Затем, определим внутренний диаметр внешнего проводника малогабаритной КП. , мм. (6. 5)

Для малогабаритной КП толщина внешнего проводника t=0, 1 мм, экран выполнен из двух стальных лент толщиной по 0, 1 мм каждая, внешняя изоляция выполнена из поливинилхлоридной ленты толщиной 0, 23 мм. Следовательно, внутренний диаметр внешнего проводника малогабаритной КП равен:

    мм.

Из выражения (6. 1) при Zв=75 Ом и e=1, 22 определим диаметр внутреннего проводника малогабаритной КП. (6. 6)

Диаметр скрученного сердечника, состоящего из четырех КП одинакового размера определяется по формуле:

    мм. (6. 7)

Коаксиальный кабель типа МКТ-4 содержит пять симметричных групп. Диаметр симметричной группы кабеля, содержащего четыре КП одинакового размера будет составлять:

    мм. (6. 8)

Затем определим диаметр изолированной жилы симметричной группы: мм. (6. 9)

    Диаметр токопроводящей жилы определяется как:
    мм. (6. 10)

Поскольку do < 0, 7 мм, то в качестве симметричной группы следует взять пару и тогда диаметр изолированной жилы симметричной пары будет:

    мм (6. 11)
    Диаметр голой жилы симметричной пары
    мм. (6. 12)
    Толщина изоляции жилы симметричной пары
    мм. (6. 13)

Диаметр кабельного сердечника с поясной изоляцией определяется по формуле: , мм, (6. 14)

    где n - число лент поясной изоляции;
    Dn - толщина одной ленты, мм.

В качестве защитной оболочки кабеля применим выпрессованную алюминиевую оболочку, обладающую рядом преимуществ, таких как легкость, дешевизна и высокие экранирующие свойства. Для кабеля с алюминиевой оболочкой поясная изоляция выполняется из 6-8 лент кабельной бумаги К-120, толщиной 0, 12 мм каждой ленты. Итак, диаметр кабельного сердечника равен:

    мм.

По определенному по формуле (6. 14) диаметру кабельного сердечника под оболочкой определим толщину гладкой алюминиевой оболочки из [1, табл. 3. 5]. Толщина алюминиевой оболочки в нашем случае tоб=1, 2 мм.

Поскольку алюминий подвержен электрохимической коррозии, алюминиевую оболочку надежно защищают полиэтиленовым шлангом с предварительно наложенным слоем битума.

В курсовом проекте для кабельной магистрали используются малогабаритные коаксиальные кабели трех типов:

голые, для прокладки в кабельной канализации в черте населенных пунктов; бронированные стальными лентами, для прокладки непосредственно в грунт; бронированные круглыми проволоками, для прокладки через судоходные реки. Диаметр голого кабеля с алюминиевой оболочкой покрытой полиэтиленовым шлангом определяется по формуле:

    мм, (6. 15)
    где tоб - толщина оболочки голого кабеля, мм.

tш - толщина полиэтиленового шланга определенная из табл. 3. 6[1] tш=2, 2 мм.

    Диаметр бронированного кабеля можно определить как:
    мм, (6. 16)
    где tоб - толщина оболочки бронированного кабеля, мм;
    tпод - толщина подушки под броней, мм;
    tбр - толщина брони, мм.

Кабели могут иметь различные защитные покровы. Для кабеля бронированного стальными защитными лентами толщина алюминиевой оболочки tоб=1, 2 мм. Из [2, табл. 1. 27] выберем защитный покров типа БпШп с повышенной коррозионной стойкостью, который имеет подушку типа п толщиной tпод=2, 5мм. Кабель бронирован двумя оцинкованными стальными лентами толщиной 0, 5мм каждая. Таким образом tбр=1мм. Толщину наружного покрова по броне определим из [2, табл. 1. 29]. В нашем случае она составляет tнар=1, 7мм.

    Диаметр кабеля бронированного стальными лентами
    мм.

Для прокладки через судоходные реки применяется кабель бронированный круглыми проволоками диаметром 4 мм, tбр=4 мм. со свинцовой оболочкой. В этом случае диаметр кабельного сердечника с поясной изоляцией из 4 лент кабельной бумаги К-120 толщиной 0, 12 мм будет равен

    мм.

Применим защитный покров типа К с подушкой толщиной tпод=2 мм, свинцовой оболочкой толщиной tоб=2 мм и наружным покровом толщиной tнар=2 мм. Диаметр кабеля бронированного круглыми проволоками

    мм.

Согласно номенклатуре приведенной в [2, табл. ] при проектировании магистрали будут использованы кабели следующих типов:

МКТАШп-4 с малогабаритными коаксиалами с баллонной изоляцией в алюминиевой оболочке с защитным покровом типа Шп, для прокладки в кабельной канализации. МКТАБпШп-4 с малогабаритными коаксиалами бронированный стальными лентами с защитным покровом типа БпШп, для прокладки в грунт.

МКТСК-4 с малогабаритными коаксиалами бронированный стальными проволоками в свинцовой оболочке, для прокладки через судоходные реки.

На рис. 6. 1 показан поперечный разрез малогабаритного коаксиального кабеля типа МКТС-4.

Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП. Расчет первичных (R, L, C, G) и вторичных (a, b, Zв, uф) параметров передачи выполняется для пяти значений частот. Для ЦСП скорость передачи в Кбит/сек равняется тактовой частоте fт системы передачи в Кгц. Для выбранной нами ЦСП ИКМ-480ґ2 скорость передачи равняется 52000 Кбит/сек, следовательно тактовая частота системы передачи равна fт=52 МГц.

Таким образом, параметры передачи необходимо рассчитать на частотах: 0, 1 fт=5, 2 МГц;

    0, 25 fт=13 МГц;
    0, 5 fт=26 МГц;
    0, 75 fт=39 МГц;
    fт=52 МГц.

Расчет первичных параметров передачи коаксиальных пар из меди производится по следующим формулам:

    активное сопротивление, в Ом/км
    , (7. 1)

где D=6, 07 мм - внутренний диаметр внешнего проводника малогабаритной КП; d=1, 53 мм - диаметр внутреннего проводника.

    На частоте 0, 1fт
    Ом/км.
    На частоте 0, 25 fт
    Ом/км.
    На частоте 0, 5 fт
    Ом/км.
    На частоте 0, 75 fт
    Ом/км.
    На частоте fт
    Ом/км;
    индуктивность, в Гн/км
    (7. 2)
    На частоте 0, 1fт
    Гн/км.
    На частоте 0, 25 fт
    Гн/км.
    На частоте 0, 5 fт
    Гн/км.
    На частоте 0, 75 fт
    Гн/км.
    На частоте fт
    Гн/км;
    рабочая емкость, в Ф/км
    , (7. 3)
    где, для баллонно-полиэтиленовой изоляции e=1, 22.
    Ф/км;
    проводимость изоляции, в См/км
    , (7. 4)

где, значение tgd возьмем из табл. 5. 3 [1] при частоте 10 МГц. ;

    На частоте 0, 1 fт
    См/км.
    На частоте 0, 25 fт
    См/км.
    На частоте 0, 5 fт
    См/км.
    На частоте 0, 75 fт
    См/км.
    На частоте fт
    См/км.

Вторичные параметры передачи следует рассчитать по формулам приведенным в табл. 4. 6 [1] для высоких частот.

    Коэффициент затухания, в дБ/км
    , (7. 5)
    На частоте 0, 1 fт
    дБ/км.
    На частоте 0, 25 fт
    дБ/км.
    На частоте 0, 5 fт
    дБ/км.
    На частоте 0, 75 fт
    дБ/км.
    На частоте fт
    дБ/км.
    Коэффициент фазы, в рад/км
    , (7. 6)
    На частоте 0, 1 fт
    рад/км.
    На частоте 0, 25 fт
    рад/км.
    На частоте 0, 5 fт
    рад/км.
    На частоте 0, 75 fт
    рад/км.
    На частоте fт
    рад/км.
    Волновое сопротивление, в Ом.
    (7. 7)
    На частоте 0, 1 fт
    Ом.
    На частоте 0, 25 fт
    Ом.
    На частоте 0, 5 fт
    Ом.
    На частоте 0, 75 fт
    Ом.
    На частоте fт
    Ом.

Фазовая скорость, в км/с определяется по формуле (4. 42) [1]. (7. 8)

    На частоте 0, 1 fт
    км/с.
    На частоте 0, 25 fт
    км/с.
    На частоте 0, 5 fт
    км/с.
    На частоте 0, 75 fт
    км/с.
    На частоте fт
    км/с.

Результаты расчетов параметров передачи поместим в таблицу 1. По результатам расчетов построим графики частотной зависимости параметров передачи коаксиальных пар из меди.

На рис. 7. 1 показана частотная зависимость активного сопротивления коаксиальной цепи. Из рисунка видно, что с ростом частоты активное сопротивление закономерно возрастает за счет поверхностного эффекта и эффекта близости. Причем наибольшее удельное значение имеет сопротивление внутреннего проводника.

Рис. 7. 1. Частотная зависимость активного сопротивления коаксиальной цепи. Индуктивность коаксиальной цепи с увеличением частоты уменьшается. Это обусловлено уменьшением внутренней индуктивности за счет поверхностного эффекта. Зависимость индуктивности от частоты показана на рис. 7. 2.

Рис. 7. 2. Частотная зависимость индуктивности коаксиальной цепи. Емкость коаксиальной цепи от частоты не зависит.

Проводимость изоляции с ростом частоты линейно возрастает. Величина ее зависит в первую очередь от качества диэлектрика, используемого в кабеле и характеризуется величиной угла диэлектрических потерь tgd. Частотная зависимость проводимости изоляции показана на рис. 7. 3.

Рис. 7. 3. Частотная зависимость проводимости изоляции коаксиальной цепи. На рис. 7. 4 показана частотная зависимость коэффициента затухания. С ростом частоты коэффициент затухания возрастает.

Рис. 7. 4. Частотная зависимость коэффициента затухания, a дБ/км. Коэффициент фазы b с ростом частоты возрастает почти по прямолинейному закону.

Рис. 7. 5. Частотная зависимость коэффициента фазы b, рад/км. Частотная зависимость волнового сопротивления коаксиальной цепи иллюстрируется графиком на рис. 7. 6. Модуль волнового сопротивления с увеличением частоты уменьшается.

Рис. 7. 6. Частотная зависимость волнового сопротивления Zв. Скорость распространения электромагнитной энергии по кабельным линиям с ростом частоты существенно возрастает. Скорость распространения электромагнитной энергии по линии при постоянном токе составляет примерно 10000 км/с, а при токах высоких частот имеет величину порядка 250000 км/с, приближаясь к скорости света.

Рис. 7. 7. Частотная зависимость скорости распространения электромагнитной энергииu.

Определение длины регенерационного (усилительного) участка и построение схемы размещения ОРП и НРП на магистрали.

Линейный тракт ЦСП содержит передающее и приемное оборудование линейного тракта, регенерационные участки линии и регенерационные пункты, предназначенные для восстановления первоначальной формы, амплитуды и временных положений импульсов.

Большинство промежуточных регенерационных пунктов являются необслуживаемыми (НРП) и только часть этих пунктов является обслуживаемыми (ОРП). Необслуживаемые пункты питаются по тем же цепям, по которым передаются линейные сигналы.

Размещение ОРП осуществляется по возможности в крупных населенных пунктах, где они могут быть обеспечены электроэнергией, водой, топливом, условиями для обслуживающего персонала.

НРП размещаются на трассе через участки с примерно равным затуханием с таким расчетом, чтобы в любой точке тракта передачи разность между уровнем сигнала и помех не превышала допустимого значения.

Рассчитанный в предыдущем разделе коэффициент затухания цепей кабеля соответствует температуре 20° С (a20). Значение коэффициента затухания при температуре t° C (at) на глубине прокладки кабеля определяется по формуле, в дБ/км (8. 1)

где aa - температурный коэффициент затухания, значение которого для расчетов в курсовом проекте можно принять равным

    ;
    t - среднегодовая температура на глубине прокладки кабеля,
    t=7, 5° C.

При работе ЦСП максимум энергии в линии сконцентрирован в области частот, прилегающих к полутактовой частоте цифрового сигнала, поэтому расчет длины регенерационного участка ЦСП производится по формуле, в км

    (8. 2)

Страницы: 1, 2, 3, 4