Anten và truyền sóng - TRUYỀN SÓNG VÔ TUYẾN

Tầng đối lưu là vùng khí quyển nằm kế cận bề mặt trái đất và có độ cao hàng chục km. Trong vùng này điều kiện truyền sóng trong không gian tự do bị thay đổi do:- Bề mặt cong của trái đất- Do bầu khí quyển
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Anten và truyền sóng - TRUYỀN SÓNG VÔ TUYẾNAnten và truyền sóng Lecturer: M.Eng. P.T.A. QuangTRUYỀN SÓNG VÔ TUYẾN 1. Giới thiệu 2. Quá trình truyền sóng trong không gian 3. Truyền sóng trong tầng đối lưu 4. Truyền sóng trong tầng điện ly 5. Sóng mặt 6. Truyền sóng với tần số thấp và cực thấp1. Giới thiệuSóng điện từ truyền trong bầu khí quyển của trái đất. Dải tần: 100Hz ELF (Extremely low frequency)  300GHz EHF (Extremely high frequency) Tầng đối lưu (troposphere): vùng thấp của khí quyển (thấp hơn 10km) Tầng điện ly (ionoshpere): từ 50 km đến 1000 km Ảnh hưởng đến sóng: phản xạ, khúc xạ, nhiễu xạ, tán xạ, suy hao, phân cựcGiới thiệu Các hiện tượng ảnh hưởng đến truyền sóng vô tuyến và ứng dụng 1. Sóng trực tiếp (line of sight): radar, tuyến SHF từ mặt đất đến vệ tinhGiới thiệu2. Sóng trực tiếp cộng với phản xạ của mặt đất:VHF – UHF broadcast, ground to air, air to air3. Sóng mặt (sóng đất): AM broadcast, thông tin hàng hải tầm ngắnGiới thiệu4. Bước nhảy ở tầng điện ly: MF HF broadcast, communication5. Dẫn sóng nhờ tầng điện ly: VLF LF communication Giới thiệu 6. Đường do tầng đối lưu: tuyến microwave, over the horizon (OTH) radar and communication7. Nhiễu xạ mặt đất8. Truyền sóng tầm thấp và bề mặtBand name Abbr. ITU Frequency ExamplesTremendously TLF 2. Quá trình truyền trong không gian Mật độ công suất phát trung bình đẳng hướng PT PDi  2 [w / m ] 4 d 2 Công suất phát trung Diện tích bề mặt của bình quả cầu bán kính d PT GT PD  PDi GT  4 d 2Mật độ công suất phát theo hướng cực đại2. Quá trình truyền trong không gian Phương trình cơ bản truyền sóng trong không gian tự do PR  0.57 x10 3     2 PR  GT GR    GT GR   PT  (df ) 2  PT  4d  d(km), f(MHz)  PR      GT dB   GR dB  (32.5  20 log10 d  20 log10 d )  PT dB Hệ số suy hao đường truyền L2. Quá trình truyền trong không gianVí dụVệ tinh ở độ cao 36000km, tần số được dùng là4000MHz, độ lợi anten phát là 15dB và độ lợi antenthu 45dB. Tìm hệ số suy hao đường truyền và côngsuất thu được khi công suất phát là 200W2. Quá trình truyền trong không gianThông thường tại đầu anten thu phải tìm đượccường độ điện trường E  Z0 PD Trong không khí , trở kháng sóng Z0  120  PT GT 30 PT PD PD  PDi GT  E (V / m) 4 d 2 d 2.2. Các hệ thống vi ba• Các sóng điện từ vi ba: > 1GHz, hoạt động theo phương truyền thẳng (LOS: line – of - side).• Tần số sóng mang thuộc dải tần 3 – 12 GHz• Vì sóng vi ba truyền thẳng nên cần có trạm lặp trong vòng 50 km• Công suất thấp (có thể 3 Truyền sóng trong tầng đối lưu3.1 Các mode truyền sóngTầng đối lưu là vùng khí quyển nằm kế cận bề mặt tráiđất và có độ cao hàng chục km. Trong vùng này điềukiện truyền sóng trong không gian tự do bị thay đổi do:- Bề mặt cong của trái đất- Do bầu khí quyển3.1 các mode truyền sóngCường độ điện trường tại anten thu 2 E0  2 hT hR  ER  sin   d  d  30 PT PD E0  1m3 Truyền sóng trong tầng đối lưu3.1 Các mode truyền sóng 2 E0  2 hT hR  ER  sin  Cường độ điện trường tại anten thu d  d   2 hT hR  4 hT hR    0.5rad ER  E0  d  d 2Bài tập: Trong hệ thống phát sóng di động VHF, trạmchính phát công suất 100W ở tần số 150MHz, vàanten cao 20m. Anten phát là dipole  / 2 với độ lợi là1.64. Tính cường độ trường tại anten thu cao 2mcách đó 40km.3.2 Đường chân trời vô tuyến3.3 Bản đồ cong3.4 Siêu khúc xạ và khúc xạ phụ3.5 Suy hao trong tầng khí quyểnCác sóng siêu cao tần >10GHZ bị ảnh hưởng mạnh bởi cácđiều kiện khí quyển.Mưa nặng hạt làm suy hao nghiêm trọng các sóng điện từ>10GHz.Mưa vừa và mây, sương mù ảnh hưởng suy hao nghiêm trọngđến các sóng điện từ có tần số > 30GHz3.6 Các hệ thống vô tuyến VHF/UHF Dải tần từ 30MHz – 3GHz Truyền trong tầng đối lưu Công dụng chủ yếu của đường truyền thông ...