Анализ электромагнитной совместимости радиорелейной линии и радиолокационной станции

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

"Южный федеральный университет"

Инженерно-технологическая академия

Курсовая работа

на тему: "Анализ электромагнитной совместимости РРЛ и РЛС"

по курсу: "Электромагнитная совместимость РЭС"

Выполнил: ст. группы РТбо 4-2

Мороз М.В.

Таганрог - 2017

Введение

Задание. Провести анализ ЭМС радиорелейной линии (РРЛ) и радиолокационной станции (РЛС). По каналам РРЛ передается полезный сигнал, а мешающий сигнал создается РЛС при круговом обзоре. Это значит, что в какой-то определенный момент времени приемник РРЛ находится точно по направлению максимума диаграммы направленности передатчика РЛС.

Исходные данные:

Рис. Схема расположения систем на местности

Табл. Характеристики РЛС

Табл. Характеристики трасс распространения

Табл. Характеристики РРЛ

1. Анализ параметров источников полезного и мешающего сигналов

1.1 Мощность передатчиков

Для передатчика РРЛ: Р_РРЛ=10lg(P_РРЛ [Вт]?1000)=10lg(10?1000) = 40 дБм;

Для передатчика РЛС: Р_РЛС=10lg(P_РЛС [Вт]?1000)=10lg(1000?1000) = 60 дБм.

1.2 Уменьшение уровня мощности мешающего сигнала на гармониках

В полосу частот приемника попадает 3 гармоника передатчика мешающего сигнала: f_приема ? 3?f_РЛС = 4?600 = 2400 МГц. При этом уровень мощности гармонических составляющих уменьшается на 70дБ.

1.3 Потери в фидерах

Длину фидеров принимаем равной высоте установки антенн передатчиков. фидер передатчик радиоволна антенна

Для передатчика РРЛ:

потери = длина ? коэффициент затухания = 20*0,05 = 1 дБ.

Для передатчика РЛС:

потери = длина ? коэффициент затухания =0.5?0,04= 0,02 дБ.

1.4 Усиление антенн

Усиление пирамидальной рупорной антенны передатчика РРЛ:

G пер. РРЛ =20 [отн. ед.].

Коэффициент усиления G зеркальной параболической антенны

Gпер. РЛC =45 [отн. ед.].

Для антенны передатчика РРЛ:

G_РРЛ =10lg(G_РРЛ [отн. ед.]?1000)=10lg(20?1000) = 43.01 [дБм];

Для антенны передатчика РЛС:

G_РЛС =10lg(G_РЛС [отн. ед.]?1000)=10lg(45?1000) = 46.532 [дБм

1.5 Уменьшение коэффициента усиления антенны передатчика в направлении рецептора

Определяется в зависимости от ориентации антенны передатчика мешающего сигнала и ее диаграммы направленности. Т.к. мешающий сигнал создается РЛС при круговом обзоре, это означает что, в определенный момент времени рецептор находится точно по направлению максимума диаграммы направленности антенны передатчика РЛС. Передающая антенна РРЛ направлена точно на приемник РРЛ. Это значит, что в строку 6 как для приемника, так и для передатчика записывается 0.

1.6 Итоговые данные по уровню эффективно передаваемой мощности

C помощью расчета параметров передатчиков, полученные результаты сводятся в таблицу. Для нахождения результата необходимо сложить все строки таблицы.

2. Потери энергии на трассе распространения радиоволн

2.1 Медианные потери

Для трассы передатчик РРЛ - приемник РРЛ:

А_мед.=32,4 + 20lgL + 20lgf =32,4+20lg25+20lg(2350МГц)= - 147.783 [дБ];

Для трассы передатчик РЛС - приемник РРЛ:

А_мед.=32,4 + 20lgL + 20lgf =32,4+20lg 16,28+20lg(2400МГц)=- 144.081 [дБ];

2.2 Дифракционные потери

Т.к. между передатчиком и приемником РРЛ установлена прямая видимость, а характер местности неизвестен, то для сигнала РРЛ дифракционные потери на трассе распространения примем нулевыми. Т.к. данные о трассе распространения мешающего сигнала РЛС отсутствуют, то для "худшего случая" дифракционные потери берем равными 0 дБ.

2.3 Замирание сигнала

Т.к. данные о трассе распространения отсутствуют, то берем запас на замирание полезного сигнала 40дБ.Т.к. данные о трассе распространения отсутствуют, то для "худшего случая" потери при замирании мешающего сигнала берем 0 дБ.

2.4 Потери в атмосферных осадках

Сказываются на частотах выше 5 ГГц. На частотах ниже 5 ГГц потери практически отсутствуют.

2.5 Суммарные потери на трассе распространения

Подсчитываются с помощью таблицы сложением значений всех строк.

3. Характеристики рецептора

3.1 Коэффициент усиления приемной антенны

Приемная антенна РРЛ такая же, как и у передатчика РРЛ, частота принимаемого полезного сигнала примерно равна частоте 4 гармоники мешающего сигнала. Значит КУ приемной антенны равен 20 дБ, записываем его в таблицу одинаковым и для сигнала, и для помехи.

3.2 Коэффициент усиления приемной антенны в направлении передатчика

Ширина диаграммы направленности приемной антенны в плоскости Н:

BW=И_0,7=(80л/A)/2=(80? 0.167/0,1)/2=66,8 град.

Отклонение главного направления приемной антенны РРЛ от направления на передатчик РРЛ 0^о, значит он находится в зоне главного лепестка приемной антенны, следовательно уменьшение КУ приемной антенны в направление передатчика РРЛ равно 0.

Отклонение главного направления приемной антенны РРЛ от направления на передатчик РЛС: 33-а+73=90,тогда a равно 33+73-90=16 град., значит РЛС попадает в главный лепесток приемной антенны РРЛ.

3.3 Уменьшение коэффициента усиления антенны из-за рассогласования поляризации приемной и передающей антенн

Для пары приемник РРЛ - передатчик РРЛ:

горизонтальная поляризация - горизонтальная поляризация = 0 дБ;

Для пары приемник РРЛ - передатчик РЛС:

горизонтальная поляризация - круговая поляризация = 3 дБ;

3.4 Потери в фидере приемного тракта

Определяются также, как и для передатчиков. Так как по фидеру приемного тракта идет как сигнал от РРЛ, так и от РЛС, то в таблицу заносится одинаковое значение.

потери = длина ? коэффициент затухания = 20*0,05 = 1 дБ.

3.5 Суммарное усиление антенны

Определяется с помощью таблицы путем суммирования значений для сигнала и помехи всех строк таблицы.

3.6 Мощность на входе приемника

Определяется по результатам проведенных расчетов по таблице:

4. Поправки

4.1 Поправка на несовпадение рабочих частот

Несовпадение частоты приема РРЛ и 3-й гармоники РЛС равно:

ДF = 2350-1800 = 550 МГц

Полосы пропускания на уровне 3 дБ приемника РРЛ BR=10 МГц.

Полоса пропускания передатчика РЛС ВT = 2/рф = 2/(3,14159?1?10-6) =0. 63 МГц.

Параметр B позволяющий использовать графики на рисунке равен:

B = (B_R + B_T)/2 = (10+0.63)/2 = 5,315 МГц.

По графику на рисунке 1.3. поправочный коэффициент К(ДF, В) = 0 дБ.

4.2 Поправка на ширину полосы частот

B_R > B_T, следовательно, по таблице коррекция на ширину полосы пропусканияравна 0 дБ.

4.3 Чувствительность приемника

Так как один и тот же приемник обрабатывает полезный и мешающий сигналы, то заданное значение чувствительности приемника учитывается как для сигнала, так и для помехи.

Чувствительность определяется уровнем эффективно передаваемой мощности шума:

N = -130 дБм,

4.4 Выигрыш в отношениях S/N и I/N при детектировании

Так как в приемнике РРЛ не предусмотрено никаких специальных средств или приемов по выделению сигналов при детектировании, то отношения S/N и I/N останутся такие же, как и на входе детектора.

4.5 Отношение S/N и I/N на выходе детектора

Определим отношения S/N для полезного сигнала и I/N для помехи с помощью таблицы, просуммировав данные соответствующих столбцов, беря значения чувствительность приемника со знаком "минус".

Отношение сигнал/(помеха+шум). Сигнал/(помеха+шум) определяется по итоговым данным строки 23 таблицы 1.8. следующим образом:

S/(N+I)=S/N - I/N =86.237-44.351 =42.

4.6 Оценка условий обеспечения ЭМС

Так как условие S/(N+I) = 42?Д =10 дБ соблюдается электромагнитная совместимость.

Размещено на Allbest.ru