Содержание 

Задание на курсовую работу 3

Механизм распространения волны метрового диапазона 4

Энергетический расчет радиоканала с оценкой достоверности (вероятности доведения) принятого сообщения 5

Выбор структурной и обоснование функциональной схем устройства 11

Заключение 26

Список литературы 27 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Задание на курсовую работу

     Тема  работы: Цифровой канал радиосвязи с разработкой РПД.

Исходные  данные:

1. Дальность  радиосвязи L=35 км;

2. Мощность  излучения передатчика Р=850 Вт;

З. КНД  передающей антенны   D=1,2 дБ;

4. Тип  приемной антенны: АШ-1,4;

5. Входное  сопротивление приемной антенны  R_a=70 Ом;

6. Диапазон  рабочих частот, (30…70) МГц;

7 Скорость телеграфирования V=150 Бод;

8. Отношение Р_с / Р_ш >9раз на выходе ПРМ;

9. Коэффициент  шума приемника N_ш=6раз;

10. Вид  сигнала А1;

11. Разнос частот  ––;

12. Высоты  размещения антенн: h₁=7м (ПРД), h₂=9м (ПРМ);

13. Избирательность  по зеркальному каналу, дБ ––;

14. Избирательность  по соседнему каналу, дБ ––;

15. Коэффициент нестабильности опорного генератора

16. Длина  сообщения N=11000 , дв.символов;

17. Требуемая  вероятность доведения Рдов=0,95; 

ВЫПОЛНИТЬ

1. Произвести энергетический расчет радиоканала и оценить достоверность принятой цифровой информации.

3. Произвести выбор и обоснование электрической структурной и функциональной схем устройства. 
 

     Механизм  распространения  волны метрового  диапазона

       Особенностью  механизма распространения волн метрового диапазона является то, что с увеличением частоты  коэффициент отражения уменьшается, это приводит к тому, что волна  не преломляется в ионосфере. Таким  образом, рефракция и дифракция  выражены крайне слабо, поэтому механизм распространения включает в себя:

1. прямую земную волну;
2. частичную интерференцию вблизи от точки передачи прямой земной волны и отраженной от Земли (рисунок 1).

       

       Рисунок 1 Механизм распространения радиоволны  

     К достоинствам  метрового диапазона, где  , можно отнести:

1. оптимальные антенны по геометрическому размеру;
2. мощность излучения мала;
3. огромная частотная емкость, т.е. пропускная способность канала связи большая, большая скорость передачи, .

     К существенному и основному недостатку метрового диапазона волн относится малая дальность радиосвязи. Для его компенсации используют следующие способы:

1. использование ретрансляторов (сеть радиорелейной связи);
2. увеличение высоты поднятия передающих и приемных антенн;
3. увеличение мощности передачи.

     Энергетический  расчет радиоканала  с оценкой достоверности (вероятности доведения) принятого сообщения

 

     С точки зрения высот расположения антенн различают два класса задач.

     К первому классу относят задачи,  в которых высота поднятия антенн больше рабочей длины волны: (как в данном случае: ). Это так называемые высокоподнятые антенны, что характерно для диапазонов СВЧ, УВЧ, и во многих случаях ОВЧ.

     Второй  класс задач рассматривает процесс  дифракции радиоволн при низко  расположенных антеннах, когда  . Этот случай характерен для работы в диапазонах ВЧ и более низких.

1) Область расстояний (зона), где применимо то, или иное частотное решение, определяют при высокоподнятых антеннах по соотношению между длиной радиолинии r и предельным расстоянием прямой видимости .

      ,                              (1)

     где h₁ – высота поднятия передающей антенны в м,

           h₂ – высота поднятия приемной антенны в м.

При различают следующие зоны на пути распространения земной волны:

1) освещенную 

2) полутени

3) тени

2) Поскольку заданная дальность радиосвязи превышает дальность прямой радиовидимости , то для дальнейшего расчета напряженности электрического поля будем использовать формулу Фока.

                  (2)

где - мощность излучения передатчика;

 – коэффициент усиления  антенны в разах;

[разы]=10^0,1*[дБ] – формула перехода;

[дБ]=10Lg[разы] – формула перехода;

- КНД передающей антенны;

КПД передающей антенны в метровом диапазоне приблизительно равно , поэтому им можно пренебречь, тогда .

-дальность прямой радиовидимости.

, - эквивалентные высоты антенн.

          (3) 

      (4)

 - эквивалентный радиус Земли

                            (5)

- средняя  длина волны.

- дифракционное поглощение энергии  сигнала на погонный километр  трассы. В городских условиях  , однако напряженность электрического поля тогда будет очень мала. Возьмем .

       (6)

3) Определим  напряжение на входе приемника:

           (7)

где             (8)

-действующая  электрическая высота (длина) антенны;

                – волновое число,                                                                                 

– длина плеча, геометрическая длина  антенны;

4) Найдем  отношение сигнал/шум на входе  детектора приемника:

               (9)

где – коэффициент шума приемника;

- постоянная Больцмана;

Т = 300 – температура окружающей среды;

– полоса пропускания приемника. Зависит от вида сигнала.

     Произведем  преобразование к цифровому сигналу. В данном случае используется телеграфный код со скоростью телеграфирования . Для неискаженной передачи в телеграфных сетях допускается ограничение частотного спектра до значений , тогда частота дискретизации будет равняться . Тогда производительность будет равняться . Следовательно:

      ;               (10)

– сопротивление приемной антенны.

.         (11)

5) Определим  вероятность ошибки в приеме  элемента информационного сообщения:

            (12)

6) Найдем  вероятность доведения всего  сообщения:

             (13)

где - длина сообщения.

Полученная  вероятность доведения всего  сообщения меньше чем заданная вероятность  , это не удовлетворяет условиям задачи. 

Увеличим  высоты поднятия антенн до 19 метров и произведем перерасчет вероятности. 

Проверим  соответствие данного решения заданной вероятности доведения. 

7) Определим  новую дальность прямой радиовидимости:

,            (14)                              

где h₁ –новая высота поднятия передающей антенны в м,

      h₂ –новая высота поднятия приемной антенны в м.

8) Поскольку  заданная дальность радиосвязи  превышает дальность прямой радиовидимости , то для дальнейшего расчета напряженности электрического поля будем использовать формулу Фока.

   (15)

где - мощность излучения передатчика;

 – коэффициент усиления  антенны в разах;

[разы]=10^0,1*[дБ] – формула перехода;

[дБ]=10Lg[разы] – формула перехода;

- КНД передающей антенны;

КПД передающей антенны в метровом диапазоне приблизительно равно , поэтому им можно пренебречь, тогда .

-дальность прямой радиовидимости.

- эквивалентные высоты антенн.

;          (16)

;          (17)

                  (18)

- средняя  длина волны.

- дифракционное поглощение энергии  сигнала на погонный километр  трассы.

9) Определим  напряжение на входе приемника:

            (19)

где  -действующая электрическая высота (длина) антенны;

                           (20)

 –  волновое число,                                                                                 

– длина плеча, геометрическая длина  антенны;

10) Найдем  отношение сигнал/шум на входе  детектора приемника:

             (21)

где – коэффициент шума приемника;

- постоянная Больцмана;

Т = 300 –температура окружающей среды;

– полоса пропускания приемника.

     Произведем  преобразование к цифровому сигналу. В данном случае используется телеграфный код со скоростью телеграфирования . Для неискаженной передачи в телеграфных сетях допускается ограничение частотного спектра до значений , тогда частота дискретизации будет равняться . Тогда производительность будет равняться . Следовательно: