Характеристики швеллера: Швеллер – таблица размеров, сортамент по ГОСТ
alexxlab | 06.08.1983 | 0 | Разное
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:
- 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 — КонтактыКак выбрать швеллер? Сортамент швеллеров и их характеристики
Швеллер – длинномерный фасонный металлопрокат с П-образным сечением. Является одним из самых актуальных видов проката в строительной и промышленной сфере.
Чем хороши швеллеры:
- демонстрируют высокие показатели прочности;
- отличаются высоким сопротивлением к деформированию;
- характеризуются удароустойчивостью, стойкостью к усилиям на изгиб, сжатие и разрыв;
- обладают отличной износоустойчивостью;
- имеют сравнительно небольшой вес;
- характеризуются точными размерами;
- просты в монтаже;
- обладают хорошей свариваемостью.
МЕТИНВЕСТ предлагает широкий сортамент швеллеров из углеродистых и низколегированных сталей. Приобрести оптовые или розничные партии изделий можно в металлоцентрах ООО «Метинвест-СМЦ», расположенных в 16 городах Украины или у официальных дистрибьюторов https://metinvest-smc.com/ru/infrastructure/distributors/.
Подбор швеллера
Наиболее активные покупатели данного проката – строительные компании. Без использования этих изделий невозможно возведение многоэтажных домов и частных коттеджей, промышленных зданий, ангаров, мостов. Также швеллеры используются в автомобилестроении, станкостроении, вагоностроении. Очевидно, что для каждой задачи существуют определенные требования к профилям П-образного проката, как к элементам конструкций. Будь то здание или мост, вагон или большегрузный автомобиль – они должны успешно и надёжно выполнять свои функции длительное время. Поэтому очень важно правильно выбрать швеллер.
При подборе швеллера имеет значение из какой стали он изготовлен и модуль упругости металла, а также учитываются:
- технология изготовления – горячекатаные или гнутые;
- основные геометрические характеристики – длина, ширина, высота, толщина полки;
- предельный вертикальный прогиб;
- наличие уклона полок и внутренний радиус закругления;
- степень точности изготовления.
Также очень важно знать сколько весит швеллер и уровень его механических свойств.
Учитывая вариативность применения и специфику назначения горячекатаных швеллеров, в соответствии с требованиями стандартов Украины и СНГ они маркируются следующими буквами:
- П – эта буква прописывается в маркировке всех швеллеров, имеющих параллельные грани полок;
- У – маркируют профиль с уклоном полок;
- Э – указывает на принадлежность изделий к экономичной серии;
- С – этой буквой позиционируются специальные швеллеры;
- Л – так помечаются изделия серии «легкий профиль».
И конечно надо понимать, как подобрать швеллер по нагрузке, чего большинство людей делать не умеют. Для этого необходимо произвести расчеты геометрических параметров балки и допустимой нагрузки на ее один погонный метр, рассчитать необходимый момент сопротивления профиля, максимально допустимый прогиб, сделать проверочные расчеты на прочность, жесткость и изгиб. Затем сопоставить расчеты и требования и выбрать швеллер. Чтобы подобрать и купить швеллер нужной марки, можно воспользоваться онлайн-калькуляторами, а можно обратиться к консультантам и менеджерам металлоцентров ООО «Метинвест-СМЦ», которые помогут рассчитать и подобрать правильный швеллер.
Виды швеллеров по способу изготовления
Весь сортамент швеллеров, выпускаемых металлургической промышленностью Украины, делится на две большие группы: прокат горячекатаный и изделия, полученные способом изгиба.
Выпуск этого металлопроката регламентируется техническими нормативными документами: для горячекатаного – ДСТУ 3436 и ГОСТ 8240 и для гнутого – ДСТУ 8806 и ГОСТ 8278.
Швеллер стальной горячекатаный общего назначения
Процесс, когда стальные полуфабрикаты, нагреваемые до температуры выше фазовых превращений, проходят пластическую обработку на прокатном стане при движении между валками, называется горячей прокаткой. Ввиду того, что операция формирования профиля происходит с применением раскаленного металла, в конечном изделии не накапливаются внутренние напряжения.
Достоинства профиля, полученного горячей прокаткой, заключаются в повышенной устойчивости к изгибу, сжатию, ударным нагрузкам. И если надо выбрать швеллер для строительных работ, для создания ответственных звеньев несущих конструкций, то рекомендуем именно этот вид продукции, несмотря на то, что по стоимости это будет дороже.
Все данные о типоразмерах и их технические характеристики приведены в соответствующих таблицах государственных и международных стандартов.
В соответствии с требованиями стандартов ГОСТ и ДСТУ горячекатаный швеллер выпускается в широком сортаменте:
- 18 типоразмеров серии «У»;
- 18 типоразмеров серии «П»;
- 15 типоразмеров серии «Э»;
- 9 типоразмеров серии «Л»;
- 17 типоразмеров серии «С».
Швеллер горячекатаный специальный
Нормативы для металлопроката из этой группы разрабатываются под конкретные отраслевые запросы. Нужды той или иной отрасли промышленности, массово использующей данный металлопрокат, иногда требуют изменения формы или размеров стандартных изделий или особенный состав стали. Например, согласно:
- ДСТУ 7549/ГОСТ 21026 производят горячекатаные швеллеры с отогнутой полкой для вагонеток;
- ДСТУ 8807/ГОСТ 19425 выпускается швеллер для нужд автомобильной промышленности;
- ДСТУ 7551/ГОСТ 5267.1 изготавливаются специальные швеллеры для вагоностроения.
Стальной швеллер гнутый
Технологические нюансы производства горячекатаного проката не позволяют получить тонкую стенку профиля без значительных радиусов скругления, что иногда необходимо для уменьшения массы несущей конструкции или конструктивного элемента промышленного агрегата. Поэтому прибегают к технологии холодного профилирования, при которой процесс придания изделию конечной формы происходит на профилегибочных агрегатах либо роликовых листогибочных машинах. Исходный материал для получения гнутых швеллеров – длинные стальные полосы, материал и размеры которых зависят от требуемой формы и свойств конечного профиля. Поперечное сечение полосы преобразуется в требуемую конфигурацию под воздействием профилирующих роликов определенного типоразмера. Таким образом, получение профиля происходит без нагрева исходного материала, металл меняет форму только под силой давления. Как следствие, в гнутом швеллере присутствуют остаточные внутренние напряжения, что накладывает определенные ограничения на их использование. По этой причине их не рекомендуют применять как основные элементы конструкций или в качестве закладных деталей железобетонных конструкций.
Гнутый швеллер стальной на рынке металлопроката представлен очень широко. Его сортамент может отличаться по ширине полки, разниться размерами сечения и изготавливаться из разных марок стали. Но для всех изделий справедлива классификация по точности изготовления, детально описанная в ГОСТ 8278 и ДСТУ 8806. В маркировке изделий точность обозначается следующими буквами:
- А – высокая;
- Б – повышенная;
- В – обычная.
Преимущества швеллеров, полученных холодным профилированием:
- масса гнутых профилей меньше, чем у горячекатаных;
- демонстрируют более высокие показатели механической жесткости и прочности;
- сборка конструкций разного рода может производиться без сварки, с помощью болтовых креплений;
- высокое качество поверхности;
- разная ширина полок позволяет снизить металлоёмкость конструкций при обеспечении требуемых физико-механических характеристик, что ведет к сокращению расходов на создание объектов;
- бюджетная цена;
- при изготовлении гнутых профилей перенастройка оборудования происходит относительно быстро. Этим объясняется многообразие сортамента швеллера гнутого.
Стальной швеллер гнутый равнополочный и неравнополочный
Путём холодной прокатки получают два вида изделий – равнополочные (обе полки одинаковы) и неравнополочные (одна полка шире другой).
Размерный ряд равнополочных швеллеров (ГОСТ 8278/ДСТУ 8806):
- высота «h» – от 25 до 410 мм;
- ширина полок «b» – от 26 до 180 мм;
- толщина стенки «s» – от 2 до 8 мм.
ГОСТ 8281 регламентирует сортамент стального швеллера гнутого неравнополочного. У этого проката полки разной ширины. Такой конструктив позволяет снизить массу и металлоемкость конструкций, что часто бывает удобно и востребовано при строительстве зданий и строений с типовыми и уникальными архитектурно-проектными особенностями.
Разнополочные швеллеры также массового используются. В строительстве их применяют для изготовления перегородок, лестниц, ворот, калиток и др. В вагоностроении из них производят рамы для подвижного состава. Также они востребованы в машино- и судостроении, при изготовлении мебели, в ландшафтном дизайне и пр.
Параметры швеллера указываются в маркировке – Гн [120 х 60 х 40 х 4], где соответственно: высота – 120 мм, ширина полок – 60 мм и 40 мм, а толщина профиля – 4 мм.
Виды швеллеров по группам
По форме полок швеллеры разделяются на две большие группы – с уклоном внутренних граней и с параллельными полками. В первую группу входят только горячекатаные изделия, во вторую – горячекатаные и гнутые.
Швеллер с уклоном внутренних граней полок
Технология горячей прокатки позволяет производить П-образный прокат с уклоном граней. Такая геометрия передаёт прилагаемую нагрузку на основное тело профиля (по принципу косынки), придаёт ему более высокую устойчивость к деформации. Такие изделия в соответствии со стандартами Украины и СНГ обозначаются буквой «У» и отлично выполняют роль опорных элементов, они демонстрируют лучшие характеристики по устойчивости, жесткости, прочности.
Швеллер с параллельными гранями полок
Сортамент швеллеров, у которых отсутствует уклон внутренних плоскостей полок широко и разнообразно представлен горячекатаными и гнутыми изделиями. Они обладают всеми преимуществами П-образной балки и используются при возведении жилых домов, промышленных зданий, мостов, при создании тракторов, большегрузных автомобилей, вагонов, строительной спецтехники. Особенно хорошо они себя зарекомендовали в конструкциях, где элементы соединяются при помощи болтов. Для обозначения наличия параллельных полок в маркировке проката по стандартам Украины и СНГ используют букву «П».
Популярные типоразмеры, их характеристики, сферы применения
Размеры и характеристики наиболее популярных швеллеров приведены в таблицах, где:
- I – момент инерции;
- W – момент сопротивления;
- i – радиус инерции;
- Sx – статический момент полусечения.
Швеллер 10: размеры и характеристики
Выпускается в трех модификациях – с наклонными и параллельными полками, а также в экономичном варианте. Маркируется соответственно, как 10У, 10П, 10Э. Несмотря на то, что размер изделий одинаков, это металлопрокат с различными характеристиками и разными сферами применения. Наибольшим спросом пользуются швеллеры 10П/10У. Основная область их использования – строительство, где прокат применяется для создания второстепенных элементов несущих конструкций. Швеллеры 10Э, в большинстве своём, используются в машиностроении, станкостроении. Выпускаются данные изделия в диапазоне длин от 4 до 14 м.
Параметры | № и серия | ||||
10У | 10П | 10Э | |||
h, мм | 100 | 100 | 100 | ||
b, мм | 46 | 46 | 46 | ||
s, мм | 4,5 | 4,5 | 4,2 | ||
t, мм | 7,6 | 7,6 | 7,6 | ||
R, мм (не более) | 7 | 7 | 9 | ||
r, мм (не более) | 3 | 4 | 3 | ||
Площадь поперечного сечения F (см²) | 10,9 | 10,9 | 10,79 | ||
Масса 1 м (кг) | 8,59 | 8,59 | 8,47 | ||
Справочные значения для осей | Х-Х | I_x, см⁴ | 174 | 175 | 175,9 |
W_x, см³ | 34,8 | 34,9 | 35,17 | ||
I_x, см | 3,99 | 3,99 | 4,04 | ||
S_x, см3 | 20,4 | 20,5 | 20,55 | ||
Y-Y | I_y, см⁴ | 20,4 | 22,6 | 22,68 | |
W_y, см³ | 6,46 | 7,37 | 7,47 | ||
I_y, см | 1,37 | 1,44 | 1,45 | ||
Х_0, см | 1,44 | 1,53 | 1,56 |
Параметры и характеристики швеллера 12
Востребованность этого проката обусловлена выгодным сочетанием трех факторов – прочности, небольшого веса и ценовой доступности. Его сортамент обеспечивает металлокаркасу повышенную прочность, что дает возможность увеличить несущую нагрузку без существенного увеличения общей массы конструкции. Прокат используют в качестве несущих элементов конструкций, таких как опоры, балки, а также в качестве вспомогательных элементов при небольшой расчетной нагрузке.
Швеллер 12П имеет низкую сопротивляемость на кручение, зато высокое сопротивление сжимающим и изгибающим деформациям. Как правило, изготавливается из стали строительной обычного качества, но по согласованию с заказчиком для сложных и особых эксплуатационных условий может выпускаться из низколегированных марок стали.
Швеллер 12У – популярный конструктивный и строительный материал. Конструкционные особенности профиля, имеющего полки с уклоном, позволяют ему выдерживать усиленные нагрузки на изгиб, поэтому его широко применяют в строительной сфере и машиностроении.
Параметры | № и серия | |||||
12У | 12П | 12Э | 12Л | |||
h, мм | 120 | 120 | 120 | 120 | ||
b, мм | 52 | 52 | 52 | 30 | ||
s, мм | 4,8 | 4,8 | 4,5 | 3 | ||
t, мм | 7,8 | 7,8 | 7,8 | 4,8 | ||
R, мм (не более) | 7,5 | 7,5 | 9,5 | 7 | ||
r, мм (не более) | 3 | 4,5 | 3 | – | ||
Площадь поперечного сечения F (см²) | 13,3 | 13,3 | 13,09 | 6,39 | ||
Масса 1 м (кг) | 10,4 | 10,4 | 10,24 | 5,02 | ||
Справочные значения для осей | Х-Х | I_x, см⁴ | 304 | 305 | 307 | 135,26 |
W_x, см³ | 50,6 | 50,8 | 51,17 | 22,54 | ||
I_x, см | 4,78 | 4,79 | 4,84 | 4,6 | ||
S_x, см3 | 29,6 | 29,7 | 29,75 | 13,43 | ||
Y-Y | I_y, см⁴ | 31,2 | 34,9 | 35,12 | 5,02 | |
W_y, см³ | 8,52 | 9,84 | 10,03 | 2,24 | ||
I_y, см | 1,53 | 1,62 | 1,638 | 0,89 | ||
Х_0, см | 1,54 | 1,66 | 1,7 | 0,76 |
Один из наиболее востребованных типоразмеров металлопроката с П-образной формой поперечного сечения. Представлен в сортаменте четырьмя видами.
Тип швеллера 14П характеризуется повышенными показателями жесткости и упругости, что позволяет использовать его для надёжных конструкций без дополнительных укрепляющих элементов, в том числе при строительстве многоэтажных зданий, при сооружении кровли, плоских и арочных перекрытий.
Серия 14У – швеллеры с уклоном полок. Представляют собой мощные стальные профили с большим запасом прочности, массово использующиеся для капитального строительства, в том числе и в зонах со сложными климатическими условиями.
Параметры | № и серия | |||||
14У | 14П | 14Э | 14Л | |||
h, мм | 140 | 140 | 140 | 140 | ||
b, мм | 58 | 58 | 58 | 32 | ||
s, мм | 4,9 | 4,9 | 4,6 | 3,2 | ||
t, мм | 8,1 | 8,1 | 8,1 | 5,6 | ||
R, мм (не более) | 8 | 8 | 10 | 7 | ||
r, мм (не более) | 3 | 4,5 | 3 | – | ||
Площадь поперечного сечения F (см²) | 15,6 | 15,6 | 15,41 | 7,57 | ||
Масса 1 м (кг) | 12,3 | 12,3 | 12,15 | май.94 | ||
Справочные значения для осей | Х-Х | I_x, см⁴ | 491 | 493 | 495,7 | 212,94 |
W_x, см³ | 70,2 | 70,4 | 70,81 | 30,42 | ||
I_x, см | 5,6 | 5,61 | 5,67 | 5,31 | ||
S_x, см3 | 40,8 | 40,9 | 40,96 | 18,23 | ||
Y-Y | I_y, см⁴ | 45,4 | 51,5 | 51,76 | 6,55 | |
W_y, см³ | 11 | 12,9 | 13,13 | 2,7 | ||
I_y, см | 1,7 | 1,81 | 1,833 | 0,93 | ||
Х_0, см | 1,67 | 1,82 | 1,86 | 0,78 |
Швеллер 16: характеристики и сферы использования
Благодаря наклонным полкам и геометрическим размерам швеллер 16У характеризуется выносливостью к вертикальным нагрузкам, что позволяет использовать его при строительстве объектов различного гражданского и промышленного назначения, расположенных на территориях с повышенной сейсмической активностью и к которым предъявляют повышенные требования надежности и безопасности. Также применяется для строительства сооружений с вибрационной нагрузкой (мосты, промышленные помещения, маршевые и винтовые лестницы и пр.).
Гнутый швеллер 16П не предназначен для таких ответственных конструкций. Он применяется для каркасов под облицовку, для внутренних простенков и для производства технических средств.
В судостроении, машиностроении применяется облегченный вид профиля – швеллер 16Л.
Параметры | № и серия | |||||||
16У | 16аУ | 16П | 16аП | 16Э | 16Л | |||
h, мм | 160 | 160 | 160 | 160 | 160 | 160 | ||
b, мм | 64 | 68 | 64 | 68 | 64 | 35 | ||
s, мм | 5 | 5 | 5 | 5 | 4,7 | 3,4 | ||
t, мм | 8,4 | 9 | 8,4 | 9 | 8,4 | 5,3 | ||
R, мм (не более) | 8,5 | 8,5 | 8,5 | 8,5 | 11 | 8 | ||
r, мм (не более) | 3,5 | 3,5 | 5 | 5 | 3,5 | – | ||
Площадь поперечного сечения F (см²) | 18,1 | 19,5 | 18,1 | 19,5 | 17,85 | 9,04 | ||
Масса 1 м (кг) | 14,2 | 15,3 | 14,2 | 15,3 | 14,01 | 7,1 | ||
Справочные значения для осей | Х-Х | I_x, см⁴ | 747 | 823 | 750 | 827 | 755,5 | 331,96 |
W_x, см³ | 93,4 | 103 | 93,8 | 103 | 94,43 | 4149 | ||
I_x, см | 6,42 | 6,49 | 6,44 | 6,51 | 6,5 | 6,06 | ||
S_x, см3 | 54,1 | 59,4 | 54,3 | 59,5 | 54,41 | 24,84 | ||
Y-Y | I_y, см⁴ | 63,3 | 78,8 | 72,8 | 90,5 | 73,17 | 9,23 | |
W_y, см³ | 13,8 | 16,4 | 16,4 | 19,6 | 16,7 | 3,46 | ||
I_y, см | 1,87 | 2,01 | 2 | 2,15 | 2,024 | 1,01 | ||
Х_0, см | 1,8 | 2 | 1,97 | 2,19 | 2,02 | 0,83 |
Швеллер 18: параметры и области использования
Швеллер 18 приобретают для конструкций из металла, подверженных воздействию высоких осевых нагрузок (устойчив к изгибающим нагрузкам). Используют его для строительства мостовых опор, высоких колонн, длинномерных стальных конструкций, для опор рекламных билбордов, для придания устойчивости сооружениям.
Параметры | № и серия | |||||
18У | 18аУ | 18П | 18аП | |||
h, мм | 180 | 180 | 180 | 180 | ||
b, мм | 70 | 74 | 70 | 74 | ||
s, мм | 5,1 | 5,1 | 5,1 | 5,1 | ||
t, мм | 8,7 | 9,3 | 8,7 | 9,3 | ||
R, мм (не более) | 9 | 9 | 9 | 9 | ||
r, мм (не более) | 3,5 | 3,5 | 5 | 5 | ||
Площадь поперечного сечения F (см²) | 20,7 | 22,2 | 20,7 | 22,2 | ||
Масса 1 м (кг) | 16,3 | 17,4 | 16,3 | 17,4 | ||
Справочные значения для осей | Х-Х | I_x, см⁴ | 1090 | 1190 | 1090 | 1200 |
W_x, см³ | 121 | 1320 | 121 | 133 | ||
I_x, см | 7,24 | 7,32 | 7,26 | 7,34 | ||
S_x, см3 | 69,8 | 76,1 | 70 | 76,3 | ||
Y-Y | I_y, см⁴ | 86 | 105 | 100 | 123 | |
W_y, см³ | 17 | 20 | 20,6 | 24,3 | ||
I_y, см | 2,04 | 2Ю18 | 2,2 | 2,35 | ||
Х_0, см | 1,94 | 2,13 | 2,14 | 2,36 |
Швеллер 20: размеры, характеристики, применение
Универсальное изделие. Прочный, надежный и экономичный вид проката, который используется не только для возведения металлоконструкций промышленных и гражданских сооружений, свайно-ростверковых фундаментов, арочных перекрытий, но и в строительстве мостов, тоннелей, в производстве вагонов, тракторов, строительной тяжелой техники.
Параметры | № и серия | |||||
20У | 20П | 20Э | 20Л | |||
h, мм | 200 | 200 | 200 | 200 | ||
b, мм | 76 | 76 | 76 | 45 | ||
s, мм | 5,2 | 5,2 | 4,9 | 3,8 | ||
t, мм | 9 | 9 | 9 | 6 | ||
R, мм (не более) | 9,5 | 9,5 | 12 | 9 | ||
r, мм (не более) | 4 | 5,5 | 4 | – | ||
Площадь поперечного сечения F (см²) | 23,4 | 23,4 | 23,02 | 12,89 | ||
Масса 1 м (кг) | 18,4 | 18,4 | 18,07 | 10,12 | ||
Справочные значения для осей | Х-Х | I_x, см⁴ | 1520 | 1530 | 1537,1 | 748,17 |
W_x, см³ | 152 | 153 | 153,71 | 74,82 | ||
I_x, см | 8,07 | 8,08 | 8,17 | 7,62 | ||
S_x, см3 | 87,8 | 88 | 88,03 | 44,59 | ||
Y-Y | I_y, см⁴ | 113 | 134 | 134,07 | 22,37 | |
W_y, см³ | 20,5 | 25,2 | 25,54 | 6,51 | ||
I_y, см | 2,2 | 2,39 | 2,413 | 1,32 | ||
Х_0, см | 2,07 | 2,3 | 2,35 | 1,06 |
Заключение
В настоящее время швеллеры – по-настоящему незаменимый материал. Широкий выбор типоразмеров и марок позволяет использовать их буквально во всех областях промышленности и строительства.
Анализируя параметры и характеристики самых популярных марок швеллеров, приведенных выше, можно сделать вывод: чем больше высота профиля и толщина его полок, тем выше его эксплуатационные свойства (прочность, устойчивость к сжатию, изгибу). Соответственно, тем сложнее возможные условия их применения (по характеру и динамике нагрузки, перепадам температур, агрессивности среды). Например, если швеллер 10 в строительстве применяется в качестве вспомогательного элемента конструкции, то швеллер 20 способен выполнять роль главного несущего элемента.
ООО «Метинвест-СМЦ» реализует горячекатаные и гнутые швеллеры всех типоразмеров. Обращайтесь по указанным на сайте телефонам или заполните форму обратной связи, и наши менеджеры вам перезвонят. Мы поможем правильно подобрать и купить металлопрокат наиболее подходящий для вас и минимизировать затраты.
Технические характеристики швеллера | Прочность швеллера на изгиб
Швеллер представляет собой массивную металлическую балку с сечением в виде буквы П. Данный элемент играет огромную роль при возведении жилых домов, промышленных цехов и стратегических конструкций, будь то мосты или другие коммуникационные системы. Основная задача швеллера заключается в повышении общей прочности конструкции, максимально равномерном распределении нагрузки по основным несущим элементам.
Характеристики
Конечно, только швеллер, характеристики которого соответствуют особенностям работы, может гарантировать качественный результат. Подбор может вестись на основе класса точности товара:
- Швеллер стандартной точности обозначается литерой В;
- Изделие повышенной точности обозначается литерой Б;
- Высокоточная деталь классифицируется буквой А.
Если оценивать прочность швеллера на изгиб, то она также выражается буквенными обозначениями: А соответствует детали высокой прочности, Б – строительному элементу повышенной прочности, В – стандартной.
Особенности выбора
Технические характеристики швеллера должны полностью соответствовать особенностям строительства. Нюансы заключаются в назначении, проектной нагрузке, долговечности и многих других факторах. Например, если деталь будет эксплуатироваться в агрессивных условиях, то категорически не допускается приобретение швеллера, изготовленного на основе черного металла. Идеальный вариант – приобретение нержавеющего изделия, способного вынести самые жесткие условия.
Аналогично можно сказать о выборе между швеллером горячего проката и гнутой деталью. Горячей прокат отличается невысокой точностью, тогда как гнутая деталь экономична и позволяет обойтись без использования сварки. Проконсультировать по вопросам выбора всегда готовы сотрудники компании «Альтернатива». У нас вы можете заказать поставку любых металлоизделий на привлекательных условиях, звоните!
- Главная
-
Уголок
- Равнополочный
- Неравнополочный
- Швеллер
-
Двутавр
- Балочный
- Широкополочный
- Колонный
- Дополнительный
- Специальный
-
Труба профильная
- Квадратная
- Прямоугольная
- Круглая
- Овальная
- Плоскоовальная
-
Труба круглая
- Общего назначения
- Электросварная
- Горячедеформированная
- Холоднодеформированная
- Нержавеющая
- Труба ВГП
- Тавр
☰ Сортаменты
Страница не найдена
Возможно, она была перемещена, или вы просто неверно указали адрес страницы.
размеры, вес, характеристики, область применения
Швеллер 5П – вид металлического проката, полученного способом горячей прокатки, с поперечным сечением П-образной формы и параллельными внутренними гранями полок. В размерном ряду стандартных швеллеров это изделие имеет наименьшие размеры. Высота стенки составляет 50 мм.
Особенности производства
Для изготовления металлопроката рядового применения используются углеродистые стали обыкновенного качества, производимые в соответствии с ГОСТом 380-2005. Наиболее распространена марка – Ст3 различных степеней раскисления. Для использования в условиях низких температур, при высоких статических и динамических нагрузках предназначены изделия из низколегированных сталей типа 09Г2С. Для этой марки характерно повышенное содержание марганца и кремния. Благодаря такому химсоставу, 09Г2С сохраняет рабочие характеристики в широком температурном интервале – -70…+450°C, может использоваться для создания металлоконструкций, эксплуатируемых в регионах с высокой сейсмической активностью.
Стали Ст3 и 09Г2С относятся к малоуглеродистым, поэтому для них характерна свариваемость без ограничений. Это означает, что процесс сварки может осуществляться без предварительного и сопутствующего нагрева.
Для повышения коррозионной стойкости фасонный металлопрокат обрабатывают лакокрасочными материалами или цинкуют. Наиболее распространенным промышленным способом является горячее цинкование, которое осуществляется в ваннах с расплавленным цинком. Цинкование обеспечивает не только барьерную защиту основного металла по типу ЛКМ, но и электрохимическую протекцию.
Характеристики швеллера 5П в соответствии с ГОСТом 8240-97
Производство горячекатаного швеллера 5П с параллельными гранями полок осуществляется в соответствии с ГОСТом 8240-97.
По точности прокатки изготавливают прокат:
- Б – повышенной точности;
- В – обычной точности.
В продажу этот металлопрокат поступает хлыстами длиной 4-12 м. По заказу изделия могут иметь большую длину.
Таблица размеров и веса 1 м швеллера 5П
Высота стенки, мм |
Ширина полки, мм |
Толщина стенки, мм |
Толщина полки, мм |
Масса 1 м, кг |
Количество м в тонне |
50 |
32 |
4,4 |
7,0 |
4,84 |
206,6 |
Масса 1 м проката рассчитывается по номинальным размерам и средней плотности стали, принимаемой 7850 кг/м3. Это справочное значение, которое может отличаться от фактического.
Области применения швеллера 5П
Этот вид фасонного проката имеет небольшие размеры, а следовательно, не способен воспринимать высокие нагрузки.
Обычно он используется:
- в роли основного элемента при создании малонагружаемых конструкций;
- в качестве связующего звена в металлоконструкциях различного назначения;
- для изготовления технологических линий, каркасов сосудов, нестандартных производственных установок;
- в машиностроении;
- для защиты инженерных коммуникаций;
- для создания малых архитектурных форм, используемых в благоустройстве придомовых территорий;
- в отделочных работах – в качестве каркаса под облицовочные материалы;
- в строительстве – для армирования железобетонных конструкций;
- при проведении работ по ремонту и реконструкции старых зданий.
При необходимости повышения прочностных характеристик швеллер сваривают «в коробку».
марка гнутого и размеры 1 метра по ГОСТ 8240-97
В настоящее время большим спросом пользуются металлические швеллеры. Это наиболее выгодный и дешевый материал для строительства. Естественно металлические изделия должны изготавливаться с соблюдением всех общепринятых стандартов и правил. В противном случае можно подвергнуть огромному риску людей не только во время строительства, но и при эксплуатации здания.
Швеллер 14
В соответствии с этим существует специальный документ, которому должны следовать все предприятия изготавливающие швеллеры. Производство швеллеров осуществляется по ГОСТ 8240-97.
Сфера применения
Сортамент швеллеров огромный и все профили предназначаются для определенных условий и назначений.
Первоначально нужно сказать, что такое швеллер. Это специально изделие из сплавов металлов, которое нашло применение в строительстве и отделке помещений. Швеллер придает конструкциям наибольшую прочность и позволяет выдерживать скручивающие и осевые нагрузки.
На фото изображен швеллер 14 изготовленный по ГОСТ 8240-97.
Швеллер 14 имеет огромный спрос во многих сферах производства:
- В промышленном строительстве для укрепления кровли, колонн, сбора каркасов и сложных конструкций.
- Машиностроение (является основой, на которую крепиться фургон). Применяется при производстве газели грузоподъемностью от 600 кг и активно распространен при производстве большегрузного транспорта грузоподъемностью от 3 тонн и выше.
- Вагоностроение.
- Сельское хозяйство. Используется в качестве каркаса для небольших сооружений.
Швеллер 14 мм за счет своего строения имеет высокие показатели прочности и упругости. Наряду с этим он имеет малый вес в сравнении с арматурой (один кг швеллера может выдерживать вдвое больший вес, чем 1 кг арматуры). Благодаря этому такой профиль популярен и востребован для сооружения стеллажей торговых и заводских залов, так как высокая восприимчивость швеллера 14 к нагрузке позволяет хранить на таких конструкциях тяжелые материалы.
Производство швеллеров
В соответствии с ГОСТ 8240-97 швеллер 14 производиться на многих предприятиях. Но лучше всего лично проверить качество продукции и наличие сертификата соответствия. Так как если не учесть эти требования можно построить ненадежное здание, которое будет хрупким и не устойчивым, или же вовсе опасным.
Все профили производятся из различных металлов:
- Стали.
- Алюминий.
- Сплавы.
- Цветные металлы.
Обычно добавляются разные марки сплавов. Так, к примеру, можно добавлять конструкционную углеродистую и низколегированную сталь. Такие стали различаются своим химическим составом и чтобы их не перепутать придуманы отличительные марки стали. Данные стали маркируются ст3пс и 09Г2С соответственно.
Сортамент швеллера изготовленного по ГОСТ 8240-97 очень разнообразный и обозначается специальными буквами, которые позволят с легкостью определит способ производства. Так, например:
- «П»- профиль производиться с параллельными полками.
- «У»- полки располагаются под углом к основанию.
- «Э»- экономичный вариант. В процессе производства следуют ГОСТ, но для изготовления используется мало металла.
- «С»- специальный швеллер.
В ГОСТ не написано определенных параметров и размеров для такого швеллера. Так как данный сортамент производиться только по специальным заказам с нужными размерами, которые нужны заказчику.
- «Л»- легкий профиль. При изготовлении добавляют только легкие металлы, к примеру, алюминий.
- «В»- особая марка, которая показывает, что данный швеллер изготовлен для машиностроения и вагоностроения.
- «Т»- швеллеры для тракторов.
Для детального изучения можно посмотреть следующее фото.
Производство швеллеров отличается не только различными материалами, но и способами производства:
- Способ горячекатаного проката.
- Метод гнутого или холоднокатаного проката.
- Специальный способ.
Швеллер 14 изготавливается согласно ГОСТ 8240-97 и может осуществляться любым из выше перечисленных способов.
Размеры швеллера 14
Несмотря на то, что весь сортамент швеллеров производиться строго в соответствии с ГОСТ, всегда возможно сделать заказ на швеллер с определенными параметрами и размерами. Такой швеллер будет обозначен специальной буквой.
Технические характеристики гнутого швеллера 14
- Высота изделия 14П составляет 140мм.
- Ширина профиля 58мм.
- Толщина стенок 4,9 мм.
- Толщина полок изделия 8,1 мм.
- Длина изделия 2-12 метров.
Вес швеллера 14
Независимо от того, что профиль производиться из сплава и обладает огромной прочностью, швеллер 14 имеет маленький вес на 1 погонный метр. Это главный плюс, благодаря которому профиль пользуется большим спросом среди строителей. Вес 1 метра швеллера 14 составляет 12,30 кг.
Преимущества швеллера 14
Швеллер 14 ГОСТ представляет общепринятые стандарты по представленному сортаменту. В соответствии с этим все предприятия должны учитывать параметры, которые указаны в ГОСТ.
Свойства и применение швеллера 5П
Прокат из металла, созданный при помощи горячей прокатки, обладающий поперечным сечением П-образного вида, с внутренними полками с параллельными гранями. Этот тип обладает минимальным размером среди общепринятой классификации швеллеров, высотой 5 см.
Производство и его особенности
Чтобы изготовить металлопрокат стандартного назначения, используют стали углеродистые обычного качества, что производились по требованию ГОСТа 380-2005. Самой известной считается Ст3, отличающая разной степенью раскисления. Чтобы было возможно использовать при сильном охлаждении окружающей среды, высоких степенях нагрузки, применяют сталь низколегированную 09Г2С. Компоненты, именуемые кремнием и марганцем, содержатся в более высоких долях. Состав позволяет сохранять характеристики, даже если температура имеет большой интервал — от -70 до +450 градусов. С его помощью создают металлоконструкции, используемые в местах с повышенной опасностью сейсмических волн.
Данные типы стали считаются малоуглеродистыми, поэтому отсутствуют ограничения по сварке. Нет необходимости в предварительном нагревании.
Чтобы повысить коррозийную устойчивость, применяют оцинковку либо окрашивание лакокрасочными средствами. Чаще всего в промышленности опираются на метод горячего цинкования, используя для этого специальные ванны, где плавится цинк. Образуется защитный барьер для металла типа ЛКМ, а так же электрохимическая протекция.
Швеллер 5П, его свойства и ГОСТ
Производят 5П, имеющий параллельные грани полок, не отходя от характеристик ГОСТа.
Прокат создают по точке прокатки:
- Б — точность повышенная;
- В — точность обычная.
Длина продающегося металлопроката составляет от 4 до 12 метров. При необходимости можно заказать длину, превышающую стандартную.
Исходя из плотности, где для стали это 7850 килограмм на метр кубический, номинальных размеров, можно рассчитать массу одного метра проката. Информация является ознакомительной, вероятны отличия от фактических данных.
Где применяется
Так как фасонный прокат не воспринимает повышенные нагрузки, обладает небольшим размером, его используют:
- когда проводятся ремонтные работы или реконструкция старых построек;
- ими армируют железобетонные конструкции;
- из них создают каркас для материалов облицовки;
- при облагораживании придомовой территории, создают малые архитектурные композиции;
- защищают коммуникации;
- используют для машиностроения;
- когда необходимо построить технологическую линию;
- создают каркасные сосуды, нестандартные установки на производствах;
- используют, как связующее звено для металлоконструкций;
- если необходимо создать металлоконструкцию с небольшой нагрузкой.
Если нужно повысить прочность, создают «коробку» из швеллера.
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 в себя 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 с помощью механизма, который не совсем понятен, и тем серьезнее, 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 позже, что означает Всемирную конференцию 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 длинах волн 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 поверхностью земли). 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 будет изгибать 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, иначе 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 атмосферой и дождем, а также засорения 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 половины 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 с помощью 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 на миллиметровых 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. С прокладкой транстихоокеанских и трансатлантических оптических кабелей в 1988 и 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 волокно, 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
– факторы распространения в помещении на частотах 17 и 60 ГГц», Tech.
Rep., Университет Суррея, Гилфорд, Суррей, Великобритания,
августа1998, 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 диапазона 60 ГГц для местного 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 –
измерения 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, andP.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», IEEE Journal on Selected Areas
in Communications, vol. 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, J.-E. Берг, «Характеристики распространения
на частоте 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 изменения
внутренних беспроводных каналов 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 для сценариев железнодорожных туннелей на основе имитатора трассировки лучей
Сценарий туннеля является основным сценарием железнодорожного сообщения. В этой статье характеристики радиоканалов в сценариях туннелей с разными несущими частотами, разными расстояниями между передатчиком (Tx) и приемником (Rx) и поперечными сечениями моделируются с помощью инструмента отслеживания лучей. Изучаются такие ключевые параметры, как потери на трассе, К-фактор Райса, среднеквадратичный разброс задержки и угловой разброс.Согласно результатам, более высокие частоты приводят к большим потерям на трассе, а присутствие кузова транспортного средства увеличивает потери на трассе примерно на 35 дБ в сценарии; в то же время это также вызовет колебания и нестабильность потерь на трассе. Кроме того, на распространение радиоволн существенно влияет отражение от боковых стенок. Канал испытывает более сильное замирание в узком туннеле по сравнению с другими.
1. Введение
В последнее время наблюдается быстрое развитие железнодорожных сообщений, таких как высокоскоростная железная дорога, муниципальная железная дорога и городская железнодорожная система.Сценарий железнодорожных перевозок незаменим как для частной, так и для общественной мобильной связи. Широко признано, что модель беспроводного канала важна для исследования мобильной связи, разработки системы, развертывания сети и т. Д. [1]. В настоящее время рекомендуется использовать систему Long-Term Evolution Railway (LTE-R) для замены глобальной системы мобильной связи (GSM-R) на систему связи высокоскоростных поездов (HST) в составе интеллектуальных транспортных систем ( ЕГО) [2, 3].Кроме того, исследования беспроводных систем 5-го поколения (5G) на основе высокоскоростных железных дорог (HSR) стали тенденцией для удовлетворения потребностей в возможностях передачи [4–6]. Таким образом, изучение моделей каналов в системе железнодорожного движения для новой системы связи является обязательным.
Необходимо провести исследование беспроводного канала для различных типичных сценариев железнодорожного движения (виадуки, туннели, выемки и т. Д.), Учитывая значительные различия между сценариями железнодорожного движения и сценариями сетей общего пользования [7].Полевые испытания и трассировка лучей (RT) – два хорошо известных метода определения характеристик канала. Полевые испытания в области железнодорожного транспорта – дело сложное, дорогостоящее и длительное. RT обеспечивает возможность точного прогнозирования распространения волн, что позволяет сэкономить время и удобно. Поэтому RT широко используется при моделировании каналов в замкнутых средах.
Сценарий туннеля – один из наиболее распространенных сценариев, особенно в горных и холмистых районах. Учитывая уникальную конструкцию, беспроводное распространение в туннельных сценариях отличается от других сценариев HST, что привлекает множество исследовательских интересов [8–10].Протекающие кабели и распределенная антенная система (DAS) [11, 12] – это в основном два многообещающих метода обеспечения радиопокрытия в туннелях. В последние годы было предложено несколько моделей туннельных каналов, таких как модель трассировки лучей, многомодовая модель и модель, основанная на теории графов распространения [13, 14]. Реальная модель многолучевого распространения радиопередачи в типичном прямоугольном туннеле метро была представлена в [15] с использованием RT для анализа доплеровского распространения. Трехмерные (3D) модели шести сценарных модулей для каналов «поезд-инфраструктура» миллиметрового и ТГц диапазона были определены и впервые построены в [16], в которой учитывались объекты препятствий в реальности.На основе широкополосных измерений, проведенных в сценарии туннеля с использованием сетевой системы мобильной точки доступа, авторы [17] исследовали ключевые характеристики канала в различных сценариях HSR с помощью 3D RT. Кроме того, были предоставлены предложения по скорости передачи символов, ширине полосы подкадра и конфигурации поляризации, чтобы направлять проектирование системы связи 5G mmWave в типичных сценариях HSR.
Вышеупомянутое исследование показало, что большинство существующих работ способствуют развитию методов моделирования, основанных на крупномасштабных параметрах.Однако предыдущие модели были проанализированы и сопоставлены на основе полевых испытаний. Результаты измерений, такие как импульсная характеристика канала (CIR), смешиваются с множеством факторов. Кроме того, измерения, сосредоточенные на узкополосных системах с одним входом и одним выходом (SISO) в низкочастотном диапазоне, приводят к отсутствию параметров многолучевого распространения, таких как угловой разброс и доплеровский сдвиг. По-прежнему существует острая потребность в точной полной модели канала, учитывающей крупномасштабные параметры, мелкомасштабные параметры и пространственные параметры [18, 19] для сценариев многотипного туннеля в системах SISO или системах с множеством входов и множеством выходов (MIMO).На основе RT можно точно получить и проанализировать параметры канала, такие как потери на трассе, задержка из-за многолучевого распространения и угловой разброс. В этой статье представлены результаты моделирования в различных типах туннелей на частоте 1,8 ГГц. Рекомендации по оптимальному развертыванию представлены для систем MIMO и конфигурации антенны.
Остальная часть статьи организована следующим образом. Существующие модели каналов для сценария туннеля 3GPP представлены в разделе 2. Определенные сценарии туннеля и настройки моделирования представлены в разделе 3.Ключевые параметры, такие как потери на трассе, рисианский K-фактор, среднеквадратичный разброс задержки (RMS) и угловой разброс в туннелях с разными поперечными сечениями на разных частотах, анализируются в Разделе 4. Выводы сделаны в Разделе 5.
2. Модели каналов
3GPP TSG-RAN WG4 в RAN # 66 собрании определили четыре типичных сценария высокоскоростной железной дороги. В 3GPP были приняты различные стандартные модели каналов в сценариях туннелей [20–23], такие как канал с одним ответвлением, модель линии временной задержки (TDL) и т. Д.
Сценарии 2c и 2g соответствуют сценариям туннелей, перекрытых протекающими кабелями. Покрытие усовершенствованного узла B (eNB) расширяется за счет развертывания излучающих кабелей в сценариях 2g и 2c, которые показаны в таблице 1. В сценарии 2g пользовательское оборудование (UE) напрямую связывается с излучающим кабелем в туннеле. В этом случае сигнал сильно ослабляется из-за экранирования корпуса поезда. В сценариях 2c реле устанавливаются в поезде. UE обеспечивает двухэтапную связь с излучающим кабелем через реле, как показано на рисунке 1.Поскольку мощность передачи постепенно ослабевает в излучающем кабеле, для обеспечения адекватной мощности сигнала обычно применяются усилители РЧ. Канал распространения между автомобильным реле и UE не предполагает высокоскоростного движения.
|
Однако эта модель является только упрощенной моделью. Он игнорирует компонент отражения и компонент рассеяния, которые следует учитывать в ограниченном пространстве.Кроме того, на характеристики канала влияют такие параметры, как размер туннеля, поперечное сечение, внутренние электромагнитные (ЭМ) свойства стенок туннеля, шероховатость поверхности и режим поляризации антенны. RT рассматривает радиоволны, отраженные от поверхностей туннеля. Он решает проблему большой рабочей нагрузки и плохой применимости в полевых испытаниях, а также компенсирует неспособность традиционной модели предоставить конкретные параметры беспроводного канала, такие как амплитуда, задержка, доплеровский сдвиг и угловой разброс, что имеет большое значение для беспроводной связи. системы связи.Это эффективный метод моделирования для создания трехмерной модели канала сценариев железнодорожного сообщения и анализа распространения радиосигнала при различных схемах покрытия и множественных характеристиках замирания.
3. Определение сценария и настройка моделирования
3.1. Определение сценариев туннелей
Учитывая различные геологические условия, поперечное сечение туннеля в действительности варьировалось. Четыре типичных формы поперечных сечений: прямоугольная, арочная, длинная арочная (комбинированная прямоугольная и полукруглая) и полукруглая, показаны на рисунке 3.Длина стороны прямоугольника 6 м, в туннеле и ; высота арки 6 м, центр окружности 2 м над землей в тоннеле b ; тоннель c содержит прямоугольник с длиной стороны 4 м и полукруглый с радиусом 2 м; радиус полукруга 6 м в тоннеле d . Количество поверхностей туннеля в модели – 4, 10, 9 и 13 соответственно. На рисунке 4 показаны детали упрощенной модели туннеля со ссылкой на карту границ проекта туннеля метро, предоставленную Четвертым исследовательским и проектным институтом Китайской железной дороги., Ltd. Модель поезда показана на рисунке 5. Трехмерные модели туннелей в этой работе построены с помощью Google SketchUp. Эти модели рассматриваются в следующем имитационном анализе.
3.2. Настройка параметров
Параметры моделирования следует тщательно определять, чтобы результаты моделирования были точными и эффективными, а также с точки зрения экономии энергии и экономии времени. RT поддерживает различные механизмы распространения радиоволн, такие как направление, отражение, рассеяние, дифракция и передача.Порядок отражения означает, что лучи испытывают зеркальное отражение до нескольких раз от передатчика (Tx) до Rx. Соответствующий порядок отражения необходим не только для отражения фактического коэффициента отражения, но и во избежание более длительного времени моделирования.
На основе вышеизложенных идей характеристики канала при различных порядках отражения моделируются и анализируются в туннельном сценарии на Рисунке 4 со всеми механизмами распространения радиоволн. Ключевые характеристики канала, такие как Rician K-фактор, разброс задержки, угловой разброс угла прихода (AOA) и угол вылета (AOD), сравниваются, соответственно, при различных порядках отражения в диапазоне от -.Когда порядок отражения установлен на более высокий, чем, изменения происходят редко. Кроме того, мы определяем, где находятся потери на трассе при частоте и порядке отражения. ( i , j ) показывает степень разницы между и порядок в серии частот. CDF показан на рисунке 6. Средние значения (8, 9), (7, 8) и (6, 7) равны, и 0,18, соответственно. (8, 9) – самый маленький, в диапазоне от до. (7, 8) находится в диапазоне от 0,12. (6, 7) находится в диапазоне от 0 до 0.53, что больше других. В результате потери на трассе до более высокого порядка практически не меняются. Таким образом, порядок принят при моделировании из-за компромисса между вычислительной сложностью и точностью, как показано в таблице 2. Учитывая тот факт, что сценарии туннелей представляют собой длинные прямые туннели, покрытые бетоном без вентиляционных отверстий, труб и других препятствий, дифракция здесь не имеет значения, поскольку а также передача, потому что Tx не закреплен на стене.
Подробная настройка параметров показана в таблице 2.Частота установлена на 1,8 ГГц и 5,8 ГГц для сравнения характеристик каналов на разных частотах. Сигнал распространяется с мощностью передачи 25 дБмВт. Tx закреплен на одном конце тоннеля высотой 3 м. Rx перемещается по оси абсцисс на высоту 5 м. Оба они используют всенаправленные антенны с вертикальной поляризацией. Полоса пропускания канала B = 10 МГц, а разрешение во временной области системы t = 1 / B . Чтобы лучше наблюдать трассу с максимальной избыточной задержкой max, количество смоделированных частотных точек должно быть определено достаточно [24]: в котором, другими словами, разрешение в частотной области f = B / N должно быть установить достаточно. 4. Результаты моделирования и анализВ этом разделе представлены и проанализированы результаты моделирования характеристик туннельных каналов в различных сечениях и на разных частотах. Кроме того, предоставляются предложения по оптимизированному развертыванию. 4.1. Крупномасштабные параметрыНадежные крупномасштабные модели каналов необходимы для развертывания и оптимизации сети. Обычно потери на трассе выражаются как где PL (d) – потери на трассе без мелкомасштабных замираний и являются функцией расстояния между Tx и Rx [25]. n – показатель степени потерь на трассе, а X (затухание в тени) – гауссовская случайная величина с нулевым средним и стандартным отклонением. На рисунке 7 показаны потери на трассе на частоте 1,8 ГГц в различных сечениях. На участке 0-190 м потери на трассе почти такие же. Однако на участке 190-500 м потери на трассе в туннеле c имеют более высокие потери на трассе, чем в других туннелях. Потери на пути следования в туннеле c можно разделить на две фазы, а показатели потерь на пути следования составляют 1,96 и 3,62 соответственно, что означает наличие точки останова (= 190.10 м) в этом сценарии. Эти поперечные сечения туннеля имеют одинаковую высоту, а ширина различается по форме и размеру. Результат подгонки потерь на трассе, приведенный в таблице 3, показывает, что поперечная форма имеет важное влияние на потери на трассе в пустом туннеле с трассой прямой видимости (LOS). Показатель потерь на трассе в туннеле c больше 2 из-за существующей точки останова. Показатели потерь на трассе равны 1,77, 1,84 и 1,88 в туннеле a , d и b соответственно.По сравнению с результатами измерений в прямом арочном туннеле [26, 27] и прямоугольном туннеле [28–30], значение показателя потерь на трассе 1,96 в туннеле c аналогично 1,40–2,03 на 954–2000 МГц в прямом дугообразном туннеле. . Между тем, показатель потерь на трассе 1,77 в туннеле и аналогичен 1,65–1,94 на 945–2650 МГц в прямоугольном туннеле. Результаты моделирования в этой статье в основном согласуются с результатами измерений в предыдущей работе.
На рисунке 8 показана принимаемая мощность на разных частотах в туннеле c .По мере увеличения частоты принимаемая мощность уменьшается. Когда расстояние между Tx и Rx равно 50 м, принимаемая мощность на частоте 1,8 ГГц на 11 дБ выше, чем на частоте 5,8 ГГц. Принимаемая мощность имеет большие колебания, и более глубокие замирания могут возникать на более высоких частотах. Основываясь на аналогичном сценарии моделирования и настройке параметров, тот же вывод отражен в результатах моделирования на трех различных типичных несущих частотах, то есть 900 МГц, 2,45 ГГц и 5,75 ГГц в [31]. В таблице 4 приведены параметры подгонки для разных частот.Показатель потерь на трассе равен 2,31 на частоте 1,8 ГГц, тогда как показатель показателя потерь на трассе меньше 2 на более высокой частоте. Результаты подтверждают, что полоса частот оказывает сильное влияние на беспроводное распространение.
Для туннеля с поездом показаны потери на пути в выбранных местах. фиксируется на голове поезда, когда поезд постепенно удаляется от Tx. Препятствие и отражение поезда заставляют принятый сигнал испытывать большее расстояние и большее затухание. Соответствующее количество приходящих лучей резко уменьшается.Потери на трассе увеличиваются на 35,58 дБ при наличии кузова транспортного средства. Результат показывает, что потери на пути следования в сценарии с пустым туннелем растут более неуклонно. Даются предложения о том, что развертывание антенны в реальных сценариях должно гарантировать существование тракта LOS между Tx и Rx. Кроме того, размещение антенны тщательно выбирается, чтобы сделать эффект блокировки поезда как можно меньшим, что требует дальнейших исследований. 4.2. Маломасштабные параметрыМелкомасштабные параметры имеют важное значение при проектировании и анализе систем беспроводной связи.К-фактор Райса, среднеквадратичный разброс задержки и угловой разброс являются ключевыми параметрами для описания мелкомасштабных характеристик. В таблице 5 показаны K-фактор и среднеквадратичный разброс задержки в различных сценариях туннеля.
|