326 с двумя приемопередатчиками, с непосредственным управлением;

6) на машинах ОВБ - трехканальная симплексная двухчастотная радиостанция типа 4В50-336 с двумя приемниками.

Частоты каналов радиостанций выбраны из пятой и восьмой групп для двухчастотного режима (2 и 21; 9 и 28) в соответствии с распределением на чертеже № 3554тм-т1-4 и рекомендациями п. 2.5.

Мобильные радиостанции ОВБ имеют каналы на частотах обеих указанных групп.

Частота 11 из пятой группы выделяется для симплексных одночастотных портативных радиостанций ОВБ.

Связь подстанций 2, 3, 7, 10 и РЭС 3, 4, 5 с ДП ПЭС осуществляется по прямым радиоканалам. При связи с этими объектами стационарные радиостанции находятся в оконечном режиме. Связь подстанций 4, 11 и РЭС-2 с ДП ПЭС осуществляется по радиоканалам с одной ретрансляцией, а с подстанции 6 с двумя ретрансляциями. Ретрансляторы установлены на подстанции 19 и РЭС 2 и 4.

Переключение на РЭС 2, 3, 4 радиостанций в режим ретрансляции и подстанции 19 осуществляется автоматически, для чего оператор вызывающей радиостанции посылает с пульта управления специальный сигнал. После этой операции посылается вызов оператору вызываемой радиостанции.

Оперативно-выездные бригады имеют мобильные трёхканальные радиостанции и связь их с ДП ПЭС может осуществляться либо непосредственно с радиостанцией ПЭС на частотах 21/2 (если ОВБ находится в зоне уверенной связи с этой радиостанцией), либо с ретрансляцией через радиостанции на подстанциях 4, 7, 10, 14.

Для связи ОВБ с ДП ПЭС через ретрансляцию оператор мобильной радиостанции должен переключить ее на канал ближайшей ретрансляционной радиостанции и послать с пульта специальный сигнал, автоматически переводящий стационарные радиостанции в режим ретрансляции. После этой операции посылается вызов оператора радиостанции ПЭС. На РЭС 5 радиостанция переводится в режим ретрансляции вручную оператором этой радиостанции.

Связь ДП ПЭС с ОВБ, находящейся в зоне действия ретранслятора, осуществляется аналогично.

При этом мобильная радиостанция должна быть включена на канал ближайшего ретранслятора.

Пример 2. Вариант радиосети с одной ретрансляцией

В примере 2 рассматривается предприятие электрических сетей, разобранное в примере 1. Благодаря установке на подстанции 4 антенн на высоте 45 м, уверенная связь ДП ПЭС с РЭС-2 обеспечивается без ретранслятора (см. чертеж № 35554 тм-т1-9).

Для принятой схемы радиосети ПЭС стало возможным применение двухканальных мобильных радиостанций.

Для указанной схемы радиосети на РЭС 2 устанавливается ретрансляционная дуплексная радиостанция типа 4В50-333, т.е. аналогичная с установленной на РЭС 4.

В остальном схема и принцип работы радиосети ПЭС, а также частоты радиостанций аналогичны с примером 1.

Пример построения УКВ радиосети РЭС при смешанной схеме управления
(чертеж № 3554тм-т1-7)

В данном примере рассматривается комплексная радиосеть РЭС одного предприятия электрических сетей, радиосеть которого описана в примерах 1 и 2.

Обслуживание распределительных сетей 35 кВ и ниже производится районами электрических сетей, которые располагаются при подстанциях 1, 4, 7, 10 и 14.

В рассматриваемом предприятии электросетей организуются радиосети РЭС, работающие независимо от радиосети ПЭС.

Радиосеть РЭС работает в режиме одночастотного симплекса и предназначается для:

а) организации телефонной связи РЭС с бригадами, ведущими ремонт или ликвидацию аварии в распределительных сетях;

б) передачи сигналов неисправности и аварии с подстанций, работающих без дежурного персонала, на ДП РЭС;

в) организации телефонной связи РЭС с подчиненными ему объектами.

Радиосеть РЭС организуется на базе радиостанций серии ФМ, работает в одночастотном симплексном режиме и состоит из:

а) двух центральных радиостанций, установленных на ДП РЭС (одна из них резервная). Центральные радиостанции в РЭС 2, 3 и 4 имеют блоки телесигнализации для получения аварийно-предупредительной сигнализации с подчиненных им подстанций;

б) десяти автомобильных радиостанций, установленных на машинах ремонтных бригад данного РЭС;

в) четырех переносных радиостанций, работающих на частоте данного РЭС;

г) стационарных радиостанций, устанавливаемых на участках электросетей и подчиненных РЭС подстанциях.

Все центральные и мобильные радиостанции РЭС имеют дополнительную общую для всех энергосистем частоту № 19.

Резервная радиостанция на ДП РЭС обеспечивается самостоятельной антенной и антенным фидером. Это позволяет в случае необходимости обеспечить связь с мобильными радиостанциями на частоте № 19 через одну радиостанцию и получение телесигнализации с подстанций, работающих без дежурного персонала через вторую радиостанцию.

Работа радиосети каждого РЭС ясна из чертежа № 3554тм-т1-7 и пояснений не требует.

Частоты радиосетей РЭС выбраны в соответствии с распределением на чертеже № 3554тм-т1-4 и рекомендациями п. 2.5.

Связь ДП РЭС с ДП ПЭС осуществляется по радиоканалу сети ПЭС (см. примеры 1 и 2).

Пример построения УКВ радиосети ПЭС при территориальной схеме управления
(чертеж № 3554тм-т1-8)

При данной структуре эксплуатации ПЭС обслуживание электрических сетей выполняется по территориальному признаку. Линии электропередачи и подстанции всех напряжений, находящихся на территории данного РЭС, обслуживаются ремонтными бригадами этого РЭС. Электрические сети ПЭС показаны на чертеже № 3554тм-т1-2.

В рассматриваемом ПЭС организуется пять комплексных УКВ радиосетей РЭС, работающих независимо друг от друга.

Радиосеть РЭС работает в режиме двухчастотного симплекса и предназначается для:

а) организации телефонной связи ДП РЭС или РПБ с бригадами, ведущими ремонт или ликвидацию аварий на линиях и подстанциях любого напряжения;

б) передачи сигналов неисправности и аварии с подстанций, работающих без дежурного персонала, на ДП РЭС;

в) организации телефонной связи ДП РЭС и ДП ПЭС.

Радиосеть РЭС организуется на базе радиостанций серии ФМ и состоит из:

а) одной центральной трехканальной радиостанции, установленной на ДП РЭС. Первый канал предназначен для связи с автомашинами ремонтных бригад и с подчиненными данному РЭС объектами, второй канал - для резервной связи с ДП ПЭС и третий канал на частоте № 19 - общий для всех радиостанций;

б) десяти трехканальных автомобильных радиостанций, установленных на машинах ремонтных бригад. Первый канал предназначен для связи с ДП РЭС или РПБ, второй канал - для связи машин между собой и третий канал на частоте № 19 - общий для всех радиостанций;

в) стационарных радиостанций, установленных на участках электросетей и подчиненных РЭС подстанциях;

г) одной центральной шестиканальной радиостанции, установленной на ДП ПЭС.

На машинах рембригад ПЭС устанавливаются трехканальные мобильные радиостанции, что позволяет им осуществлять связь с центральной станцией ПЭС и между собой.

Связь ДП ПЭС с каждым РЭС может осуществляться по одному из двух радиоканалов: один общий для всех РЭС (частоты 1 и 20) и второй - соответствующий каналу данного РЭС.

Частоты радиосетей РЭС и ПЭС выбраны в соответствии с распределением на чертеже № 3554тм-т1-4 и рекомендациям п. 2.5. Все центральные и мобильные радиостанции радиосети имеют приемопередатчики с двумя приемниками.

Для обеспечения связей на частоте № 19 и мобильных радиостанций между собой (для ОВБ одного РЭС), мобильные и центральные радиостанции должны быть с двумя приемниками.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4.
ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА КАНАЛОВ РАДИОСВЯЗИ

Пример 1.

Рассчитать канал радиосвязи между пунктами А и Б, расстояние, между которыми R₀ = 47 км. Радиоканал проектируется в районе Поволжья.

Данные для расчета.

Высота передающей антенны h₁ = 45 м, приемной антенны h₂ = 2 м; частота сигнала f = 167,750 МГц; коэффициент усиления передающей антенны по мощности G₁ = 4,3; приемной антенны G₂ = 1; мощности передатчиков радиостанций Р₁ = Р₂ = 8 Вт; чувствительность приемника радиостанции U_ч.пр. = 2 мкВ при Р_с/ш = 15 дБ; коэффициент бегущей волны антенных фидеров равен 0,6; антенные фидеры выполнены кабелем марки РК-50-7-11; длина антенных фидеров на передающем конце l₁ = 50 м; на приемном конце l₂ = 3 м.

Радиостанция на приемном конце, установленная на автомашине, расположена около ограды подстанции 110 кВ. Полоса фильтров приемника до ограничителя амплитуд ∆f = 50 кГц, индекс модуляции m = 1,1.

Профиль, построенный в соответствии с п. 4.5 приведен на рис. 14.

1. Определяется напряжение сигнала на входе приемника при распространении радиоволн в свободном пространстве по формулам (2), (6), (1);

 (величина α = 0,065 дБ/м определена по рис. 2).

2. По формулам (9), (10), (11), (7) и (8) определяются высоты антенн над аппроксимирующей сферой:

 (величина G = 2 · 10^-8 принята согласно таблицы 2)

По графикам на рис. 7 и 8 определяются:

h" = 36 км и R' = 8 км.

Относительные высоты приемной и передающей антенн и относительная протяженность интервала определяются по формулам (12), (13) и (15):

  

3. По графикам на рис. 9 и 10 и формуле (17) определяется множитель ослабления поля свободного пространства:

V_(x) = -83 дБ; V_(y1) = +22 дБ; V_(y2) = +32 дБ;

V = -83 + 22 + 32 = -29 дБ.

4. Напряжение сигнала на входе приемника:

U_вх = 10^-29/20 · 82 = 2,87 мкВ;

т.е. U_вх > U_ч.пр. (2,87 > 2)

Однако, напряжение сигнала на входе приемника менее напряжения помех от подстанции (по рис. 12 U_пом = 5 мкВ). Поэтому автомашина должна быть расположена на некотором расстоянии от подстанции. Минимальное расстояние от подстанции определяется в зависимости от величины Р_{с/п мин.}

По формуле (23) и пункту 4.2.

Отсюда

Из рис. 12 определяется минимальное расстояние мобильной радиостанции от ограды подстанции

S_мин. = 13 м.

Пример 2.

Рассчитать канал радиосвязи между пунктами А и Б, расстояние между которыми R₀ = 45 км. Радиоканал проектируется в горном районе. Профиль трассы радиосвязи с двумя остроконечными препятствиями дан на рис. 15.

Данные для расчета.

Частота сигнала f = 168 МГц; коэффициент усиления передающей антенны по мощности G₁ = 4,3; приемной G₂ = 1; мощности передатчиков радиостанций Р₁ = P₂ = 8 Вт; чувствительность приемника радиостанции U_ч.пр. = 2 мкВ при Р_с/ш = 26 дБ; антенные фидеры выполнены из кабеля марки РК-50-7-11; длина антенных фидеров на передающем конце l₁ = 50 м; на приемном конце l₂ = 3 м.

В соответствии с приведенным профилем трассы Н₁ = -250 м; Н₂ = -50 м; d₁^I = а = 20 км; d₂^I = b + с = 25 км; d₁^II = b = 13 км; d₂^II = с = 12 км.

1. Определяется напряжение на входе приемника при распространении радиоволн в свободном пространстве по формулам (2), (6) и (1):

 (величина α = 0,065 дБ/м определена по рис. 2)

2. По формуле (19) определяется первая зона Френеля для каждого препятствия:

3. По графику на рис. 11 для данного интервала определяется V_r в зависимости от параметров:

m₁ = -250/142 = -1,75; m₂ = -50/105 = -0,47;

V_r1 = -20 дБ; V_r2 = -11 дБ;

V_r = -20 - 11 = -31 дБ.

4. Напряжение сигнала на входе приемника:

U_вх = 10^-31/20 · 79 = 2,2 мкВ.

Поскольку U_вх > U_ч.пр. (2,2 > 2), то на рассчитываемой трассе будет обеспечена радиосвязь.

Пример 3.

Определить множитель ослабления поля свободного пространства при распространении радиоволн в горном районе с пятью остроконечными препятствиями.

Профиль рассчитываемого интервала приведен на рис. 16.

Данные для расчета.

Отсюда:

d^I₁ = 5 км; d^II₁ = 8 км; d^III₁ = 15 км; d^IV₁ = 12 км; d^V₁ = 9 км;

d^I₂ = 10 км; d^II₂ = 3 км; d^III₂ = 30 км; d^IV₂ = 19 км; d^V₂ = 10 км;

H₁ = -50 м; H₂ = 20 м; H₃ = -300 м; H₄ = -40 м; H₅ = -10 м;

1. Определяется первая зона Френеля для каждого препятствия по формуле (19):

2. Определяется параметр m₁ ÷ m₅

3. По графику рис. 11 определяются множители ослабления поля свободного пространства в каждом интервале:

V_r1 = -12 дБ; V_r2 = 3 дБ; V_r3 = -23 дБ; V_r4 = 9 дБ; V_r5 = -7 дБ.

4. Определяется множитель ослабления в рассчитываемом интервале А-Б:

V_r = -12 + 3 - 23 - 9 - 7 = -48 дБ.

3554тм-т1-1

 - Подстанция 110 кВ;  - Подстанция 35 кВ;  - Электростанция;  - Линия электропередачи 110 кВ;  - Линия электропередачи 35 кВ;  - Граница предприятия электросетей;  - Граница района электросетей;  - Диспетчерский пункт предприятия электросетей;  - Диспетчерский пункт района электросетей;  - Территория, с которой обеспечивается связь ремонтных бригад с пунктом управления;  - Центральная УКВ радиостанция мощностью 10 Вт, с дистанционным управлением из двух пунктов;  - Стационарная УКВ радиостанция мощностью 10 Вт с непосредственным управлением;  - Мобильная УКВ радиостанция, мощностью 10 Вт;  - УКВ радиостанция с устройством сигнализации;  - Приемо-передающая антенна кругового излучения симплексной радиостанции;  - Приемо-передающая антенна кругового излучения дуплексной радиостанции;  - Приемо-передающая направленная антенна симплексной радиостанции («волновой канал»)

3554тм-т1-10

Рис. 1 Частотная зависимость величины затухания для кабелей марок:

1 - РК-50-7-11 и РК-50-1-12; 2 - РК-50-9-11; 3 - РК-50-11-11

Рис. 2 Частотная зависимость величины затухания для кабелей марок:

1 - РК-75-7-11; 2 - РК-75-9-13; 3 - РК-75-9-12; 4 - РК-75-13-11; 5 - РК-75-17-12

3554тм-т1-11

Рис. 3 Пояснения к понятию аппроксимации реальных препятствий сферами

Рис. 4 Пример построения профиля трассы радиоканала

К определению множителя ослабления на полуоткрытых и закрытых трассах радиоканалов

3554тм-т1-12

Рис. 5 График значений h для построения кривизны земной поверхности

Высота сегмента h в точке с относительной координатой K вычисляется по формуле.

h = (4/51)R₀²K(1 - K), где R₀ - в километрах; h - в метрах; K = R₁/R₀

Рис. 6 Схема нахождения h

3554тм-т1-13

Рис. 7 Зависимость R' от в_э и λ

Рис. 8 Зависимость h" от в_э и λ

3554тм-т1-14

Рис. 9 Зависимость V(х) от x

Рис. 10 Зависимость V(y) от у

3554тм-т1-15

Рис. 11 Зависимость V_r от H/R

3554тм-т1-16

S - расстояние от приёмной антенны до ограды ОРУ 35 - 500 кВ

Напряжение помех дано для полосы F = 100 кГц.

Рис. 12. График для определения помех, излучаемых высоковольтным оборудованием подстанции 35 - 500 кВ

3554тм-т1-17

Примечание. в - половина ширины улицы, где установлена приемная антенна.

Рис. 13 График для определения дополнительного множителя F для расчета напряженности поля в городах

3554тм-т1-18

Рис. 14 Профиль трассы радиоканалов к примеру 1

3554тм-т1-19

Рис. 15. Профиль трассы радиоканала к примеру 2

Рис. 16 Профиль трассы радиоканала к примеру 3