Truyền lan sóng cực ngắn

Các chủ đề được trình bày trong chương- Các phương pháp truyền lan sóng cực ngắn - Truyền sóng trong giới hạn nhìn thấy trực tiêp với các điều kiện lý tưởng - Truyền sóng trong giới hạn nhìn thấy trực tiếp khi kể đến ảnh hưởng của địa hình - Ảnh hưởng của tầng đối lưu không đồng nhất2.1.2 Hướng dẫn- Hoc kỹ các phần được trình bày trong chương - Tham khảo thêm [1], [2], [3] - Trả lời các câu hỏi và bài tập2.1.3 Mục đích của chương- Nắm được các phương pháp truyền lan sóng cực...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Truyền lan sóng cực ngắn TRUYỀN LAN SÓNG CỰC NGẮN2.1 GIỚI THIỆU CHUNG2.1.1 Các chủ đề được trình bày trong chương - Các phương pháp truyền lan sóng cực ngắn - Truyền sóng trong giới hạn nhìn thấy trực tiêp với các điều kiện lý tưởng - Truyền sóng trong giới hạn nhìn thấy trực tiếp khi kể đến ảnh hưởng của địa hình - Ảnh hưởng của tầng đối lưu không đồng nhất2.1.2 Hướng dẫn - Hoc kỹ các phần được trình bày trong chương - Tham khảo thêm [1], [2], [3] - Trả lời các câu hỏi và bài tập2.1.3 Mục đích của chương - Nắm được các phương pháp truyền lan sóng cực ngắn - Nắm được các công thức tính toán trường khi truyền sóng trong giới hạn nhìn thấy trực tiếp với điều kiện lý tưởng và trong các điều thực tế (có xét đến ảnh hưởng của địa hình và của tầng đối lưu) - Hiểu về hiện tượng pha đinh và biện pháp chống2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN LAN SÓNG CỰC NGẮN Như đã giới thiệu ở chương 1, sóng cực ngắn là những sóng có tần số từ 3 MHz đến 300GHz (ứng với bước sóng nhỏ hơn 10 m) và được chia thành 4 băng: Sóng mét: bước sóng từ 10 m đến 1m (30 - 300 MHz) Sóng decimét: bước sóng từ 1m đến 10 cm (300 - 3000 MHz) Sóng centimét: bước sóng từ 10 cm đến 1cm (3000- 30.000 MHz) Sóng milimétt: bước sóng ngắn hơn 1cm (tần số cao hơn 30.000 MHz)2.2.1 Truyền sóng do khuếch tán trong tầng đối lưu Tầng đối lưu là lớp khí quyển trải từ bề mặt trái đất lên đến độ cao khoảng 8 - 10 km vĩtuyến cực, khoảng 10 - 12 km ở các vĩ tuyến trung bình và 16 - 18 km ở vùng nhiệt đới. Tầng đối20lưu là một môi trường có các tham số thay đổi theo thời gian và không gian. Các hiện tượng khítượng như mưa, bão, tuyết... đều xảy ra trong tầng đối lưu. Bởi vậy tầng đối lưu là một môitrường không đồng nhất. Nếu một vùng nào đó trong tầng đối lưu không đồng nhất với môitrường xung quanh, theo nguyên lý quang, một tia sóng đi vào vùng không đồng nhất sẽ kị khuếchtán ra mọi phía. Sơ đồ tuyến thông tin theo phương thức tán xạ tầng đối lưu được vẽ ở hình 2.1 C D V C A B Hình 2.1. Sự khuếch tán sóng trong tầng đối lưu Giả sử anten phát đặt tại A, giản đồ tính hướng của nó được giới hạn bởi hai đường AC vàAC1 và chiếm một thể tích nhất định của tầng đối lưu. An ten thu đặt tại B, giản đồ tính hướng củanó được giới hạn bởi hai đường BC và BD. Hai giản đồ này giao nhau tại thể tích V, thể tích nàysẽ tham gia vào quá trình truyền sóng tán xạ và đươc gọi là thể tích tán xạ. Nếu trong thể tích Vcấu tạo của khí quyển không đồng nhất, nghĩa là trong đó có những miền mà hệ số điện môi cụcbộ khác với hệ số điện môi của môi trường xung quanh thì sóng đi vào vùng này sẽ bị khuếch tánra mọi phía và một phần sẽ được truyền tới anten thu. Trong thực tế phương thức thông tin này ít được sử dụng do độ tin cậy kém, pha đinh sâu,yêu cầu công suất máy phát lớn và tính hướng anten cao.2.2.2 Truyền sóng trong điều kiện siêu khúc xạ tầng đối lưu. Ở một khoảng chiều cao nào đó của tầng đối lưu nếu chiết suất biến thiện theo quy luậtdN < −0,157 (1/m) thì tia sóng đi vào tầng đối lưu sẽ bị uốn cong với độ cong lớn hơn độ cong dhquả đất, minh họa trong hình 2.2. Hiện tượng đó gọi là hiện tượng siêu khúc xạ tầng đối lưu. Giả thiết miền siêu khúc xạ trải từ mặt đất lên đến độ cao h0, đồng thời ở độ cao lớn hơnh0 chiết suất biến thiên theo quy luật giống như đối với tầng đối lưu thường. Đặt tại A một nguồnbức xạ, những tia sóng có góc xuất phát lớn hơn so với mặt phẳng nằm ngang (tia 1 và tia 2) sẽ bịkhúc xạ ít và nó xuyên qua miền siêu khúc xạ mà không bị giữ lại. Ta ký hiệu αth là góc giới hạnmà khi sóng xuất phát theo góc đó sẽ bị uốn cong theo đường giới hạn ở độ cao h0 (bán kính congcủa tia sóng bằng bán kính trái đất, tia 3). Tất cả các tia có góc xuất phát α < αth đều bị uốn congtrở về mặt đất và phản xạ nhiều lần để truyền đi xa. Hình ảnh sóng truyền đi xa khi có hiện tượngsiêu khúc xạ giống với quá trình truyền sóng trong một ống dẫn sóng mà thành trên của ống dẫn làgiới hạn trên của miên siêu khúc xạ và thành dưới là mặt đất. Lợi dụng tính chất trên của miền siêu khúc xạ để truyền lan sóng cực ngắn đi xa. Tuynhiên miền siêu khúc xạ xảy ra bất thường, độ cao và chiều dài của miền siêu khúc xạ cũng luôn 21luôn thay đổi nên sử dụng phương pháp truyền lan bằng siêu khúc xạ tầng đối lưu thông tin bị thấtthường và không liên tục. Chính vì thế phương pháp này cũng không sử dụng cho thông tin vi ba. 2 1 3 ...