Определение радиуса зоны обслуживания

Для определения радиуса зоны обслуживания передающей станции пользуются двумя уравнениями:

Здесь: А_з – защитное отношение. Это такое отношение напряженности поля полезного сигнала к напряженности поля помехи (в дБ/мкВм) при котором на выходе приемника обеспечивается удовлетворительное качество принимаемого сигнала;

Е_min – минимальная напряженность поля (таблица 1.1), при которой в отсутствие помех от других станций, обеспечивается удовлетворительное качество приема.

При расчетах зоны обслуживания А_з и Е_min задаются, а Е_с и Е_п – определяются.

 

Таблица 1.1

Вид телевизионного сигнала	Диапазон волн
I	II	III	IV	V
Аналоговый
Цифровой	не используются

 

Границей зоны обслуживания является такая, для которой выполняется

одновременно оба эти условия.

Для определения зоны обслуживания необходимо рассчитать Е_с.

Расчет напряженности поля на границе зоны обслуживания производится по формуле:

где: R – расстояние от передающей антенны до границы зоны обслуживания;

Е(T, L) – напряженность поля, определяемая по кривым международного союза электросвязи (МСЭ-Р, рекомендации 1546), приведенным на рис. 1.1, 1.2 и 1.3;

Т – процент времени, в течение которого напряженность поля превышает ее значение, определяемое по кривым на рис.1.1, 1.2 и 1.3.

Кривые приводятся для Т%=50; 10 и 1. При этом для Т=50% - рассчитывается напряженность поля сигнала, а для Т =10% и 1% - напряженность поля

помехи;

L – это процент мест, в которых напряженность поля сигнала превышает значение, определяемое по кривой. Обычно берется L = 50%. Эта напряженность поля зависит от высоты подвеса передающей антенны;

Р_Σ – излучаемая мощность передающей станции [дБквт] определяется:

Р_Σ = Р_п + G_п + η_п,

где: Р_п – мощность передатчика;

G_п – усиление передающей антенны;

η_п – к.п.д. фидерного тракта.

Кривые МСЭ-Р построены для излучаемой мощности 1 кВт.

К(L) – поправочный коэффициент на процент мест. Он используется только в том случае, если L отличается от 50%.

В цифровом телевизионном вещании принимается L =75%, 95% и 99%.

К(Т) – поправочный коэффициент на процент времени. Если Т отличается от 50%, 10% или 1%, то вводится этот коэффициент.

К(∆h) – поправочный коэффициент на неровность местности;

∆h – перепад высот в зоне обслуживания.

Кривые МСЭ-Р построены для ∆h=50 м (равнинно-холмистая местность). Если ∆h отличается от 50 м, то вводится этот коэффициент.

Для учета неровности местности при расчетах используется эффективная высота передающей антенны h_1э, под которой понимается высота антенны над средним уровнем земли на расстоянии от 3 до 15 км от передающей станции.

С точки зрения приемной антенны определяется высота приемной анте-

нны относительно неровности земли в месте расположения приемной антенны h₂ = 10 м.

В настоящее время кривыми МСЭ-Р можно пользоваться в диапазоне частот от 30 до 3000 МГц. По ним можно рассчитывать как сети телевизион-

ного вещания, так и сети подвижной сотовой связи.

Кривые представлены для семейства частот 100 МГц, 600 МГц и 2000 МГц (три семейства кривых). При этом для каждой частоты приводятся три

семейства: для сочетания (Т%, L%) – (50, 50), (50, 10), (50, 1) и три семейства кривых для поверхности земли, теплого моря и холодного моря. На семействе кривых h₁ – эффективная высота подвеса передающей антенны, а (free space) – свободное пространство.

Чтобы определить напряженность поля на других частотах, например 200 МГц, для заданных параметров передающей станции, рассчитываются напряженности поля для 100 МГц и 600 МГц и методом интерполяции получается напряженность поля для 200 МГц.

Для расчета на частотах выше 2000 МГц для заданных параметров передающей станции рассчитываются напряженности поля для 600 МГц и 2000 МГц и методом экстраполяции определяется напряженность поля для более высоких частот.

Координационное расстояние между двумя передающими станциями, работающими в совмещенном канале в одночастотной сети, называется такое при котором мешающий передатчик не оказывает влияние на зону обслуживания вещательного передатчика, то есть соблюдается электромагнитная совместимость. В этом случае на границе зоны обслуживания полезного сигнала к напряженности поля мешающего сигнала должно быть не менее защитного отношения. На границе зоны обслуживания напряженность поля полезного сигнала:

Е_с = Е_min.

 

Координационное расстояние определяется как:

 

R_к = R_з + d,

где: R_з – радиус зоны обслуживания в км;

d – расстояние от границы зоны обслуживания до мешающего пе-

редатчика.

При расчетах предполагается, что используются стандартные антенны

типа «волновой канал». При этом защищенность приемной антенны ∆S (рисунок 1.5) показывает насколько подавляется антенной помеха в различных диапазонах частот УКВ.

Допустимый уровень напряженности помехи на границе зоны обслуживания определяется по формуле:

 

Е_пом(h₁, d,ID) = E_min – A_з - ∆S,

где:

Е_пом(h₁, d,ID) = Е_пом(50, Т, h₁, d,ID) + Р_Σпом.

 

Тогда Е_пом(50, Т, h₁, d,ID) = E_min – A_з - ∆S - Р_Σпом.

 

Поскольку радиоволны УКВ диапазона распространяются в пределах прямой видимости, то за пределами прямой видимости поле нестабильное и

 

качественный прием невозможен. Поэтому радиус зоны обслуживания не может быть больше расстояния прямой видимости между антеннами приемника и передатчика:

 

Для цифрового телевидения принимается R_з ≈0,8R_пр

 

Пример расчета радиуса зоны обслуживания для f = 600 МГц.

Исходные данные:

h_{1 эф}=150 м,

Р_Σ =0,5 кВт,

f = 600 МГц,

Е_min =68 дБмкВ/м,

h₂ = 10 м.

_________________

Определить R_з

 

Решение.

 

Поскольку L = T = 50%, то все поправочные коэффициенты

К(Т) = К(L)=0.

Мощности 0,5 кВт соответствует в дБ Р_Σ = – 3 дБ,

тогда: Е_с = Е_min = Е(T, L) + P_Σ, откуда получаем:

 

Е(T, L) = Е_min – P_Σ = 68 +3 = 71 дБмкВ/м.

По кривым рисунка 1.3 находим R_з = 11 км.