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浅析卫星地球站上行信号对微波站干扰的计算

时间:10-28 来源:3721RD 点击:

球站 干扰方向的鉴别角的计算

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由图2可知:

φB′=|φD-AZ′+π| ( rad ) ,

φB =φB′ 0≤φB′≤π;

或φB= 2π-φB′ φB′>π。

图2中,BD为有用信号传输路径,AB为干扰信号传输路径, φD为微波站通信方向。

2.4 天线增益的确定

天线增益是通过实际天线方向图来确定的,当缺少天线方向图资料时,可利用下述公式计算天线在某一方向的增益。

设D为天线直径(m);λ为波长(m);当D/λ>100时,

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其中:Gmax-天线主瓣增益dB,Gmax=10lg[0.6(πD/λ)2],0.6为天线效率;

G1-天线第一旁瓣增益dB,G1=2+15 lg (D/λ);

ψ-偏离主波束中心轴的张角,度;

ψ1-主瓣半功率角宽度的一半,可用下式表示:

\

2.5 传输损耗的计算

2.5.1 视距路径传输损耗计算

视距路径传输损耗主要包括自由空间传输损耗及氧气和水汽的吸收损耗:

  Lsd=Lo+(γ0+γw)d (13)。

  Lo=92.5+20lgf+20lgd (14)。

式中:Ls-视距路径传输损耗,dB;

Lo-自由空间传输损耗,dB;

f -频率,GHz; d-路径长度,km;

  γ0-氧气吸收衰减系数,dB/km;

  γw-水汽吸收衰减系数,dB/km。

当f<15 GHz时,γW=0,则

\

式中:ρ-水汽浓度,取决于无线电气候区。

2.5.2 超视距路径传输损耗计算

超视距传播机制主要是绕射(包括障碍物绕射和光滑球面绕射)和对流层散射。对于距离稍超过视距的传输路径,在大多数情况下绕射是主要传播机制,散射可忽略不计;对于远远超过视距的路径,散射是主要传播机制,绕射可忽略不计;对于介于两者之间的中等长度的路径,两种传播机制都需要考虑。考虑参数有:HC-路径余隙,m;HO-自由空间余隙,m。主要传播损耗有四种:

(1)光滑球面绕射损耗。

(2)不规则地形障碍物上的绕射损耗。

在传播路径上往往会遇到一个或多个障碍物,为了估算这些障碍物的附加绕射损耗,通常是将障碍物的形状理想化。当障碍物的厚度相对较窄时,可视为刃形障碍;当障碍物的厚度相对较宽、顶部比较平缓时,可视为圆形障碍。因此又可细分为①刃形绕射损耗的计算;②单圆形障碍物绕射损耗的计算。

(3)多重障碍物绕射计算。

(4)对流层散射传播。

以上四种传播损耗具体计算比较复杂,由于受篇幅的限制在这里就不详细赘述,具体方法见《微波接力通信系统干扰计算方法》(国标GB/T 13619-92)。

2.5.3 不同类型路径传输损耗Lsd的计算

(1)当路径余隙HC>HO,并且路径距离不超过100 km时,Lsd按自由空间传输损耗计算:

Lsd=Lo=92.5+20lgf+20lgd (17)。

(2)当路径余隙HC≤HO,并且路径距离不超过100 km时,Lsd按自由空间传输损耗计算并附加绕射传输损耗:

Lsd=Lo+Ld (18)。

3.微波接收机输入端实际干扰信号电平值和干扰信号允许值(干扰容限)的计算

3.1 实际干扰信号电平值的计算

实际干扰信号电平值计算公式为:

I=PI-LI+GI+GR-LR-Lsd-XPD+K (19)。

式中,I-微波收信机输入端干扰信号功率,dBm;

PI-干扰发信机输出端信号功率,dBm;

GI-卫星地球站天线在干扰站方向的天线增益,dBi;

GR-微波天线在被干扰源方向的天线增益,dBi;

LR-接收端馈线系统损耗,dB;

LI-干扰站发射端馈线系统损耗,dB;

Lsd-路径传输损耗,dB;

XPD-交叉极化去耦,dB;(由于影响不大可以省略)

信号带宽
K-带宽修正因子,K=10lg ---- 。
干扰带宽

3.2 干扰信号允许值(干扰容限值)的计算

3.2.1 模拟微波站干扰信号允许值(干扰容限值)的计算

模拟TV/FM系统和FDM/FM系统干扰信号允许值的计算比较复杂,需要计算有用信号和干扰信号分别为低、中、高调制指数时的载噪比。本文介绍两种比较简单的工程上常用的计算方法。

A. 采用FM制式的微波接力系统的微波接收机输入端对来自同一频段,采用FDM/FM/FDMA制式的卫星地球站干扰电平允许值采用下述公式估算(用于选址)。

1.任何月份20%以上时间,干扰信号电平允许值为:

I0=10lgTR-176.6 (任一4 kHz带宽) (20)。

2.任何月份0.01%以上时间,干扰信号电平允许值为:

I0=10lgTR-159.6 (任一4 kHz带宽) (21)。

式中:I0-微波接收机输入端干扰信号允许值,dBW;

TR-微波接收机的噪声温度,K。

对于噪声温度TR,可用下式求出:

TR=(F-1)×290 (22)。

式中:F-微波接收机的噪声系数。

B.通过门限恶化量来估算干扰信号允许值(干扰容限值)。门限电平是指恰好满足中断概率指标的接收信号电平。描述门限恶化的一种方法就是给出最大干扰信号允许值。式(23)可用来估算TV/FM系统和FDM/FM系统的最大干扰信号允许值。(23)式表示如下:

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