Системы железнодорожной радиосвязи

      Коэффициенты  К_Э и К_КС (см. п.2.2) для диапазона 330 МГц равны нулю и не учитываются.

      Вероятностные коэффициенты. При расчете высокочастотного тракта канала используются вероятностные коэффициенты, которые учитывают пространственные и временные флуктуации напряженности поля, - К_И, К_В, К_Н. В расчетах применяются следующие значения этих коэффициентов: К_И= 4 дБ - для электрифицированных участков; К_И= 2 дБ - для неэлектрифицированных участков; К_М= 2 дБ - для типа 2 трассы; К_М=3 дБ - для типа 3 трассы; К_М= 4 дБ - для типа 4 и 5 трассы.

_{3.3 Минимально допустимый уровень полезного сигнала (u2 мин) на входе приемника возимой радиостанции}

 

      Для получения качества технологических  связей не хуже удовлетворительного  необходимо, чтобы уровень ВЧ сигнала  был не менее минимально допустимого (u_{2 мин}).

      Значение  u_{2 мин}, которое следует использовать при расчетах для различных условий эксплуатации радиосредств, для неэлектрифицированных участков равно 2, для электрифицированных постоянного тока - 6, для электрифицированных переменного тока - 10 дБ.

 

 

      Кривые 1 - 4 распространения приведены для четырех типов трасс радиосвязи, проходящих по равнинной (тип 1), среднепересеченной (тип2), горной (тип 3) и горной повышенной сложности (типы 4 и 5) местности. Тип трассы определяется аналогично описанному для УКВ диапазона.

 

_{3.4 Расчет дальности поездной радиосвязи}

 

      При расчете радиоканала ПРС дальность  связи определяется в направлении  от стационарной радиостанции к радиостанции подвижного объекта, поскольку условия  приема на подвижном объекте значительно хуже, чем на стационаре из-за более высокого уровня радиопомех. При этом уровень сигнала на входе приемника возимой радиостанции 

      u₂= E₂ + В_М +G₁ + G₂ + M - a₁l₁ - a₂l₂ - g₂ - K_И - K_В - K_М. (3.1) 

      Расчет  дальности связи "Стационар - локомотив" производится, исходя из условий u₂ > u_{2 мин}. Расчет производится в следующем порядке:

      задается  u_{2 мин} на входе приемника возимой радиостанции (см. п.3.3);

      по  вышеприведенной формуле (3.1) определяется значение уровня напряженности поля E₂ при u₂ = u_{2 мин};

      по  базовым кривым (см. рис.3.1) определяется дальность связи r.

_{3.5 Расчет высоты установки стационарной антенны}

 

      Методика  расчета высоты установки стационарной антенны для обеспечения заданной дальности связи заключается  в следующем:

      задается  минимально допустимый уровень напряжения (u_{2 мин}) на входе приемника возимой радиостанции (см. табл.2.1);

      исходя  из заданной дальности связи, определяется необходимая напряженность поля E₂ по базовым кривым 1 и 2 (см. рис.3.1);

      из  формулы (3.1) вычисляется значение высотного коэффициента М при заданном u₂ = u_{2 мин};

      по  формуле (2.3) при заданной высоте h₂ установки возимой антенны (h₂ = 5 м) вычисляется высота установки стационарной антенны h₁.

      Высота  установки антенны реализуется  на основании технико-экономических  возможностей конкретного предприятия.

 

_{IV. Программа расчета дальности поездной радиосвязи}

 

      Для расчета дальности связи можно  воспользоваться компьютерной программой, которая описана в учебнике под  редакцией Г.В. Горелова "Телекоммуникационные технологии на ж. д. транспорте" с.470 - 504 [4]. Программа размещена на компьютерах аудитории Д-810.

_{4.1 Инструкция для проведения расчетов}

 

      Для проведения вычислений используется программа  MS-DOS QBasic (Version 1.0) Copyright © Microsoft Corporation (1987-1991).

      В MS-DOS (например, в Far) при запуске программы gbasic. exe (которая записана на данной дискете) откроется окно программы: при нажатии Enter - руководство по пользованию программой QBasic, при нажатии Esc - диалоговый режим для проведения расчетов, далее при нажатии кнопки File, затем Open на экране появятся все программы с расширением (*. bas). Выберите нужную программу и запустите ее на счет командой Run и Start, в результате этих действий должно появиться черное диалоговое окно. Программа на определенных этапах выполнения будет обращаться с вопросами и пояснениями к пользователю.

      Пакет программ содержит четыре программы:

      Программа расчета дальности связи в  радиосетях ПРС-С в метровом диапазоне  радиоволн - MW. bas (18.183 кБ),

      Программа расчета сетей станционной радиосвязи СРС в метровом диапазоне радиоволн - SRCMW. bas (8.065 кБ).

      Программа определения высоты установки стационарной антенны в дециметровом диапазоне  радиоволн - DmW. bas (3.375 кБ),

      Программа расчета сетей ПРС в гектометровом  диапазоне радиоволн - GmW. bas (8.290 кБ).

 

_{Библиографический список}

 

1. Художитков  П.И., Золотых О.В. Системы железнодорожной связи. - Екатеринбург: УрГУПС, 1993. - 15 с.
2. Ваванов В.В. и др. Радиотехнические средства ж. д. транспорта. - М.: Транспорт, 1991. - 303 с.
3. Волков В.М., Головин ЭЛ., Кудряшов В.А. Электрическая связь и радио на ж. д. транспорте. - М.: Транспорт, 1991. - Гл.24,25. - 311 с.
4. Телекоммуникационные технологии на ж. д. транспорте / Под ред. Г.В. Горелова - М.: Транспорт, 1999. - Гл.15. - 576 с.
5. Долуханов Н.П. Распространение радиоволн. - М.: Связь, 1972. - 336 с.
6. Правила организации и расчета сетей поездной радиосвязи. - М.: Транспорт, 1991. - 94 с.
7. Методические указания по расчету системы станционной радиосвязи. - М.: Транспорт, 1991. - 46 с.

 

_{Приложения}

 

Приложение  1 

      П.1.1 Высокочастотные заградители

      В тех местах, где нужно преградить путь токам высокой частоты, используются высокочастотные заградители. В  качестве примера на рис. П.1.2 приведена схема включения заградителей 1 в провода ответвлений, идущих от проводов ДПР к высоковольтному трехфазному трансформатору 2. Заградители должны иметь большое сопротивление для токов высокой частоты (не менее 5 кОм) и небольшое сопротивление для тока промышленной частоты, зависящее от потребляемого нагрузкой тока. Этим требованиям лучше всего удовлетворяет параллельный контур, настроенный на частоту поездной радиосвязи.

      Выпускаются два типа высокочастотных заградителей для поездной радиосвязи: ЗК-4 и СК-6, получивших название запирающих контуров. Их схема приведена на рис. П.1.1 Они настраиваются подстроечным конденсатором С1, подключенным параллельно конденсатору С 2 постоянной емкости. Размеры контуров одинаковы, а отличие их состоит в том, что катушка контура ЗК-4 выполнена из сталемедного провода диаметром 4 мм, а контура СК-6-из медного провода диаметром 6 мм. Поэтому предельно допустимый ток нагрузки для ЗК-4 равен 25 А, а для СК-6 - 100 А. Контур СК-6 имеет еще и дополнительный ввод 3, подключенный к ползунку, который можно перемещать вдоль катушки и подключать его к различному числу витков ее. Благодаря этому контур СК-6 может использоваться в ряде случаев и как согласующее устройство. 

 

      П.1.2 Схемы высокочастотного обхода и высокочастотные перемычки

      В местах расположения тяговых подстанций и нормально разомкнутых разъединителей приходится применять схемы высокочастотного обхода их (или высокочастотных перемычек), так как непрерывность высоковольтных проводов, используемых в качестве направляющих, в таких местах нарушается. В самом простейшем виде схема высокочастотной перемычки для разъединителя приведена на рис. П.1.3 Она состоит из высоковольтных конденсаторов С, включенных в обход разрыва каждого из проводов ДПР, а средняя точка между ними заземляется на рельс через заградительный контур ЗК-4 (СК-6), что полностью устраняет связь между разомкнутыми концами проводов ДПР для токов промышленной частоты и не нарушает условий прохождения высокочастотных сигналов через разомкнутый разъединитель.

 

      

      Рис. П.1.3 Схема обхода разъединителя 

      Несколько сложнее осуществляется высокочастотный  обход тяговой подстанции (рис.4), где линии ДПР противоположных направлений подключаются не к общему, а к различным трансформаторам. Здесь, кроме установки конденсаторов С, приходится подвешивать отрезок соединительной линии l, а в каждый из проводов фидера ДПР включать контуры СК-6 во избежание возможности утечки высокочастотных токов в тяговую подстанцию. 

      

      Рис. П.1.4 Схема обхода трансформаторной подстанции 

      Для этой цели вместо контуров могут быть применены отрезки однопроводных  линий длиной 0,25l (как это показано на рассматриваемом рисунке) с правой стороны. Применение такого способа возможно, если расстояние от железнодорожного полотна до трансформатора тяговой подстанции превышает 0,25l. Контуры СК-6, включенные между каждым из проводов соединительной линии и рельсом, выполняют ту же функцию, что контуры ЗК-4 в схеме на рис. П.1.3

      Если  провода соединительной линии не представляется возможным подвесить  на опорах контактной сети в зоне расположения питающих фидеров тяговой подстанции, то вместо воздушной линии применяют  коаксиальный кабель, а связь между  ним и проводами ДПР (рис. П.1.5) осуществляют индуктивным способом с применением четвертьволновых отрезков двухпроводных линий 2 и согласующих устройств СУ1 и СУ2. Их настраивают в резонанс на частоту поездной радиосвязи и обеспечивают согласование входных сопротивлений возбуждающих линий 2 с волновым сопротивлением кабеля 3. 

      

      Рис. П.1.5 Схема обхода тяговой подстанции

 

Приложение 2 

      П.2.1 Определение коэффициента усиления стационарных антенн диапазонов 160 и 330 Мгц в зависимости от формы диаграммы направленности

      Для расчетов дальности радиосвязи на участках со сложным планом железнодорожного пути рекомендуется пользоваться значениями коэффициентов усиления антенн G, соответствующих направлению передачи сигнала между стационарной радиостанцией и локомотивом. Величина G зависит от угла j между направлением основного излучения антенны и направлением связи в каждом конкретном случае.

      Значения  коэффициентов усиления G для стационарных направленных антенн "Транспорт" диапазона 160 и 330 МГц приведены в табл. П.2.1 и П.2.2 

      Таблица П.2.1