Характеристики швеллера: компания Металлинвест в Компании Металлинвест

Содержание

компания Металлинвест в Компании Металлинвест

№ швеллера h, мм b, мм s, мм t, мм
С уклоном граней
5 50 32 4.4 7.0
6.5 65 36 4.4 7.2
8 80 40 4.5 7.4
10 100 46 4.5 7.6
12 120 52 4.8 7.8
14 140 58 4.9 8.1
16 160 64 5.0 8.4
16a 160 68 5.0 9.0
18 180 70 5.1 8.7
18a 180 74 5.1 9.3
20 200 76 5.2 9.0
22 220 82 5.4 9.5
24 240 90 5.6 10.0
27 270 95 6.0 10.5
30 300 100 6.5 11.0
33 330 105 7.0 11.7
36 360 110 7.5 12.6
40 400 115 8.0 13.5
№ швеллера h, мм b, мм s, мм t, мм
С параллельными гранями
50 32 4,4 7,0
6,5П 65 36 4,4 7,2
80 40 4,5 7,4
10П 100 46 4,5 7,6
12П 120 52 4,8 7,8
14П 140 58 4,9 8,1
16П 160 64 5,0 8,4
16аП 160 68 5,0 9,0
18П 180 70 5,1 8,7
18аП 180 74 5,1 9,3
20П 200 76 5,2 9,0
22П 220 82 5,4 9,5
24П 240 90 5,6 10,0
27П 270 95 6,0 10,5
30П 300 100 6,5 11,0
33П 330 10,5 7,0 11,7
36П 360 110 7,5 12,6
40П 400 115 8,0 13,5

Швеллер размеры | Таблица размеров швеллера 10, 12, 14, 16, 20, 22

Таблица размеров швеллера

Швеллер горячекатаный стальной ГОСТ 8240-97
Параметры швеллера гк h — высота b — ширина полки s — толщина стенки t — толщина полки Вес 1 мп, кг
Швеллер размер № 5 h=50 мм b=32 мм s=4,4 мм t=7 мм 4,84
Швеллер размер № 6.5 h=65 мм b=36 мм s=4,4 мм t=7,2 мм 5,9
Швеллер размер № 8 h=80 мм b=40 мм s=4,5 мм t=7,4 мм 7,05
Швеллер размер № 10 h=100 мм b=46 мм s=4,5 мм t=7,6 мм 8,59
Швеллер размер № 12       h=120 мм b=52 мм s=4,8 мм t=7,8 мм 10,4
Швеллер размер № 14 h=140 мм b=58 мм s=4,9 мм t=8,1 мм 12,3
Швеллер размер № 16 h=160 мм b=64 мм s=5,0 мм t=8,4 мм 14,2
Швеллер размер № 18 h=180 мм b=70 мм s=5,1 мм t=8,7 мм 16,3
Швеллер размер № 20 h=200 мм b=76 мм s=5,2 мм t=9 мм 18,4
Швеллер размер № 22 h=220 мм b=82 мм s=5,2 мм t=9,5 мм 21
Швеллер размер № 24 h=240 мм  b=90 мм s=5,6 мм t=10 мм 24
Швеллер размер № 27 h=270 мм b=95 мм s=6 мм t=10,5 мм 27,7
Швеллер размер № 30 h=300 мм b=100 мм s=6,5 мм t=11 мм 31,8
Швеллер размер № 40 h=400 мм b=115 мм s=8 мм t=13,5 мм 48,3
Швеллер гнутый
Швеллер гнутый гост 8278-83
 50*40*3        12,0 м
 60*32*2,5     12,0 м
 60*32*4        10,0 м
 80*32*4        10,0 м
 80*60*4        11,5 м
100*50*3       11,5 м
120*50*3       11,5 м
120*60*4       11,5 м
120*60*5       11,7 м
160*80*4       11,7 м

Швеллер размеры

Швеллеры г/к стальные горячекатаные это прокат П или У — образного сечения. Швеллеры г/к делятся на 3 вида: швеллер горячекатаный с уклоном внутренних полок, с параллельными гранями полок и швеллер гнутый холоднокатаный. Швеллер горячекатаный производится двух видов точности: повышенной точности-Б и обычной точности-В. Виды и марки швеллеров завися от марки стали, из которых они изготовлены что определяет их назначение и размеры. Швеллеры изготовляют длиной от 4 до 12 м и высотой от 5 до 40 мм. Швеллер широко используется при строительстве сооружений, а также в качестве каркаса и перегородок, так как их размер позволяет создавать конструкции различных видов.

  • Швеллеры из углеродистой и низколегированной стали. обозначением П — с параллельными полками и обозначением У — с уклоном внутренних граней изготавливаются по ГОСТу 8240.
  • Швеллеры специальные для вагоностроения. обозначение В — для вагоностроения изготавливаются по ГОСТу 5267.
  • Швеллеры специальные для тракторов. обозначение Т — для тракторов изготавливаются по ГОСТу 5420

Узнать цены на швеллер в интернет магазине Металлобазы>>>

Швеллер 10 – все характеристики и ГОСТы горячекатаного изделия + Видео

Швеллер 10 – так обозначают стальную горячекатаную продукцию, производимую по ГОСТу 8240-97 и еще нескольким стандартам, в которых указаны технические условия и требования к ее изготовлению. Профиль такого типоразмера просто незаменим в малонагруженных строительных сооружениях (например, в тех же гаражах и частных домах) и в прочих стальных конструкциях (в смотровых площадках и их опорах, в качестве поперечных и продольных ребер жесткости). Такая востребованность швеллера 10 обусловлена его техническими характеристиками – достаточной прочностью при его малом массе и размерах в поперечном сечении.

1 Особенности и виды горячекатаных изделий с профилем № 10

Как указано выше, швеллер 10 производят по ГОСТ 8240. Весь прокат этого стандарта (то есть всех типоразмеров) отличается от любых других изделий швеллерного сечения. Все различия, в том числе по способу изготовления, относительно подробно изложены в первой главе статьи о швеллере № 16. В этом же материале также дано описание внешних и прочих особенностей рассматриваемого швеллерного проката № 10.

Стандарт 8240, являясь ГОСТом сортамента, регламентирует виды и перечень типоразмеров производимых по нему изделий с соответствующими размерами и площадью сечения (в поперечнике), весом 1 метра, длиной, допустимыми предельными отклонениями от этих величин и другими характеристиками, зависящими от этих параметров.

Швеллер стальной горячекатаный

И согласно ГОСТ 8240 рассматриваемый швеллер 10 – это все изделия данного стандарта, изготовляемые с высотой профиля (стенки) 100 мм. В общей сложности производится 3 вида (серии) швеллерного проката № 10, деление на которые произведено по геометрическим размерам и форме сечения профиля в поперечнике:

  • У – продукция, внутренние грани полок которой имеют уклон;
  • П – продукция, грани полок которой параллельны;
  • Э – так называемые экономичные швеллеры, грани полок которых параллельны.

Соответственно и обозначаются эти серии изделий: швеллер 10У, 10П и 10Э.

2 Вес и размеры швеллеров по сериям – ГОСТ 8240

Ниже будут приведены только основные характеристики: вес швеллера № 10 и размеры его сечения в поперечнике. Все остальные параметры, регламентируемые стандартом 8240, представлены в соответствующих материалах сайта. То есть необходимо ознакомиться со статьей «Швеллерный прокат ГОСТ 8240».

Вес и размер швеллеров

Высота профиля № 10, как указывалось ранее, 100 мм. Все остальные размеры швеллера 10 по сериям:

Серии швеллера № 10 Размеры сечения в поперечнике (кроме высоты), мм
Ширина полки Толщина полки Толщина стенки Радиус закругления между стенкой и полками с внутренней стороны Радиус закругления на кромке полки
не более
10У 46 7,6 4,5 7 3
10П 46 7,6 4,5 7 4
10Э 46 7,6 4,2 9 3

Вес швеллеров (то есть одного их погонного метра) серий 10 У и 10 П одинаковый – 8,59 кг. Вес швеллера серии 10 Э – 8,47 кг.

3 Технические требования к изготовлению – все о марках стали и качестве

Если, помимо характеристик, представленных в стандарте 8240, необходимо выяснить другие параметры и свойства швеллера № 10, то следует обратиться к другим ГОСТам, которые являются нормативными документами по техническим условиям к изготовлению этого вида проката, а также ряда иной металлопродукции. В этих стандартах указаны марки стали, физико-механические (прочностные) и другие характеристики, включая требования к качеству готовых изделий. Причем все эти требования одинаковы для всех серий горячекатаного изделия швеллер 10.

Технические требования к изготовлению швеллеров

На прокат стандарта 8240 в общей сложности распространяется не один, а семь ГОСТов технических условий. То есть по 1-му на определенные достаточно широкие области применения и способы использования швеллера. И, соответственно, в каждом из этих ГОСТов все вышеуказанные характеристики (стали, прочность) определенные, и отличаются от установленных в других шести стандартах технических условий. Впрочем, это сразу станет понятно после ознакомления со списком этих ГОСТов:

  • 535-2005 – по нему производят стальную продукцию общего и специализированного применения, изготовляемую из углеродистой, имеющей обыкновенное качество стали;
  • 27772-2015 – распространяется на прокат, используемый для возведения стальных строительных и других конструкций и применяемый также для иных целей;
  • 19281-2014 – на стальные металлоизделия повышенной прочности, выполненные из качественных нелегированных либо низколегированных сталей и используемые для изготовления разнообразных конструкций;
  • 5521-93 и Р 52927-2015 – на стальные металлоизделия, применяемые для постройки судов и прочих морских и речных сооружений и конструкций различного климатического исполнения и назначения;
  • 6713-91 и Р 55374-2012 – на стальную металлопродукцию для мостов и различных их конструкций.

Сортамент швеллеров: таблица, размеры, виды, ГОСТ


Стальной прокат этого вида используется как силовой элемент металлоконструкций. Характерная форма, напоминающая в поперечном сечении букву «П» определяет не только удобство применения, но и высокую стойкость к изгибающим и осевым нагрузкам. Производят швеллер по технологиям гибки и горячей прокатки из сталей различных марок, включая высоколегированные. Полки (боковые стенки) профиля могут быть как идеально перпендикулярными к широкой стороне, так и с наклоном с внутренней стороны.


Швеллер с одинаковой длиной боковых стенок получил название равнополочного, со стенками разной длины — неравнополочного. В каталоге швеллера находятся категории:

  • Горячекатаные;
  • Специальные;
  • Равнополочные;
  • Наравнополочные.


Параметры материала регулируются специальными ГОСТами. Это:

  • 8240-89 — широкого применения;
  • 5267.1-90 — для вагоностроения.
  • 19425-74 — для автомобильной промышленности.


Применяются и другие ГОСТы, регулирующие характеристики материала для более узких сфер использования, например, ГОСТ 21026-75 — швеллер, использующийся в конструкции вагонеток.

Швеллеры равнополочные


Наиболее массовая категория в ассортименте — равнополочные. По технологии производства подразделяется на швеллер горячекатаный и гнутый. Отличить их легко по внешнему виду — у гнутого углы закруглены, а толщина стенок равная по всему профилю.


Он более дешевый, чем произведенный горячей прокаткой.


Изготавливается из сталей хорошо свариваемых марок, что позволяет создавать конструкции сложной конфигурации и нестандартных форм. Характеристики регламентированы в ГОСТ 8278–83. Материалом изготовления служит рулонная сталь обыкновенных, конструкционных и углеродистых марок, которая прокатывается на трубных станах.


Размеры находятся в широком диапазоне — высота в пределах 50- 400, а ширина 32 — 115 мм.


Большое значение в сфере применения гнутых разновидностей материала имеет уровень прокатки. Для этой категории предусмотрены три класса:

  • «А» — высокой точности;
  • «Б» — повышенной;
  • «В» — обычной.


Индексы указываются в маркировке конкретного артикула.


По форме профиля гнутый швеллер отличается, в каталоге выделены 4 основных типа:

  • «П» — с параллельными гранями, один из наиболее распространенных;
  • «У» — с уклоном граней;
  • «Л» — облегченной серии;
  • «С» — специальный.


Параметры каждого вида из любой серии сведены в соответствующие таблицы.


Характеристики легкой серии с параллельными гранями полок


Специальные виды швеллера


По данным, сведенным для каждой серии, определяются механические характеристики подходящего для конкретного проекта материала. В расчетах принимаются во внимание поперечная и продольная прочность, масса, свариваемость, коэффициент температурного расширения и другие параметры.


Сортамент равнополочных швеллеров очень широкий, что определяет их использование в самых различных отраслях.


Преимущественно гнутые марки материала применяют в качестве вспомогательных усиливающих элементов — монтаж каркасов под отделочные материалы, для производства рам промышленной и транспортной техники, для мебели, элементов дорожной инфраструктуры и т.д. Хотя прочностные характеристики гнутого швеллера очень высокие, он уступает горячекатаному по некоторым параметрам.

Прокатный швеллер


Производится по ГОСТ 8240-97. Подразделяется на два основных вида — с параллельными гранями и с уклоном. Визуально горячекатаный отличается от гнутого четко выраженными прямыми ребрами внешних граней. Углы по внешнему профилю строго соответствуют 900.


Сортамент стального горячекатаного швеллера также очень широкий. Производится он в таких артикулах:

  • С уклоном граней с внутренней стороны (маркировка «У») — 5, 12, 14, 16, 18а, 20, 22, 30, 40 и других;
  • С параллельными полками (маркировка «П», «Э» или «Л») — П: 5П, 10П, 12П, 16аП, 18П, 20П, 27П, 30П, 36П, 40П.


Цифры в маркировке показывают расстояние между боковыми гранями) в сантиметрах. Существует два класса точности — «А» и «В», соответственно, высокой и обычной. Полный сортамент прокатных швеллеров вы найдете в каталоге компании «Альянс-Сталь», работающей в Самаре и других городах Приволжского федерального округа. Доставка транспортом компании или самовывозом, форма оплаты — по договоренности. Актуальные цены указаны в прайс-листе. Параметры материала для определенного вида использования выбираются по соответствующим таблицам.


Характеристики швеллера наклонными гранями


Характеристики швеллера с параллельными гранями


Специфические параметры, используемые в таблицах:

  • W — момент сопротивления;
  • I — инерционный момент;
  • i —инерционный радиус.


Также при проектировании используются таблицы для сведения размеров и масс материала, изготовленного про ГОСТ. В расчетах принимается во внимание, что средняя плотность стали, из которой изготовлен швеллер, равна 7500 кг/м3.


Горячекатаный швеллер используется в ответственных конструкциях, испытывающих значительные нагрузки при эксплуатации. Особенности материала позволяют устанавливать элементы в наклонном, горизонтальном и вертикальном положении с соединением сваркой, болтами или клепкой. Строгая форма профиля обеспечивает плотный контакт с ровными плоскостями оснований при укладке на бетон, кирпич или блоки из разных материалов.

Поделиться в соц. сетях:

Читайте также

19.02.2019

20.03.2018

15.02.2018

Швеллер — характеристики и виды, производство швеллера

Швеллер — это металлическое изделие с П-образным сечением, изготовленное из стального проката способом горячей прокатки заготовок на сортовых станах.

Требования к выпуску и производству швеллеров изложены в ГОСТ 8240-97. По размерам и форме швеллер стальной изготавливается в нескольких видах: швеллер с уклоном внутренних граней полок, швеллер с параллельными гранями полок, и специальный швеллер. Швеллеры применяются в мощных  конструкциях стержневого образца (большепролетных фермах,мостах и т.п.),  в колоннах,  и кровельных прогонах.

Номер швеллера — указывает его высоту.

По размеру и форме швеллеры выпускают:

  • А-высокой точности;
  • Б-повышенной точности;
  • В-обычной точности;
  • У-с уклоном внутренних граней полок;
  • П-с параллельными гранями полок;
  • Л-легкой серии с параллельными гранями полок;
  • С-специальные.

Высшей категории качества гнутого неравнополочного и равнополочного швеллера соответствуют категории А и Б.

Швеллеры с параллельными гранями полок с уклоном внутренних граней полок изготавливают по ГОСТ 8240-89.

По способу изготовления швеллеры делятся на следующие виды:

  • Стальные горячекатаные;
  • Стальные специальные;
  • Стальные гнутые равнополочные;
  • Стальные гнутые неравнополочные.

Швеллер стальной горячекатаный — изготавливается согласно ГОСТ 535-88 в двух видах — с параллельными гранями полок и с уклоном внутренних граней полок. В зависимости от точности прокатки, швеллер горячекатаный подразделяют: высокой точности — А, обычной точности — В. Швеллера делятся по номерам — номер обозначает расстояние между внешними гранями.

Швеллер специальный — предназначен для применения в автомобильной промышленности (ГОСТ 19425-74) и в вагоностроении (ГОСТ 5267.1-90). В зависимости от точности прокатки, специальный швеллер подразделяется: высокой прочности — А, обычной прочности — В.

Стальные гнутые равнополочные швеллера — согласно ГОСТу 8278-93 изготавливаются на трубных станах из рулонной стали обыкновенного качества и углеродистой качественной конструкционной стали. Высота равнополочного составляет от 50 до 400 мм, ширина от 32 до 115 мм.

Стальные гнутые неравнополочные швеллера изготавливаются на профилегибочных станах из рулонной холоднокатаной и горячекатаной стали обыкновенного качества, углеродистой качественной конструкционной и низколегированной стали по ГОСТу 8281-80. Они также подразделяются по номерам, которые обозначают расстояние между полками (в мм). Разновидности длины такие же, как и у равнополочных швеллеров.

  • Швеллер из углеродистой и низколегированной стали — ГОСТ 8240.
  • Швеллер специальный для вагоностроения — ГОСТ 5267.
  • Швеллер специальный для тракторов — ГОСТ 5420.

Швеллеры ГОСТ 8240-89 делятся на группы:

  • Швеллер с уклоном внутренних граней полок: Тип № 5; 6,5; 8; 10; 12; 14; 16; 16а; 18; 18а; 20; 22; 24; 27; 30; 33; 36; 40.
  • Швеллер с параллельными гранями полок: Тип № 5П; 6,5П; 8П; 10П; 12П; 14П; 16аП; 18П; 18аП; 20П; 22П; 24П; 27П; ЗОП; ЗЗП; 36П; 40П.

При производстве швеллеров изготовляют заготовки от 4 до 12 метров в длину, разделяя их на заготовки мерной длины, кратной мерной длины и немерной длины. Прокат горячекатанных швеллеров может осуществляться с высокой (А), повышенной (Б) или обычной точностью (В).

Возникли вопросы? Обращайтесь по телефонам со страницы — Контакты

виды, номер, марка и размеры

Маркировка и обозначение швеллера в соответствии с ГОСТ 8240


Высота профиля швеллера примерно в 1,5-3,5 раза больше ширины. Форма его сечения обеспечивает ему высокие показатели жесткости. Это позволяет использовать данный вид проката в тяжелом машиностроении и строительстве, в основном, для изготовления ответственных металлоконструкций, в качестве несущих элементов перекрытия, каркасов зданий и сооружений. Кроме того, многие марки швеллеров применяют в автомобилестроении, вагоностроении, для изготовления опор, ограждений, ворот, в декоративных целях.


Геометрические параметры и размеры швеллеров серии П (с параллельными гранями) и серии У (с уклоном внутренних граней) совпадают, основное отличие только в радиусах закругления полок.


Ключевой параметр в маркировке и обозначении — высота. Номер швеллера = Высота в мм / 10, или, по-другому, равен высоте швеллера в см.

















Номер швеллера

Высота швеллера

Ширина полки

Толщина стенки

Толщина полки

5П, 5У

50

32

4,4

7,0

6,5П, 6,5У

65

36

4,4

7,2

8П, 8У

80

40

4,5

7,4

10П, 10У

100

46

4,5

7,6

12П, 12У

120

52

4,8

7,8

14П, 14У

140

58

4,9

8,1

16П, 16У

160

64

5,0

8,4

18П, 18У

180

70

5,1

8,7

20П, 20У

200

76

5,2

9,0

22П, 22У

220

82

5,4

9,5

24П, 24У

240

90

5,6

10,0

27П, 27У

270

95

6,0

10,5

30П, 30У

300

100

6,5

11,0

40П, 40У

400

115

8,0

13,5

Виды швеллеров – классификация, стандарты


По способу производства швеллер подразделяется на гнутый и горячекатаный профиль. Гнутый профиль получается методом холодного профилирования из стальной листовой заготовки (штрипса). В свою очередь гнутый швеллер может быть равнополочным и неравнополочным.


ГОСТ 8278-83 регламентирует сортамент и предельные отклонения гнутого стального равнополочного швеллера. По требованиям данного документа размеры швеллера могут находиться в интервале от 25х26 до 410х65 толщиной от 2 до 20 мм. Длина гнутого профиля, который изготавливается из углеродистых, низколегированных сталей, может иметь значение от 3 до 12 м.


ГОСТ 8281-80 содержит сортамент и величину предельных отклонений гнутого стального неравнополочного швеллера, который изготавливается из марок обыкновенного качества и качественных углеродистых сталей, а также низколегированных марок. Размеры профиля согласно данному документу лежат в диапазоне от 32х22х12 до 300х80х40, толщиной от 2 до 10 мм. Мерная длина данного профиля имеет значение 4-11,8 метров.


ГОСТ 8240-97 содержит сортамент, классификацию и предельные отклонения размеров горячекатаного швеллера общего и специального назначения. Профиль данной групп может быть высотой 50 — 400 мм. Номер швеллера отражает высоту сечения, выраженную в сантиметрах. Согласно указанному стандарту поперечное сечение швеллера может иметь 2 типа профиля: 1) с уклоном граней (серии У и С), 2) с параллельными гранями (серии П, Э и Л). Ширина профиля соответствует ширине полки и может принимать значение 32-115 мм. Маркировка швеллера, например 10П, отражает его высоту и тип профиля.


Также существуют и узкоспециализированные виды швеллеров. Их форма и размеры регулируются соответствующими стандартами.


ГОСТ 21026-75 стандартизирует прокат с отогнутой полкой, которые используются для производства вагонеток. Они имеют всего 2 типоразмера СП-10 и СП-12. ГОСТ 5267.1-90 содержит размеры и справочные характеристики швеллеров горячекатаных для вагоностроения. Номер швеллера по требованиям данного стандарта может принимать значения от 8В до 30В-2. ГОСТ 5422-73 содержит размеры профилей горячекатаных, предназначенных для тракторов. Согласно стандарту профиль №5 – соответствует швеллеру 24Т, а профиль №6 – 18Т.

Как правильно расшифровать условное обозначение швеллера


Вид условного обозначения швеллера зависит от его типа (ГОСТ) и материала из которого он изготовлен. К примеру, швеллер 30П обычной точности прокатки В, выполненный из стали Ст3, четвертой категории, первой группы имеет следующее обозначение:

  • Швеллер 30П-В ГОСТ 8240-97/Ст3сп4-1 ГОСТ 535-88


Тот же профиль из стали 09Г2С повышенной точности прокатки, класса прочности 345 обозначается:

  • Швеллер 30П-Б ГОСТ 8240-97/345 ГОСТ 19281-89


Гнутый равнополочный швеллер размером 300х80х6 точности профилирования А (высокой), из штрипса повышенной Б точности прокатки, второй категории из стали Ст3сп обозначается:

  • Швеллер А 300х80х6 Б ГОСТ 8278-83/2-Ст3сп ГОСТ 11474-76

Какие бывают швеллера — Список полного сортамента


Строительство сооружений любой сложности подразумевает предварительные расчёты элементов несущих конструкций. Для правильного распределения нагрузки важно знать весь сортамент изделий, с их свойствами и физическими характеристиками. Другими словами нужно иметь представление какие бывают швеллера. Их можно различить по массе, марке стали, способу производства. Сортамент Сталь-Инвест способен предложить все существующие типоразмеры, в том числе горячекатаные швеллера, изготавливающиеся строго в соответствии с ГОСТ 8240-97.


При производстве используется метод горячего профилирования. Работа происходит на сортопрокатных станках из металлических квадратных заготовок. Сортамент горячекатаных швеллеров определяется номерами в маркировке – от №5 до №40 – самые популярные модели. Обе швеллерные полки должны иметь одинаковый размер – оставаться параллельными или меть небольшой уклон вовнутрь.


Сортамент швеллера стального: все модификации


Металлопрокат выпускается строго по ГОСТ-8240-97. В документе прописаны все размеры, параметры, характеристики, рядовые серии швеллерной продукции. Классические модификации изделий – с параллельными, уклонными полками. Они обозначаются соответственно «П», «У». В целом, металлоизделия делятся на общее и специальное назначение. Вид швеллеров «П» — самый популярный типоразмер, наряду с модели с уклонными гранями они всегда имеются на металлобазах в больших объемах. Перечислим другие разновидности:


  • «С» — специальная модель, которая производится только по индивидуальным параметрам заказчиков. Модели соответствуют специфическим требованиям, зачастую находят применение в автомобильной промышленности.


  • «Л» — легкая серия, модели которой не рассчитаны на большую нагрузку. Они понадобятся, если требуется создать часть армирующего пояса для различных зданий, позволяют облегчить общий вес строения.


  • «Э» — экономичные металлопрофиля, стенки которых немного тоньше, чем того требует стандарт. В них расходуется меньшее количество стали.


Как выбрать типоразмер?


Если швеллер имеет маркировку 22, то это значит, что между внешними поверхностями полок имеется расстояние в 220 мм. Каждое металлоизделие имеет подробное описание, сферу применения – все это прописано в нормативных документах. Нержавеющие металлоизделия, лишенные недостатков, производятся только на основании ГОСТ 8240-97.


Марки используемой стали прописаны ГОСТом 380. Здесь указан их химический состав. Обычно для производства используется сталь «3пс». Швеллера минимальных размеров — №5, 6.5 имеют в составе практически только эту марку. Такой сортамент не требует дополнительных компонентов, так как используется для построек небольшой массы, облегченных конструкций. Если стоит дополнительный индекс «а», то профиль имеет дополнительное усиление, больший вес.


Если необходима конструкция с высокими нагрузками, то швеллеры стальные горячекатаные изготавливаются из низколегированной стали 09Г2С. Выбирая модель металлоизделия необходимо изначально определиться, для какой сферы требуется сортамент. Для облегчения выбора существуют буквенные, цифровые маркировки. С их помощью выбрать подходящее изделие не составляет труда.


Где купить типоразмеры?


Металлобаза «Сталь-Инвест» занимается продажей металлопроката. Постоянные клиенты из разных городов России выбирают нас за быструю доставку любых объемов швеллерной продукции, двутавровых балок, стальных листов, низкие цены, оперативность. Специалисты по телефону в Ростове-на-Дону +7 (863) 308-94-58 ответят на любые вопросы по поводу ассортимента металлопродукции, примут ваши заказы, помогут в выборе.

Характеристики канала

— Fosco Connect

1. Источники шума

Шум в системе связи можно разделить на две большие категории в зависимости от его источника. Шум, создаваемый компонентами в системе связи, такими как резисторы и твердотельные активные устройства, называется внутренним шумом. Вторая категория, внешний шум, возникает из источников вне системы связи, включая атмосферные, искусственные и внеземные источники.

Атмосферный шум возникает в основном из-за паразитных радиоволн, генерируемых естественными электрическими разрядами в атмосфере, связанными с грозами.Его обычно называют статическим или сферическим. Ниже примерно 100 МГц напряженность поля таких радиоволн обратно пропорциональна частоте. Атмосферный шум характеризуется во временной области короткими всплесками большой амплитуды и является одним из основных примеров шума, называемого импульсным. Из-за этой обратной зависимости от частоты атмосферный шум влияет на коммерческое радиовещание AM, которое занимает диапазон частот от 540 кГц до 1,6 МГц, больше, чем на телевидение и FM-радио, которые работают в полосах частот выше 50 МГц.

Источники техногенного шума включают коронный разряд высоковольтных линий электропередач, шум, создаваемый коммутатором в электродвигателях, шум зажигания автомобилей и самолетов и шум переключения передач. Шум зажигания и шум переключения, как и атмосферный шум, имеют импульсный характер. Импульсный шум является преобладающим типом шума в коммутируемых проводных каналах, таких как телефонные каналы. Для таких приложений, как передача голоса, импульсный шум является лишь фактором раздражения; однако это может быть серьезным источником ошибок в приложениях, связанных с передачей цифровых данных.

Еще одним важным источником техногенного шума являются радиопередатчики, отличные от интересующего. Шум из-за мешающих передатчиков обычно называют радиочастотными помехами (RFI). RFI особенно опасны в ситуациях, когда приемная антенна находится в среде передатчика с высокой плотностью передачи, как при мобильной связи в большом городе.

Внеземные источники шума включают наше Солнце и другие горячие небесные тела, например звезды.Из-за своей высокой температуры (6000 ° C) и относительно близкого расположения к Земле Солнце является интенсивным, но, к счастью, локализованным источником радиоэнергии, которая распространяется в широком спектре частот. Точно так же звезды являются источниками широкой и радиоэнергии. Хотя они намного дальше и, следовательно, менее интенсивны, чем солнце, тем не менее, они вместе являются важным источником шума из-за их огромного количества. Радиозвезды, такие как квазары и пульсары, также являются источниками радиоэнергии.Радиоастрономы считают такие звезды источником сигнала, а инженеры-связисты рассматривают такие звезды как еще один источник шума. Частотный диапазон солнечного и космического шума простирается от нескольких мегагерц до нескольких гигагерц.

Еще один источник помех в системах связи — множественные пути передачи. Это может быть результатом отражения от зданий, земли, самолетов и кораблей или преломления путем расслоения в среде передачи. Если механизм рассеяния приводит к многочисленным отраженным компонентам, принятый многолучевой сигнал похож на шум и называется диффузным .Если компонент многолучевого сигнала состоит только из одного или двух сильных отраженных лучей, он называется зеркальным , . Наконец, ухудшение сигнала в системе связи может происходить из-за случайных изменений затухания в среде передачи. Такие возмущения сигнала упоминаются как замирание , хотя следует отметить, что зеркальное многолучевое распространение также приводит к замиранию из-за конструктивных и деструктивных помех принятых множественных сигналов.

Внутренний шум возникает из-за случайного движения носителей заряда в электронных компонентах.Он может быть трех основных типов: первый называется тепловым шумом , который вызывается случайным движением свободных электронов в проводнике или полупроводнике, возбуждаемым тепловым возбуждением; второй называется дробовым шумом и вызван случайным поступлением дискретных носителей заряда в такие устройства, как термоэлектронные трубки или устройства с полупроводниковым переходом; третий, известный как фликкер-шум , создается в полупроводниках не совсем понятным механизмом и тем сильнее, чем ниже частота.

2. Типы каналов передачи

Есть много типов каналов передачи. Мы обсудим характеристики, преимущества и недостатки трех общих типов: каналов распространения электромагнитных волн, управляемых каналов электромагнитных волн и оптических каналов. Характеристики всех трех можно объяснить на основе явления распространения электромагнитных волн. Однако характеристики и применение каждого из них достаточно разные, чтобы их можно было рассматривать отдельно.

Каналы распространения электромагнитных волн

Возможность распространения электромагнитных волн была предсказана в 1864 году Джеймсом Клерком Максвеллом (1831 — 1879), шотландским математиком, основавшим свою теорию на экспериментальных работах Майкла Фарадея. Генрих Герц (1857–1894), немецкий физик, проводил эксперименты между 1886 и 1888 годами, используя быстро колеблющуюся искру для создания электромагнитных волн, тем самым экспериментально подтвердив предсказания Максвелла.Таким образом, ко второй половине девятнадцатого века физическая основа для многих современных изобретений, использующих распространение электромагнитных волн, таких как радио, телевидение и радар, была уже создана.

Основной физический принцип заключается в передаче электромагнитной энергии в среду распространения, которой может быть свободное пространство или атмосфера, посредством элемента излучения, называемого антенной . Возможны многие различные режимы распространения, в зависимости от физической конфигурации антенны и характеристик среды распространения.Самый простой случай, который никогда не встречается на практике, — это распространение от точечного источника в бесконечно протяженной среде. Распространяющиеся волновые фронты (поверхности постоянной фазы) в этом случае будут концентрическими сферами. Такую модель можно использовать для распространения электромагнитной энергии от космического корабля на расстояние до Земли. Другая идеализированная модель, которая аппроксимирует распространение радиоволн от коммерческой радиовещательной антенны, представляет собой проводящую линию, перпендикулярную бесконечной проводящей плоскости.Эти и другие идеализированные случаи проанализированы в книгах по теории электромагнетизма. Наша цель — указать на основные аспекты явлений распространения в практических каналах.

За исключением случая распространения между двумя космическими аппаратами в космическом пространстве, промежуточная среда между передатчиком и приемником никогда не может быть хорошо аппроксимирована свободным пространством. В зависимости от расстояния и частоты излучаемой волны, наземная линия связи может зависеть от прямой видимости, распространения земной волны или ионосферной пропущенной волны (см. Рисунок ниже).

В таблице ниже перечислены диапазоны частот от 3 кГц до 10 7 ГГц, а также буквенные обозначения микроволновых диапазонов, используемых в радарах среди других приложений. Обратите внимание, что полосы частот даны в десятилетиях; диапазон частот VHF в 10 раз больше, чем диапазон HF. Во 2-й таблице ниже показаны некоторые группы, представляющие особый интерес.

Распределение общих приложений достигается по международному соглашению.Настоящая система распределения частот находится в ведении Международного союза электросвязи (ITU), который отвечает за периодический созыв административных радиоконференций на региональной или всемирной основе (WARC до 1995 г .; WRC 1995 г. и после, обозначение Всемирной конференции радиосвязи. ). В обязанности ВКР входит разработка, пересмотр и принятие Регламента радиосвязи , который является инструментом международного управления использованием радиочастотного спектра.

В США Федеральная комиссия по связи (FCC) выдает определенные приложения в пределах диапазона, а также лицензии на их использование. FCC возглавляется пятью членами комиссии, назначаемыми президентом на пятилетний срок и утверждаемыми Сенатом. Один комиссар назначается председателем президентом.

На более низких частотах или длинных волнах распространяющиеся радиоволны имеют тенденцию следовать за земной поверхностью. На более высоких частотах или коротких волнах радиоволны распространяются по прямым линиям.Другое явление, которое происходит на более низких частотах, — это отражение (или преломление) радиоволн ионосферой (серия слоев заряженных частиц на высоте от 30 до 250 миль над земной поверхностью). Таким образом, для частот ниже примерно 100 МГц возможно распространение пропущенной волны. Ночью, когда нижние слои ионосферы исчезают из-за меньшей ионизации от Солнца (слои E, F 1 и F 2 объединяются в один слой — слой F), происходит более длинное распространение пропущенной волны в результате отражение от более высокого, единственного отражающего слоя ионосферы.

Выше 300 МГц радиоволны распространяются по линии прямой видимости, потому что ионосфера не изгибает радиоволны в этой частотной области в достаточной степени, чтобы отразить их обратно на Землю. На еще более высоких частотах, скажем, выше 1 или 2 ГГц, атмосферные газы (в основном кислород), водяной пар и осадки поглощают и рассеивают радиоволны. Это явление проявляется в ослаблении принимаемого сигнала, причем ослабление обычно тем сильнее, чем выше частота (есть области резонанса для поглощения газами, которые достигают пика на определенных частотах).На следующем рисунке показаны конкретные кривые затухания в зависимости от частоты для кислорода, водяного пара и дождя. При проектировании микроволновых линий связи, которые используются, например, в трансконтинентальных телефонных линиях и линиях связи земля-спутник, необходимо учитывать возможное ослабление такими составляющими атмосферы.

Примерно на частоте 23 ГГц возникает первый резонанс поглощения из-за водяного пара, а примерно на частоте 62 ГГц возникает второй резонанс из-за поглощения кислорода.Эти частоты следует избегать при передаче полезных сигналов через атмосферу, в противном случае будет израсходована чрезмерная мощность (можно, например, использовать 62 ГГц в качестве сигнала для перекрестной связи между двумя спутниками, где атмосферное поглощение не является проблемой, и, таким образом, не позволять врагу на земле подслушивать). Другая частота поглощения кислорода приходится на 120 ГГц, а две другие частоты поглощения водяного пара — на 180 и 350 ГГц.

Связь на частотах миллиметрового диапазона (то есть на частоте 30 ГГц и выше) становится все более важной сейчас, когда существует такая большая перегрузка на более низких частотах (спутник Advanced Technology Satellite, запущенный в середине 1990-х годов, использует полосу частот восходящего канала около 20 ГГц и полоса частот нисходящего канала около 30 ГГц).Связь на частотах миллиметрового диапазона становится все более возможной благодаря технологическому прогрессу в компонентах и ​​системах. Для наземной передачи широкополосных сигналов определены две полосы на 30 и 60 ГГц, LMDS (локальная многоточечная система распределения) и MMDS (многоканальная многоточечная система распределения). Следует проявлять особую осторожность при проектировании систем, использующих эти полосы, из-за сильного поглощения атмосферным воздухом и дождем, а также блокировки такими объектами, как деревья и здания.

Где-то выше 1 ТГц (1000 ГГц) распространение радиоволн приобретает оптический характер. На длине волны 10 мкм (0,00001 м) лазер на диоксиде углерода обеспечивает источник когерентного излучения, а лазеры видимого света (например, гелий-неоновые) излучают в диапазоне длин волн 1 мкм и короче. Системы наземной связи, использующие такие частоты, испытывают значительное ослабление в пасмурные дни, а лазерная связь по наземным линиям связи по большей части ограничена оптическими волокнами.Был проведен анализ использования лазерных перекрестных линий связи между спутниками.

Управляемые электромагнитные волновые каналы

Вплоть до последней части двадцатого века наиболее распространенным примером управляемых каналов электромагнитных волн была часть междугородной телефонной сети, в которой использовались проводные линии, но почти исключительно они были заменены оптоволокном. Связь между людьми, находящимися на другом континенте, впервые была достигнута посредством передачи голосовой частоты (ниже 10 000 Гц) по разомкнутому проводу.Качество передачи было довольно низким. К 1952 году было установлено использование типов модуляции, известных как двухполосная и однополосная на высокочастотных несущих. Связь по преимущественно многопарным и коаксиальным кабельным линиям обеспечивала гораздо лучшее качество передачи. После завершения строительства первого трансатлантического кабеля в 1956 году межконтинентальная телефонная связь значительно улучшилась.

Полоса пропускания по коаксиальному кабелю составляет несколько мегагерц. Потребность в большей полосе пропускания инициировала разработку систем передачи миллиметровых волн на волноводах.Однако с развитием оптических волокон с низкими потерями попытки улучшить системы миллиметрового диапазона для достижения большей полосы пропускания прекратились. Фактически, развитие оптических волокон сделало концепцию проводного города, в которой цифровые данные и видео могут быть переданы по трубопроводу в любой дом или офис с городом, практически реальностью. Современные коаксиальные кабельные системы могут передавать только 13 000 голосовых каналов на кабель, но оптические каналы способны передавать это количество в несколько раз (ограничивающим фактором является текущий драйвер для источника света).

Оптические линки

До недавнего времени использование оптических линий связи ограничивалось короткими и промежуточными расстояниями. После прокладки транстихоокеанских и трансатлантических оптических кабелей в 1988 и в начале 1989 года это уже не так. Технологические прорывы, предшествовавшие широкому использованию световых волн для связи, заключались в разработке небольших когерентных источников света (полупроводниковых лазеров), оптических волокон или волноводов с низкими потерями и малошумящих детекторов.

Типичная волоконно-оптическая система связи имеет источник света, который может быть либо светоизлучающим диодом, либо полупроводниковым лазером, в котором интенсивность света изменяется в зависимости от источника сообщения. Выход этого модулятора является входом в световод. Приемник или датчик света обычно состоит из фотодиода. В фотодиоде протекает средний ток, который пропорционален оптической мощности падающего света. Однако точное количество носителей заряда (то есть электронов) случайно.Выходной сигнал детектора представляет собой сумму среднего тока, пропорционального модуляции, и шумовой составляющей. Этот шумовой компонент отличается от теплового шума, генерируемого электроникой приемника, тем, что он носит импульсный характер. Это называется дробовым шумом по аналогии с шумом, производимым при попадании дроби в металлическую пластину. Другой источник ухудшения качества — это дисперсия самого оптического волокна. Например, сигналы импульсного типа, посылаемые в оптоволокно, воспринимаются приемником как «размытые».Потери также возникают в результате соединений между отрезками кабеля и между кабелем и компонентами системы.

Наконец, следует упомянуть, что оптическая связь может осуществляться через свободное пространство.

(PDF) Характеристики канала и производительность передачи для различных конфигураций каналов на частоте 60 ГГц

14 Журнал EURASIP по беспроводной связи и сетям

ошибок наведения луча вызовут огромное падение качества канала и производительности BER на

.Антенны с более широким лучом

, как правило, менее чувствительны к ошибкам наведения луча

, что указывает на то, что на практике необходимо разработать правильную ширину луча

.

СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

[1] М. Фиакко, М. Паркс, Х. Рэди и С. Р. Сондерс, «Окончательный отчет

— коэффициенты распространения в помещении на частотах 17 и 60 ГГц», Tech.

Rep., Университет Суррея, Гилфорд, Суррей, Великобритания,

августа

1998, исследование, проведенное от имени Агентства радиосвязи-

.

[2] J. Sch

othier, «Исследование WP3: канал 60 ГГц и его модификация», Tech. Rep., 2001, IST-2001-32686 Broadway.

[3] П. Ф. М. Смолдерс, «Использование полосы 60 ГГц для локального проводного доступа —

без мультимедийного доступа на

: перспективы и будущие направления», IEEE

Communications Magazine, vol. 40, нет. 1, pp. 140–147, 2002.

[4] Х. Сю, В. Кукшья и Т.С. Раппапорт, «Пространственные и временные характеристики

внутренних каналов 60 ГГц», журнал IEEE на

выбранных областях в Связь, т.20, нет. 3, pp. 620–630,

2002.

[5] IEEE 802.15 WPAN Альтернатива миллиметрового диапазона PHY

Ta sk G ro up 3c (TG 3 c), http://www.ieee802.org/15/ pub / TG3c

.html.

[6] Р. Дэвис, М. Бенсебти, М. А. Бич и Дж. П. МакГихан,

«Измерения распространения беспроводного сигнала в условиях многолучевого распространения внутри помещений на частотах 1,7 ГГц и 60 ГГц для малых сот» в

Proceedings 41-й конференции IEEE по автомобильным технологиям

(VTC ’91), стр.589–593, Сент-Луис, Миссури, США, май 1991 г.

[7] Ч. Р. Андерсон, Т. С. Раппапорт, К. Бэ и др., «Встроенные характеристики широкополосного многолучевого распространения

на частотах 2,5 и 60 ГГц» в

Труды 56-й конференции по автомобильным технологиям IEEE —

ence (VTC ’02), vol. 1, стр. 97–101, Ванкувер, Британская Колумбия, Канада,

Сентябрь 2002 г.

[8] RJCBultitude, RFHahn и Р.Дж. Дэвис, «Рекомендации по распространению

при проектировании широкополосной связи внутри помещений. com-

система связи в EHF, IEEE Transactions on Vehicle

Technology, vol.47, нет. 1, pp. 235–245, 1998.

[9] Н. Мораитис и П. Константину, «Измерение внутреннего канала —

измерений и характеристика на 60 ГГц для беспроводных локальных приложений

сетевых приложений», IEEE Transactions on Antennas и

Распространение, т. 52, нет. 12, pp. 3180–3189, 2004.

[10] С. Коллонж, Г. Захария и Г. Эль-Зейн, «Влияние активности человека

на широкополосные характеристики интервала 60 ГГц».

дверной радиоканал, IEEE Transactions on Wireless Communi-

cations, vol.3, вып. 6, pp. 2396–2406, 2004.

[11] DC Cox и RP Leck, «Корреляционная полоса пропускания и статистика многолучевого распространения

в прямом распределении для 910-МГц ur-

запрета мобильных радиоканалов», IEEE Transactions по Катионам Коммуникей-

, т. 23, нет. 11, pp. 1271–1280, 1975.

[12] Б. Гланс и Л. Дж. Гринштейн, «Частотно-избирательные эффекты замираний ef-

в цифровой мобильной радиосвязи с комбинированием разнесения», IEEE

Transactions on Communications, vol.31, нет. 9, pp. 1085–

1094, 1983.

[13] Х. Хашеми, «Внутренний канал распространения радиоволн», Pro-

ceedings of the IEEE, vol. 81, нет. 7, pp. 943–968, 1993.

[14] Х. Янг, MHAJHerben, и P.FMSmulders, «Селективность частоты

для каналов 60 ГГц LOS и NLOS Indoor Radio

» in Proceedings 63-й конференции IEEE Vehicular Technol-

ogy (VTC ’06), т. 6, стр. 2727–2731, Мельбурн,

Австралия, май 2006 г.

[15] А. А. Салех и Р. А. Валенсуэла, «Статистическая модель многолучевого распространения

внутри помещений», журнал IEEE по выбранным областям

в коммуникациях, т. 5, вып. 2, pp. 128–137, 1987.

[16] QH Spencer, BD Je s, MA Jensen и AL Swindlehurst,

«Моделирование статистических характеристик времени и угла прихода —

характеристик многолучевого канала внутри помещения, ”IEEE Journal on Selected

Area in Communications, vol.18, нет. 3, pp. 347–360, 2000.

[17] C.-C. Чонг, Ч.-М. Тан, Д.И. Лауренсон, С. Маклафлин, М.

,

, А. Бич и А. Р. Никс, «Новая статистическая модель широкополосных пространственных каналов

для систем WLAN в диапазоне 5 ГГц»,

Журнал IEEE по выбранным областям в Связь, т. 21,

нет. 2, pp. 139–150, 2003.

[18] C.-C. Чонг и С. К. Йонг, «Типовая статистическая модель канала UWB

для многоэтажных квартир», IEEE Transactions

по антеннам и распространению, т.53, нет. 8, часть 1, стр. 2389–

2399, 2005.

[19] A. F. Molisch, D. Cassioli, C.-C. Чонг и др., «Полная стандартизированная модель для сверхширокополосного канала распространения

нелей», IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 54,

нет. 11, часть 1, стр. 3151–3166, 2006.

[20] Х. Такай, «Производительность BER передачи в помещении для защиты от

многолучевой модуляции PSK-VP», IEEE Transactions on Vehicles-

ular Technology , т.42, нет. 2, pp. 177–185, 1993.

[21] П. Ф. М. Смолдерс, «Широкополосные беспроводные локальные сети: исследование осуществимости

», доктор философии. докторская диссертация, Технологический университет Эйндховена —

ogy, Эйндховен, Нидерланды, декабрь 1995 г.

[22] J. C.-I. Чуанг, «Эффекты распространения временной задержки на портативных

каналах радиосвязи с цифровой модуляцией»,

Журнал IEEE по избранным областям связи, том 5, № 5,

стр. 879–889, 1987.

[23] F.Адачи и К. Оно, «Характеристики BER QDPSK с

разнесенным приемом после обнаружения в каналах мобильной радиосвязи»,

IEEE Transactions по автомобильной технологии, том 40, № 1, часть

2, стр. 237–249, 1991.

[24] Л. Досси, Г. Тартара и Ф. Таллоне, «Статистический анализ измеренных функций импульсной характеристики

с гарантированной импульсной характеристикой для внутренних радиостанций диапазона 2,0 ГГц

», Журнал IEEE по избранным областям связи,

об. 14, вып. 3. С. 405–410, 1996.

[25] Дж. Б. Андерсен, Т. С. Раппапорт и С. Йошида, «Propaga-

измерения и модели для беспроводной связи

каналов», IEEE Communications Magazine, том 33, № 1, стр.

42–49, 1995.

[26] J. Medbo, H. Hallenberg и J.-E. Берг, «Характеристики распространения

на 5 ГГц в типичных сценариях радио-LAN», в материалах

Proceedings of the 49th IEEE Vehicular Technology Confer-

ence (VTC ’99), vol. 1, pp. 185–189, Houston, Tex, USA, May

1999.

[27] П. А. Белло, «Характеристика случайно изменяющихся во времени ушных каналов lin-

», IEEE Transactions on Communications Systems,

vol. 11, вып. 4, pp. 360–393, 1963.

[28] P. Marinier, GY Delisle и CL Despins, «Временные вариации

внутреннего беспроводного канала миллиметрового диапазона», IEEE

Transactions on Antennas and Распространение, том 46, номер 6, стр.

928–934, 1998.

[29] Г. Дургин, Т. С. Раппапорт, Х.Сюй, «Измерения и модели

для потерь радиотракта и потерь проникновения в и около

домов и деревьев на частоте 5,85 ГГц», IEEE Transactions on Commu-

nications, vol. 46, нет. 11, pp. 1484–1496, 1998.

[30] Р. Х. Кларк, «Статистическая теория мобильного радиоприема»,

Bell System Technical Journal, vol. 47, нет. 6, pp. 957–1000,

1968.

[31] W. C. Jakes, Microwave Mobile Communications, John Wiley &

Sons, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США, 1974.

Характеристики канала высокоскоростной железнодорожной станции на основе моделирования трассировки лучей в диапазоне миллиметровых волн 5G

Ожидается, что для удовлетворения растущего спроса на более высокую пропускную способность «умной станции» будет использоваться технология миллиметровых волн (mmWave). значительная роль в системе связи с высокой скоростью передачи данных. В этой статье, основанной на технологии моделирования трассировки лучей, будут изучены характеристики беспроводного канала трехмерной (3D) модели высокоскоростной железнодорожной станции в диапазоне миллиметровых волн.Ключевые параметры, такие как показатель потерь на трассе, коэффициент затухания в тени, разброс задержки, коэффициент Rician K , угловой разброс, спектр углов мощности и пространственная корреляция, извлекаются и исследуются. Эти характеристики каналов важны для выбора антенных решеток и даже для проектирования будущих сетей связи 5G в железнодорожной среде.

1. Введение

В настоящее время, благодаря удобству и гибкости высокоскоростной железной дороги (ВСМ), все больше и больше людей предпочитают использовать железнодорожный транспорт для путешествий или работы.Для достижения этих целей в отношении безопасности, удобства и эффективности исследования системы беспроводной связи пятого поколения (5G) стали тенденцией [1–4] в различных железнодорожных сферах. В настоящее время первая интеллектуальная железнодорожная станция 5G была создана на железнодорожном вокзале Шанхай Хунцяо, которая, как ожидается, сможет гарантировать глубинное покрытие сети 5G в этом году. Умная железнодорожная станция продемонстрирует публике мудрость железнодорожных технологий с точки зрения эксплуатации и обслуживания, включая внутреннюю навигацию, идентификацию лиц и роботов, управляемых 5G.Другими словами, интеллектуальная станция была жизненно важной прикладной средой в интеллектуальных транспортных системах (ИТС) [5, 6], и анализ модели беспроводного канала в железнодорожной системе для системы связи 5G имеет важное значение.

Чтобы удовлетворить потребность в бесшовном беспроводном соединении с высокой скоростью передачи данных для железнодорожных служб, предлагаются эффективные технологии передачи, такие как массивный множественный вход, множественный выход (MIMO) [7] для повышения пропускной способности системы и скорости передачи данных. Характеристики крупномасштабных замираний для различных железнодорожных сценариев были впервые обобщены в [8].На основании [8] отмечается, что железнодорожная станция [9, 10] значительно отличается от сценариев общих сетей общего пользования или других сценариев высокоскоростной железной дороги (таких как виадуки, выемки, туннели и т. Д.) [11]. В [11] авторы также исследовали характеристики каналов в различных сценариях HSR с помощью трехмерной трассировки лучей (RT) [12–14], которая может компенсировать недостатки традиционных моделей и точно анализировать специальные характеристики каналов в системах 5G. Предыдущее моделирование было сосредоточено на системе с одним входом и одним выходом (SISO) и канале MIMO для внутренней и внешней связи [15–17], но в них не учитывались параметры многолучевого распространения, такие как пространственная корреляция в железнодорожной системе.В результате все еще существует острая потребность в полном исследовании с учетом крупномасштабных параметров, мелкомасштабных параметров и пространственных параметров [18, 19] для сценария станции в системах MIMO.

В этой статье основное внимание уделяется средней станции HSR, которая является наиболее распространенным сценарием станции с двумя платформами и четырьмя линиями. Прежде всего, параметры канала, такие как показатель потерь на трассе, коэффициент затухания тени, задержка из-за многолучевого распространения и угловой разброс, могут быть получены на основе RT. Эксперимент будет проводиться на станции HSR, где антенны базовых станций расположены на вышке.Напротив, сильные стороны массивной системы MIMO по компенсации высоких потерь на тракте в миллиметровом диапазоне сделали высокие несущие частоты неотъемлемым компонентом будущих сетей 5G. Благодаря доступной более широкой полосе пропускания сеть 5G может обеспечивать высокие скорости передачи данных и повышать качество обслуживания. Хотя распространяющиеся сигналы на более высоких частотах имеют более высокие потери на трассе и более подвержены быстрому ухудшению качества сигнала, вызванному движущимися или неподвижными препятствиями [20], более высокие частоты могут позволить развертывать антенны меньшего размера, что позволяет интегрировать функцию многоантенной технологии в систему антенная решетка.В этой статье обсуждались не только характеристики канала, которые могут служить ориентиром для трехмерного моделирования канала в среде 5G, но также были представлены рекомендации по оптимизированному развертыванию для конфигурации антенны на основе пространственной корреляции в массивных системах MIMO в диапазоне миллиметровых волн 37,0–42,5 ГГц.

Остальная часть статьи организована следующим образом. Определенный сценарий высокоскоростной железнодорожной станции и параметры моделирования представлены в разделе 2. Модель беспроводного канала для сценария станции представлена ​​в разделе 3.По результатам моделирования мы указываем основные характеристики канала для обсуждения развертывания антенны в Разделе 4. Выводы сделаны в Разделе 5.

2. Моделирование трассировки лучей
2.1. Моделирование сценария

Как показано на рисунке 1, 3D-модель сценария с высокоскоростной железнодорожной станцией длиной 450 м создается программой SketchUp в трехмерной декартовой системе координат. В сценарной модели 6 типов объектов и 6 материалов (таблица 1).Рассмотрены пути прямой видимости, рассеяние и отражения до 2-го порядка, а инициализированные диэлектрические параметры перечислены в таблице 2.

Бетон

Объект Материал
Платформа Гранит, кирпич, штукатурка
Навес Штукатурка, металл
Грунт Плитка необработанная
Рельс Крестовина

Металл

Металл

Башня однотрубная Металл

Относительная диэлектрическая проницаемость

9038


Материал
4.91 0,14
Кирпич 4,20 0,39
Штукатурка 2,50
Металл 1,00 Бетон 5,60 0,05

Затем, ссылаясь на CRh480A, модель высокоскоростного поезда построена на рисунке 2.С помощью результатов моделирования и измерений влияние соседних отсеков поезда почти можно игнорировать для принятого сигнала, что указывает на то, что передняя часть поезда может рассматриваться индивидуально в среде моделирования.

2.2. Параметры моделирования трассировки лучей

На рисунке 1 высота однотрубной башни рядом со станцией высокоскоростной железной дороги составляет 40 м [21]. Расстояние от центральной линии башни до края платформы станции составляет 10 м, а расстояние до оси X составляет 225 м.В данной работе используется всенаправленная антенна с вертикальной поляризацией. Как передающая (Tx) антенна, антенна базовой станции размещается на платформе вышки [21], высота которой составляет 38,5 м, а расстояние по вертикали до центральной линии башни составляет 0,8 м. Следовательно, координаты могут быть установлены на (30,5, 225, 38,5).

На виде сверху на Рисунке 1, моделирующем линию 1, процесс прохождения поезда через станцию ​​на линии 1 разделен на Зону I, где поезд приближается к вышке, и Зону II, где поезд покидает вышку.Верхняя антенна — это приемник (Rx), который расположен на средней линии в верхней части поезда, а расстояние по вертикали до задней части поезда составляет 13 м. Антенна Rx перемещается в положительном направлении оси Y , а высота составляет 4,16 м, что является суммой расстояния до вершины поезда (0,15 м), высоты поезда (3,70 м) и высоты поезда. высота от низа поезда до земли (0,31 м). Координата оси Y антенны Rx составляет 0: 2: 450 в строке 1.Ключевые конфигурации моделирования трассировки лучей перечислены в таблице 3.

координата


Параметр Значение

Частота (ГГц)

Полоса пропускания (ГГц) 5,5
Разрешение (МГц) 5,5
Порядок отражения 2
Режим рассеяния Антенна T
Всенаправленная вертикальная поляризация
Усиление Tx антенны (дБи) 10
Усиление Rx антенны (дБи) 3
Высота Tx (м) 38.5
Высота Rx (м) 4,16
Мощность передачи Tx (дБм) 43
Координата Tx (30,5, 225, 38,5)
R −7,5, y , 4,16)

3. Модель беспроводного канала

При обработке сигналов и беспроводной связи функция передачи канала на частоте f выражается как когерентная сумма различных составляющих многолучевого распространения, связанных с диаграммами направленности поляриметрических Tx и Rx антенн () [22].где N обозначает количество многолучевого распространения, a n и — амплитуда и фаза сигнала, соответственно,,, и — азимутальный угол вылета / прихода и угол возвышения вылета / прихода соответственно [ 23], все из которых относятся к n -ому компоненту многолучевого распространения.

Кроме того, в модели беспроводного канала пути прямой видимости (LOS) и пути без прямой видимости (NLOS) обычно разделены, потому что пути LOS очевидны, тогда как пути NLOS основаны на о режимах передачи моделирования платформы RT, включая отражение, рассеяние и дифракцию.

4. Характеристики канала беспроводной связи

В этом разделе представлены и проанализированы результаты моделирования станции высокоскоростной железной дороги на линии 1. Кроме того, также представлены предложения по оптимизированному развертыванию антенной решетки.

4.1. Потери на трассе и замирание в тени

Потери на трассе относятся к потерям, вызванным диффузией энергии электромагнитной волны при распространении волны. С макроскопической точки зрения это отражается на функции мощности принимаемого сигнала, изменяющейся с расстоянием.

Путем анализа данных канала, полученных платформой моделирования RT, с изменением координаты оси Y антенны Rx, потери на трассе показаны на рисунке 3.

На рисунке 3 потери на трассе равны почти симметричен относительно координаты оси Y Tx, максимум которой составляет 132,2 дБ, когда координата оси Y составляет 22 м. В [24], предполагая, что чувствительность приема антенны Rx составляет –125,23 дБмВт, и комбинируя параметры таблицы 3, максимально допустимые потери на трассе составляют около 148.73 дБ с учетом проникающих потерь.

В этой статье результаты подбора потерь на трассе с помощью модели (2), которая объединяет потери на трассе и затухание тени [25], показаны на рисунке 4: где A — перехват, d — расстояние между Tx-антенной и Rx-антенной (единица измерения: м), а n — показатель степени потерь на трассе. указывает гауссову случайную переменную с нулевым средним значением со стандартным отклонением σ , которое представляет собой коэффициент затухания тени, отражающий крупномасштабное замирание, вызванное перекрытием препятствий в беспроводном канале.

От Секции 2 линия 1 делится на Зону I и Зону II. Соответствующие значения параметров показаны в таблице 4.

Зона I

Таблица 4, строка 1, в результате наличия нескольких препятствий (таких как навес) в сценарии, соответствующий показатель потерь на трассе ( n = 2,26) немного больше, чем в модели потерь на трассе в свободном пространстве (FSPL). ( n = 2).В Зоне I n составляет 2,69 из-за большего количества препятствий. Следует отметить, что n составляет 1,83 в Зоне II из-за наложения трассы прямой видимости, большего отражения и рассеяния, которые можно найти в [11] относительно богатого многолучевого распространения в каналах миллиметрового диапазона. Кроме того, все коэффициенты затухания в тени σ в сценарии близки к 6 дБ, что является значением среды LOS для сценария сельской местности (RMa) в 3GPP [26].

4.2. Среднеквадратичный разброс задержки

На рисунке 5 показаны среднеквадратичные разбросы задержек и кумулятивные функции распределения (CDF) разбросов среднеквадратичных задержек.

На рисунке 5 (а) кривая среднеквадратичного разброса задержки почти симметрична. Среднеквадратичный разброс задержки около Tx-антенны больше, чем на двух концах станции. Средний среднеквадратичный разброс задержки 0,28 нс на линии 1 меньше результата измерения разброса задержки 0,8 нс в сельской местности [4], поскольку полузамкнутое пространство станции ограничивает диапазон многолучевого распространения [11]. В то же время из-за того, что высокоскоростная железнодорожная станция является полуограниченным типом, лучи в процессе распространения перекрываются и отражаются различными зданиями и корпусом поезда.Пути LOS обеспечивают первичную энергию, и разброс среднеквадратичных задержек относительно невелик. На рисунке 5 (b) все значения разброса среднеквадратичной задержки на линии 1 меньше 1,2 нс, что означает, что большинство мощных компонентов многолучевого распространения сосредоточено вокруг тракта LOS в области временной задержки. Средние значения среднеквадратичного разброса задержки показаны в таблице 5, а значения двух областей почти одинаковы, что предполагает, что линия 1 имеет аналогичные характеристики канала в области временной задержки.


Параметр A n σ (дБ)
47,31 2,69 5,52
Зона II 65,52 1.83 5,69
Линия 1 56,42 2,26 5,66
FSPL 64,27 2,00

9382


Параметр Область I Область II Линия 1

RMS разброс задержки (нс)27 0,29 0,28
K (дБ) 28,97 27,47 28,72

Rician K -Factor

Из анализа предыдущих глав видно, что есть пути LOS и большое количество путей NLOS на линии 1. Поэтому необходимо проанализировать взаимосвязь между путем LOS и путем NLOS с Rician K -фактор [27].

При изменении положения координаты оси Y антенны Rx, коэффициент Rician K показан на рисунке 6 (a). Кроме того, Рисунки 6 (b) –6 (d) демонстрируют CDF и результаты аппроксимации Rician K -фактора. Средние значения фактора Rician K приведены в таблице 5.

Как показано на рисунке 6 (a), с антенной Rx рядом с антенной Tx (область I), общий процесс Rician K — фактор — тенденция к снижению. Rician K -факторы около Tx антенны являются самыми маленькими, колебания которых относительно серьезны.И наоборот, в Зоне I и Зоне II факторы Rician K становятся больше с увеличением расстояния между Tx-антенной и Rx-антенной, что означает ослабление замирания.

В таблице 5 среднее значение коэффициента Rician K на линии 1 составляет 28,72 дБ, что намного больше 0 дБ, что означает, что тракт LOS внес основной вклад в энергию. Аналогичное наблюдение в миллиметровом диапазоне можно было найти в сценарии для сельской местности [4] относительно среднего значения 25,7 дБ. Как показано на рисунках 6 (b) –6 (d), из результатов подгонки следует также отметить, что факторы Rician K подчиняются гауссовскому распределению из-за характеристики широкополосного канала системы связи 5G.Кроме того, когда полоса пропускания шире, разрешающая способность многолучевого распространения, которая приводит к снижению мощности компонента NLOS основного пути, становится сильнее, поэтому факторы Rician K становятся больше в системе широкополосных каналов 5G.

4.4. Пространственные параметры
4.4.1. Среднеквадратичный угловой разброс

В строке 1 среднеквадратичные угловые разбросы угла прихода (AoA) и угла отклонения (AoD) показаны на Рисунке 7 (a). ASA, ESA, ASD и ESD — это угловые разбросы азимутального угла прихода, угла возвышения прибытия, азимутального угла вылета и угла возвышения вылета соответственно.CDF угловых разбросов показаны на Рисунке 7 (b).

На рисунке 7 ESA относительно больше, и большинство (≥80%) значений больше 10,7 °, в то время как 80% ASA меньше 7,8 °, что объясняет наличие большего количества рассеивателей из области возвышения в Rx и кузов поезда играют важную роль. Тогда ESD относительно меньше, и большинство значений () меньше 1,7 °, тогда как ASD относительно больше и 80% больше 5,5 °, что объясняет, что в области возвышения на Tx меньше рассеивателей.Кроме того, сценарий измерения в [28] аналогичен сценарию со станцией в статье, а результаты в [28] согласуются с результатами моделирования в статье. Поскольку существует аналогичная среда, в которой больше отражателей и рассеивателей в обоих сценариях, сценарии имеют ту же характеристику, что максимальный угловой разброс не превышает 70 °.

4.4.2. Спектр углов мощности

На Рисунке 7 (a) угловые разбросы на двух концах станции относительно малы. Вот почему нам нужно сосредоточиться на спектре углов мощности (PAS) [29] на двух концах станции.В этом разделе на рисунке 8 показаны PAS AoA и AoD, когда координаты оси Y антенны Rx равны 6 м и 444 м, соответственно.

На рисунке 8 (a), при координате оси Y 6 м, главный луч в точке Rx может быть горизонтальным, поскольку значения нормализованной мощности относительно самые большие, поскольку угол возвышения AoA составляет около 90 °. К счастью, направления угла места главного луча также распределены вокруг 90 ° с координатой оси Y 444 м.Кроме того, относительно большой ESA и горизонтальный луч в Rx показывают, что линейная антенная решетка Rx должна быть перпендикулярна верхней части поезда, чтобы достичь низкой корреляции между лучами.

На рисунке 8 (b), на 6 м, в то время как азимутальный угол AoD составляет около -20 °, нормализованные мощности являются наибольшими, что означает, что направление азимутального угла главного луча на Tx может быть примерно — 20 °. И наоборот, на высоте 444 м направления основного луча по азимутальному углу в основном распределены около 20 °, но углы возвышения всегда приближаются к 100 °.Тогда ASD антенны Tx больше, чем ESD на Рисунке 7 (a), что означает, что антенная решетка может быть горизонтальной и перпендикулярной рельсам на платформе башни. Принимая во внимание направление главного луча на Рисунке 8 (b), антенную решетку следует повернуть против часовой стрелки или по часовой стрелке по горизонтали, чтобы она была перпендикулярна направлению главного луча для низкой корреляции.

4.5. Пространственная корреляция

Как мы все знаем, выигрыш от разнесения и мультиплексирования системы MIMO [30, 31] напрямую связаны с пространственными характеристиками канала.Вышеизложенное является исследованием некоторых пространственных характеристических параметров в диапазоне 5 ГГц мм. Кроме того, в качестве важного аспекта каналов MIMO [32] необходимо обсудить пространственную корреляцию между лучами для достижения подходящего разнесения антенн.

В этом разделе, чтобы улучшить характеристики местоположения, где есть худшее покрытие сигнала, угловые разбросы в этом местоположении выбираются для вычисления корреляции, чтобы обеспечить удобство использования всего сценария для пользователя.

Согласно рисунку 7 (b), более 90% ASA и 90% ESA превышают 4,15 ° и 9,71 °, соответственно, и более 90% ASD и 90% ESD превышают 4,64 ° и 0,92 °. соответственно, что приводит к необходимости исследования пространственной корреляции между антенными элементами в случае относительно более сильного углового разброса. Коэффициент корреляции между антенными элементами Rx с ASA (4,15 °) и ESA (9,71 °) показан на рисунке 9 (a), а коэффициент корреляции антенных элементов Tx показан на рисунке 9 (b), поскольку ASD равен 4.64 °, а ESD — 0,92 °.

Длина волны на частоте 40 ГГц составляет примерно 7,5 мм. Как видно из рисунка 9 (а), относительное расстояние элементов антенной решетки Rx составляет не менее 68 раз, чтобы гарантировать, что коэффициент корреляции между соседними антенными элементами меньше 0,1, но расстояние между антенными элементами составляет около 51 см, что слишком велико, чтобы соответствовать требованиям инженерные требования. Если коэффициент корреляции можно уменьшить до 0,5, это означает, что расстояние между антенными элементами будет только около 2,25–3,75 см, что может соответствовать требованиям для применения в приемнике Rx.

На рисунке 9 (b), когда коэффициент корреляции соседних антенных элементов Tx меньше 0,5, разнос антенн может быть установлен примерно в 3–30 раз больше длины волны, что означает примерно 2,25–22,50 см.

5. Заключение

В данной статье исследованы характеристики канала миллиметрового диапазона 5G на станции высокоскоростной железной дороги. На основе результатов измерения и моделирования анализируются ключевые параметры канала, такие как потери на трассе, разброс задержки, коэффициент Rician K , угловой разброс, PAS и пространственная корреляция.Некоторые важные результаты и предложения резюмируются следующим образом: (1) Когда передающие антенны установлены на вышке, максимальные потери на трассе на линии 1 составляют около 132,2 дБ, что настолько велико, что ожидается, что технология с несколькими антеннами обеспечит силу покрытия сигнала и увеличится. пропускная способность системы. (2) Станция высокоскоростной железной дороги представляет собой полуограниченное пространство, где значения разброса среднеквадратичных задержек почти меньше 1,2 нс на линии 1, что является разумным и приемлемым в системах 5G. (3) В сценарии Rician K -факторы подчиняются распределению Гаусса, что связано с большой пропускной способностью в системах 5G.(4) Когда передатчик и приемник используют однородные линейные антенные решетки, расстояние между антеннами может составлять 2,25 ~ 22,50 см на передатчике, тогда как расстояние между приемниками и приемником может быть установлено равным 2,25 ~ 3,75 см. (5) Антенная решетка приемника должна быть вертикально к верху поезда, в то время как горизонтальная антенная решетка Tx должна вращаться против часовой стрелки или по часовой стрелке по горизонтали, чтобы получить низкую корреляцию из-за направления распространения главного луча. (6) Путем анализа скорости движения поезда и угла между Если направление движения и направление падающей волны, можно обнаружить, что угол приближается к 90 °, когда Rx достигает Tx, что приводит к уменьшению доплеровского сдвига.Из-за моделирования на линии 1, где поезду необходимо остановиться на платформе, а скорость относительно низкая, в этой статье не рассматривается эффект Доплера, и в будущем могут быть проведены дополнительные исследования, связанные с этим.

Доступность данных

Данные, использованные для подтверждения выводов этого исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации этой статьи.

Выражение признательности

Эта работа была поддержана Национальной программой ключевых исследований и разработок в рамках гранта 2016YFE0200900, NSFC в рамках грантов 61725101 и U1834210, Совместным фондом Beijing Natural Haidian в рамках гранта L172020, основными проектами Пекинской муниципальной комиссии по науке и технологиям в рамках гранта Z181100003218010, и передовая стипендия Ньютона Королевского общества (номер гранта: NA1

).

Характеристики канала авиационной спутниковой связи

Цели

Характеристики распространения беспроводного сигнала от спутникового передатчика до бортового приемника представляют особый интерес для обеспечения коммуникационных возможностей самого самолета или пассажиров.Приложения в этой области — это, например, доступ к Интернету и мультимедийному контенту во время полета, а также приложения, связанные с функциями безопасности жизни, такими как управление воздушным движением. В частности, приложения, включающие функции безопасности жизни, требуют не только средней надежности линии передачи, но, скорее, высокой доступности и предъявляют строгие требования к непрерывности обслуживания.

Основными целями этого проекта были проверка и расширение существующих моделей распространения канала от спутника к самолету и исследование характеристик канала от спутника к вертолету.Были рассмотрены несколько эффектов, таких как отражения от земли от различных диаграмм направленности окружающей среды, влияние многолучевого распространения, создаваемое самим воздушным судном, пространственное и поляризационное разнесение и влияние конструкции воздушного судна в зависимости от расположения антенн на диаграмме направленности антенны.

Этот проект направлен на разработку программного инструмента, моделирующего канал распространения от спутника к воздушному судну, чтобы понять и улучшить прием спутникового радиосигнала воздушным судном. Процесс разработки программного обеспечения поддерживается экспериментальными измерениями с учетом различных конфигураций антенны, спутника и полета.Экспериментальный план включал четыре различных типа самолетов и различные сценарии наземного и воздушного базирования.

Проект также предоставил первую характеристику помех в полосах, зарезервированных для воздушной спутниковой связи в L- и Ka-диапазонах.

Вызовы

Основная задача проекта заключалась в планировании, настройке и проведении сложных экспериментальных кампаний с участием нескольких самолетов на земле и в полете.Это ключ к предоставлению точных экспериментальных данных для использования в модели канала.

Преимущества

Этот проект не только характеризовал канал распространения, но также учитывал полный сценарий, определяющий радиолинию между спутником и самолетом (динамика и маневрирование самолета). Это включало отрицательные эффекты, а также альтернативные конфигурации системы, такие как разнесение антенн / поляризации.

Разница в обоих каналах распространения была точно проанализирована и смоделирована.

Характеристики

Мероприятие улучшило современные имитаторы модели канала, которые основывались на модели с двумя касаниями, с траекторией прямой видимости и траекторией отражения от земли, и предполагали несколько ограничений. Например, они не рассматривали банковские сценарии или сателлиты с изменением позиций. Однако такие сценарии могут существенно повлиять на поведение канала.

Таким образом, был реализован улучшенный имитатор модели канала, позволяющий моделировать распространение сигналов, передаваемых спутником и принимаемых воздушным судном для передач L-диапазона.Модель канала в значительной степени позволяет моделировать большее количество сценариев (например, сценарии банка) и предлагает возможности для расширения модели на другие полосы частот, типы самолетов или направленные антенны. Отражение от поверхности моделируется с учетом различных поверхностей, таких как вода (например, озера и море), трава или участки с растительностью. В качестве основы для модели канала были выполнены и оценены различные измерения.

План

Проект был разделен на две фазы.На первом этапе основными задачами были:

  1. Обзор существующих моделей каналов и тщательное выявление пробелов в существующих знаниях и экспериментальных данных и вывод экспериментальных требований (консолидация требований),
  2. Планирование и разработка экспериментов с учетом требований модели канала,
  3. Выбор / проектирование измерительного оборудования.
  4. Демонстрация концепции анализа экспериментальных данных.

На этапе 2, после того как были предложены надежный эксперимент и анализ данных, были поставлены следующие задачи:

  1. Интеграция измерительного оборудования,
  2. Проведение экспериментов,
  3. Оценка данных,
  4. Разработка и тестирование модели,
  5. Разработка программного обеспечения для моделирования,
  6. Дополнительные измерения для противодействия и проверки модели канала и программного обеспечения.

ОЦЕНКА ПИКОВ НАВОДНЕНИЯ ПО ХАРАКТЕРИСТИКАМ КАНАЛА В ОГАЙО

Уравнения регрессии были разработаны для оценки пиков паводков с выбранными интервалами повторяемости от 2 до 100 лет для водотоков Огайо с аллювиальными руслами и руслами коренных пород. В качестве независимых переменных использовались характеристики геометрии канала, а не характеристики бассейна. Ширина активного канала была единственной характеристикой геометрии канала, значимой на 5-процентном уровне в оценочных уравнениях для аллювиальных каналов.Стандартные ошибки оценки для этих уравнений колеблются от 42 процентов для двухлетнего пика паводка до 55 процентов для 100-летнего пика паводка. Уравнения были разработаны на основе данных, собранных на 142 измерительных станциях с шириной активного канала от 2 до 495 футов. Для ручьев с коренными породами или твердыми руслами глубина берегового русла и ширина активного русла были статистически значимыми характеристиками на 5-процентном уровне для всех, кроме уравнения пика паводка с двухлетним интервалом повторяемости, для которого использовалась только ширина активного русла. статистически значимый.Стандартные ошибки оценки варьируются от 33 процентов для пятилетнего пика паводка до 40 процентов для 100-летнего пика паводка, когда в уравнения включены обе значимые переменные. Стандартные ошибки оценки составляют от 36 до 46 процентов, когда используется только независимая переменная ширины активного канала. Эти уравнения основаны на данных о геометрии каналов, собранных на 20 измерительных станциях с шириной активного канала от 14 до 240 футов и средней глубиной канала от 2 до 2.От 5 до 9,2 футов. Характеристики геометрии канала также были измерены на 168 незанятых участках, чтобы предоставить информацию, которая может быть использована для лучшего определения границ географических областей в трех областях Огайо, где границы были ранее определены в отчете о величине и частоте потока. (Автор)

  • Корпоративных авторов:

    Геологическая служба США

    F Street между 18-й и 19-й улицами, NW
    Вашингтон, округ Колумбия

    20244

    Департамент транспорта Огайо

    25 South Front Street
    Колумбус, Огайо
    Соединенные Штаты
    43215

    Федеральное управление шоссейных дорог

    1200 New Jersey Avenue, SE
    Вашингтон, округ Колумбия
    Соединенные Штаты
    20590
  • Авторов:
  • Дата публикации: 1985

Информация для СМИ

Предмет / указатель

Подача информации

  • Регистрационный номер: 00454474
  • Тип записи:
    Публикация
  • Номера отчетов / статей: 85-4175
  • Файлы: TRIS, USDOT, STATEDOT
  • Дата создания:
    31 июля 1986 г. 00:00

Учебное пособие по характеристикам канала

в беспроводной связи 20 июля 2021 г. — Изучение характеристик канала в учебном пособии по беспроводной связи (26082)

Объясните характеристики беспроводного канала?

Беспроводной канал подвержен различным препятствиям передачи, таким как потери на пути, помехи и засорение.Эти факторы ограничивают диапазон, скорость передачи данных и надежность беспроводной передачи.

Типы дорожек

Влияние этих факторов, связанных с передачей, зависит от условий окружающей среды и движения передатчика и приемника. Есть два типа пути к приемнику:

.

Прямой путь

Когда сигнал передается и достигает приемника напрямую, его можно назвать прямым путем, а компоненты, присутствующие в этом пути, называются компонентами прямого пути.

Многолучевой

Многолучевость, поскольку название предполагает передачу сигнала на приемник через несколько направлений, которые подвергаются различным явлениям, называется многолучевым распространением, а компоненты передаваемого сигнала называются компонентами многолучевого распространения.

Это многолучевое распространение отражается, дифрагирует и рассеивается окружающей средой и достигает приемника, который затем смещается по амплитуде, частоте и фазе относительно компонента прямого пути.

Характеристики беспроводного канала

Каковы характеристики беспроводного канала?

  • Важнейшие характеристики беспроводного канала —
  • Потери на пути
  • Затухание
  • Помехи
  • Доплеровский сдвиг

В следующих разделах мы обсудим эти характеристики каналов по очереди.

Потеря пути

Потери на трассе можно определить как отношение мощности переданного сигнала к мощности того же сигнала, достигающего приемника на заданном пути.Это функция расстояния распространения.

  • Крайне важно оценить потери на пути при проектировании и развертывании сетей беспроводной связи.
  • На потерю на трассе влияют различные факторы, такие как радиочастота и характер местности.
  • Существует модель, называемая моделью распространения в свободном пространстве, которая представляет собой простейшую модель потерь на трассе, в которой сигнал движется по прямому пути между передатчиком и приемником без какого-либо атмосферного затухания или компонентов многолучевого распространения.
  • В этой модели соотношение между передаваемой мощностью P t и принимаемой мощностью P r определяется выражением

Pr = PtGtGr (λ4Πd) 2

Где

  • Gt — коэффициент усиления антенны передатчика
  • Gr — коэффициент усиления антенны приемника
  • d — расстояние между передатчиком и приемником
  • λ — длина волны сигнала

Двухходовая модель также называется двухсторонней моделью, которая широко используется.Упомянутая выше модель свободного пространства говорит о том, что от передатчика до приемника был только один путь.

Фактически, с помощью многолучевого распространения сигнал получает приемник. Следовательно, двухпутная модель пытается уловить это явление. Модель предполагает, что сигнал достигает приемника по двум путям: по линии прямой видимости и по пути, по которому принимается отраженная волна.

Согласно двухлучевой модели принимаемая мощность определяется как Pr = PtGtGr (hthrd2) 2

Где

  • p t — передаваемая мощность
  • G t представляют усиление антенны на передатчике
  • G r представляют собой усиление антенны на приемнике
  • d — расстояние между передатчиком и приемником
  • h t — высота передатчика
  • h r — высота ствольной коробки

Затухание

Затухание определяется как изменение сигнала с различными переменными.Это колебания силы сигнала при достижении приемником. Замирание можно разделить на два типа —

.

  • Быстрое затухание / мелкомасштабное затухание и
  • Медленное замирание / крупномасштабное замирание

Быстрое замирание — это быстрые колебания амплитуды, фазы или задержек в многолучевом распространении принятого сигнала из-за интерференции между одним и тем же переданным сигналом, который претерпел несколько версий, которые были достигнуты в приемнике в разные интервалы времени.

Промежуток времени между приемом первой версии сигнала и последнего отраженного сигнала называется разбросом задержки. Многолучевое распространение передаваемого сигнала, которое вызывает быстрое замирание, происходит из-за трех механизмов распространения, а именно —

  • Отражение
  • Дифракция
  • Рассеяние

Сигнал, который проходит несколько путей, может иногда конструктивно, а иногда и деструктивно складываться в приемнике, что приводит к изменению уровня мощности принятого сигнала.Этот принятый одиночный конверт следует распределению Рэлея, чтобы увидеть, существует ли путь прямой видимости между передатчиком и приемником.

Медленное замирание

Само название «Медленное замирание» означает, что сигнал затухает медленно. Характеристики медленного замирания приведены ниже.

  • , когда объекты, которые частично поглощают передачу, вызывают медленное замирание, которое находится между передатчиком и приемником.
  • Продолжительность затухания может составлять до нескольких секунд или минут, отсюда и название «медленное затухание».
  • Приемник, находящийся внутри здания, принимает радиоволны, проходя сквозь стены здания, что приводит к медленному затуханию сигнала. Препятствия вызывают случайное изменение мощности принимаемого сигнала.
  • Медленное замирание может привести к тому, что принимаемый сигнал будет отличаться, даже если расстояние между передатчиком и приемником останется прежним.
  • Медленное замирание также называется замиранием тени, потому что замирание, возникающее из-за объектов, таких как большие здания или другие сооружения, препятствует прямому пути передачи от передатчика к приемнику.

Помехи

Помехи считаются нежелательными сигналами, которые нарушают беспроводную передачу данных между источником и приемником. Есть две основные формы вмешательства —

  • Помехи в соседнем канале и
  • Помехи в совмещенном канале.

В случае помех по соседнему каналу количество внешней мощности передается из сигнала в соседние каналы. Его можно уменьшить за счет использования защитных полос между выделенными частотными диапазонами.

Помеха в совмещенном канале, иногда также называемая узкополосной помехой, когда та же частота передачи используется для других близлежащих систем.

Межсимвольные помехи — это еще один тип помех, где деформация принятого сигнала вызвана частичным расширением спектра и последующим перекрытием отдельных импульсов в сигнале.

Адаптивная коррекция — это метод другого типа, который помогает минимизировать искажение сигнала при передаче данных в основной полосе частот.Это помогает в сборе энергии рассеянного символа за счет адаптации изменяющихся во времени свойств канала связи. В процессе коррекции используются сложные алгоритмы цифровой обработки.

Настройка характеристик канала (поток данных G) — NI-SCOPE 20.0, 20.1 Руководство

Настраивает свойства, управляющие электрическими характеристиками канала.

Эта функция настраивает входное сопротивление и полосу пропускания.

сеанс в

Ошибка

в

Состояния ошибки, возникающие перед запуском этого узла.

Узел отвечает на этот ввод в соответствии со стандартным поведением при ошибке.

Многие узлы предоставляют
Ошибка в
ввод и
ошибка выхода
вывод, чтобы узел мог реагировать и сообщать об ошибках, возникающих во время выполнения кода. Значение
Ошибка в
указывает, произошла ли ошибка до запуска узла. Большинство узлов реагируют на значения
Ошибка в
стандартным предсказуемым способом.

Ошибка в
не содержит ошибки
Ошибка в
содержит ошибку
Если перед запуском узла ошибок не произошло, узел начинает выполнение в обычном режиме.

Если во время работы узла ошибки не возникает, он не возвращает ошибки. Если ошибка возникает во время работы узла, он возвращает эту информацию об ошибке как
ошибка .

Если ошибка произошла до запуска узла, он не будет выполняться. Вместо этого он возвращает
Ошибка в
ценность как
ошибка .

По умолчанию:
Нет ошибки

каналов

Каналы для сбора данных.

Этот входной параметр имеет следующие варианты синтаксиса:

  • Один канал, например
    0

  • Список каналов, например
    0,1
    или же
    3,2,1,0

  • Ряд каналов, например
    0-7
    или же
    0: 7

  • Комбинация каналов от нескольких инструментов, например
    PXI1Slot3 / 0, PXI1Slot3 / 2-3, PXI1Slot4 / 2-3

Примечание

Порядок каналов в списке важен. Данные для каждого канала возвращаются в порядке их появления в списке.

входное сопротивление

Входное сопротивление канала.

Имя Значение Описание
1 МОм 0 Устанавливает входное сопротивление равным 1 МОм.
50 Ом 2 Устанавливает входное сопротивление 50 Ом.

По умолчанию:
1 мегаом

максимальная входная частота

Полоса пропускания канала, на котором входная схема ослабляет сигнал на 3 дБ.

Пасс
0
для этого значения использовать полосу пропускания оборудования по умолчанию. Проходить
-1
для этого значения для достижения полной пропускной способности.

По умолчанию:
0,00

сеанс завершен

Ссылка на
НИ-СКОП
инструментальный сеанс для перехода к следующему узлу в программе.

ошибка выхода

Информация об ошибке.

Узел выдает этот вывод в соответствии со стандартным поведением ошибок.

Многие узлы предоставляют
Ошибка в
ввод и
ошибка выхода
вывод, чтобы узел мог реагировать и сообщать об ошибках, возникающих во время выполнения кода.Значение
Ошибка в
указывает, произошла ли ошибка до запуска узла. Большинство узлов реагируют на значения
Ошибка в
стандартным предсказуемым способом.

Ошибка в
не содержит ошибки
Ошибка в
содержит ошибку
Если перед запуском узла ошибок не произошло, узел начинает выполнение в обычном режиме.

Если во время работы узла ошибки не возникает, он не возвращает ошибки. Если ошибка возникает во время работы узла, он возвращает эту информацию об ошибке как
ошибка .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.