Системы железнодорожной радиосвязи

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

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

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 0,25 (как это показано на рассматриваемом рисунке) с правой стороны. Применение такого способа возможно, если расстояние от железнодорожного полотна до трансформатора тяговой подстанции превышает 0,25. 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 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

( Приведены данные при угле между направлениями максимального излучения антенны АС-4/2, равном 180 и 90 соответственно).

Таблица П.2.2

( Приведены данные при угле между направлениями максимального излучения антенны АС-4/3, равном 180 и 90 соответственно).

Приложение 3

По топографической карте в направлении связи выбирается несколько точек, находящихся на пути следования подвижного объекта, причем эти точки должны лежать на трассах радиосвязи, наиболее сложных по профилю. Обязательно берутся самые удаленные по азимуту точки, а также точки на кривых участках пути. Число выбранных точек зависит от сложности трассы радиосвязи и длины перегона: от двух точек - на равнинных перегонах, до восьми - на сложных горных перегонах. Выбор точек выполняется в обе стороны от места установки стационарной радиостанции. Для этих точек строятся профили трасс радиосвязи. Рекомендуется для одного перегона строить профили трасс в порядке увеличения расстояний от станций. Следует заметить, что профили строятся по прямой линии, соединяющей стационарную радиостанцию с искомой точкой на перегоне, а не вдоль трассы по железной дороги. По профилю трассы определяется ее тип (см. п.2.2). Сначала определяется тип трассы в отдельности по каждому из пяти критериев, затем вычисляется их среднее значение, которое и является окончательным типом трассы. Полученное среднее значение типа трассы округляется с погрешностью 0,5. При принятии решения об окончательном типе трассы следует остановиться на более сложном.

По заданным условиям определяются все необходимые поправочные коэффициенты, указанные в формуле (2.4). Для упрощения расчетов кривые распространения представлены в табличной форме (табл. П.3.1) в виде зависимости Е₂ от расстояния через интервал в 2 км.

Затем по формуле (2.4) рассчитывается уровень сигнала u₂ вдоль перегона через каждые 2 км, а также для тех точек, для которых построены профили трасс радиосвязи.

По результатам расчета строятся график u₂ = f (r), на котором откладывается u_{2 мин}. Дальность связи определяется по графику как расстояние от стационарной радиостанции до точки пересечения кривой u₂ = f (r) с линией u_{2 мин}. Пересчет расстояния по прямой линии к расстоянию вдоль железнодорожного пути выполняется по топографической карте.

Таблица П.3.1

Дальность связи можно определить и без построения графика уровня сигнала вдоль перегона. Для этого из формулы (2.4) нужно определить значение напряженности поля Е₂ при u₂ = u_{2 мин}; затем по графику (рис.2.1) или по табл. П.3.1 находится расстояние, которое и будет являться дальностью связи.