Автор: Бактеев Владимир Николаевич

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №3 (14) март 2010 г.

Статья просмотрена: 152 раза

Библиографическое описание:

Бактеев В. Н. Выбор оптимальных технических параметров передающей телевизионной станции // Молодой ученый. — 2010. — №3. — С. 19-22.

    Введение

При строительстве новых или реконструкции действующих передающих станций телевизионного и звукового наземного вещания возникает задача определения их оптимальных местоположения и технических характеристик. Особенную важность данная задача приобретает при переходе на цифровое телевизионное и звуковое наземное вещание.

Решение задачи выбора оптимальных технических параметров передающей телевизионной станции посредством расчета зон обслуживания и зон теней вещательных передатчиков возможно только путём разработки автоматизированной системы на основе геоинформационной системы.

1        Общие соотношения

 

Для решения поставленной задачи оптимального расположения передающей станции цифрового телерадиовещания необходимы исходные данные:

-        Мощность передатчика ;

-        Высота подвеса передающей антенны над уровнем земли ;

-        Несущая частота передатчика ;

-        Усиление передающей антенны ;

-        КПД фидера передающего устройства ;

-        Минимальная напряженность поля принимаемого сигнала ;

-        Кривые МСЭ-Р для определения напряженности поля;

-        Географические координаты места установки антенной опоры;

-        Географическая информационная система (ГИС) региона.

Напряженность поля сигнала  в точке на расстоянии  от передатчика определяется выражением

 

,                                       (1)

 

где  – медианное значение напряженности поля, определяемой по кривым полученным экспериментальным путем и рекомендованным МСЭ-Р для: излучаемой мощности  1кВт относительно полуволнового вибратора; высоты приемной антенны  10 м; определенной эффективной высоте передающей антенны ; заданной частоты  [3];

Т – процент времени наблюдений равный 50 % для поля полезного передатчика;

 –  процент мест приема, равный 50 % для поля полезного передатчика;

 – излучаемая мощность передающей станции, дБкВт;

 –мощность передатчика, дБкВт;

 – коэффициент усиления передающей антенны, дБ;

 – потери в фидере, дБ;

 – эффективная высота подвеса передающей антенны, м.

Эффективная высота подвеса передающей антенны  определяется из выражения

 

,                                                   (2)

 

где  – среднее значение высотных отметок местности на профиле интервала на расстоянии от 3 до 15 км от передающей антенны в сторону точки приёма;  – высотная отметка местности в точке расположения передающей антенны.

Среднее значение высотных отметок местности  определяется из выражения

 

 

1        Расчёт множителя ослабления с использованием профилей интервалов

 

Медианный множитель ослабления поля свободного пространства  показывает на сколько уменьшается напряжённость поля сигнала для 50% времени с учётом реальных условий распространения радиоволн  по сравнению с их распространением в свободном пространстве  

 

                                                            (4)

 

Напряжённость поля сигнала в месте приёма  определяется из выражения

 

, дБмкВ/м.                                (5)

Напряжённость поля сигнала в свободном пространстве  рассчитывается по формуле

 

                                                                  (6)

 

Таким образом, для определения медианной напряжённости поля сигнала в соответствии с (5) необходимо определить медианное значение множителя ослабления  с использованием профилей интервалов.

Расстояние от точки отражения до линии, соединяющей передающую и приёмную антенны, называется просветом . Для классификации интервалов вводится минимальная величина просвета , при котором множитель ослабления

 

 м                                                                (7)

 

где  – протяжённость интервала, м;  – длина волны, м;  – относительная координата точки отражения.

В зависимости от соотношения величин просветов  и  интервалы подразделяются на: открытые ; полуоткрытые ; и закрытые .

Открытые интервалы. На открытых интервалах имеется прямая видимость между передающей и приёмной антеннами

 

                                  (8)

 

где:  – модуль коэффициента отражения волны от земной поверхности;

 – разность хода отражённой и прямой волн.

При распространении радиоволн над ровной земной поверхностью

 

                                                                  (9)

 

Поскольку интерференционная формула (8) применима при , то интерференционная картина поля (наличие интерференционных минимумов и максимумов) будет наблюдаться до расстояния  между антеннами

                                                (10)

 

Так, например, при  200 м,  10 м,  1 м,  24 км.

Полузакрытые и закрытые интервалы. Такие два вида интервалов рассматриваются вместе, так как для них справедлива одинаковая зависимость множителя ослабления от величины просвета. На таких интервалах (рисунок 1) отсутствует прямая видимость между антеннами, и прямой луч экранируется препятствием. Для упрощения расчёта множителя ослабления экранирующее препятствие на интервале представляют в виде сферы или клина.

 

                                             Рисунок 1- Закрытый интервал

Препятствия в виде сферы или клина характеризуются высотой  и шириной  (рисунок 1), по которым рассчитывается параметр  

 

                                                               (11)

 

Величина множителя ослабления на рассматриваемых интервалах при  , когда линия, соединяющая антенны, касается экранирующего препятствия, равна [2]

 

 дБ.                              (12)

3 Оптимизация местоположения РТПС

 

Общую зону обслуживания и тени РТПС можно найти путём суммирования зон обслуживания и тени по всем  лучам

 

 

На рисунке 2 приведён пример расчёта зоны обслуживания и зоны тени РТПС автоматизированной системой.

 

 

Рисунок 2 - Пример зоны обслуживания и зон тени РТПС

С использованием разработанной автоматизированной системы можно произвести оптимизацию местоположения РТПС.

 

3        Заключение

 

Напряжённость поля сигнала рассчитывается через напряжённость поля свободного пространства и множитель ослабления. Определение множителя ослабления производится для открытых и закрытых интервалов. Определена на профиле величина просвета, при котором поле сигнала в точке приёма меньше его минимального значения. Такие точки приёма относятся к зонам тени, остальные точки соответствуют зоне обслуживания.

Разработана методика определения оптимального местоположения радиотелевизионной передающей станции, позволяющая рассчитывать напряжённость поля сигнала по профилям лучей, исходящих от станции, построенных с использованием географической информационной системы.

 

Литература

1                    Сети телевизионного и звукового ОВЧ ЧМ вещания: Справочник/М.Г. Локшин, А.А. Шур, А.В. Кокорев, Р.А. Краснощеков. – М.: Радио и связь, 1988. – 144 с.

2             Носов В.И. Оптимизация параметров сетей телевизионного и звукового вещания: Монография/СибГУТИ. – Новосибирск, 2005 г. – 257 с.

3             Локшин М.Г. Основы планирования наземных сетей телевизионного и ОВЧ ЧМ вещания. Зоны обслуживания радиостанций//Broadcasting. Телевидение и радиовещание, № 3, 2006.

4                    Recommendation ITU-R P.1546-1 (Method for point-to-area predictions for terrestrial services in the frequency range 30 MHz to 3000 MHz), – Женева, 2003г. – 53 с.

5                    Справочник по радиорелейной связи. / Под ред. С.В. Бородича. – М.: Радио и связь, 1981. – 416 с.

6                    Носов В.И. Радиорелейные системы передачи: Учебное пособие. Фонд приоритетного национального проекта «Образование» / – Томск: Томск. гос. ун-т систем упр. и радиоэлектроники, 2008. – 287 с.

7                    Носов В.И. Аппаратура радиорелейных линий синхронной цифровой иерархии. Часть 1 – Многоуровневые кодеры, модемы и эквалайзеры. Учебное пособие. УМО по специальности связь. – / Новосибирск.: СибГУТИ, 2003. – 156 с.

 

 

Основные термины (генерируются автоматически): оптимальных технических параметров, множителя ослабления, Выбор оптимальных, Носов В.И, телевизионной станции, Выбор оптимальных технических, Выбор оптимальных параметров, прямая видимость, поля сигнала, зависимость множителя ослабления, расчёта множителя ослабления, Определение множителя ослабления, выбора оптимальных технических, напряжённость поля, сетей телевизионного, параметров сетей телевизионного, Учебное пособие, оптимальных местоположения, звукового наземного вещания, напряжённость поля сигнала.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос