Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất

Chia sẻ: Nguyễn Trung Thành | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:22

0
167
lượt xem
87
download

Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Thay mặt đất lồi, lõm bằng mặt đất bằng phẳng - Bỏ qua sự thay đổi liên tục của chất đất - Bỏ qua sự thay đổi của đất theo chiều sâu - Thay mặt đất bất đồng nhất bằng mặt đất đồng nhất với tham số sao cho gây ra những ảnh hưởng giống mặt đất thực + Mặt đất phẳng - Khi cự ly thông tin đủ bé (nhỏ hơn 0,2 tầm nhìn thẳng R ≤ 0.2r0) thì mặt đất giữa anten phát và anten thu được xem là mặt phẳng. - Tầm nhìn thẳng r0 là khoảng...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất

  1. Telecommunications Program Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất + Giả thiết của mặt đất: - Thay mặt đất lồi, lõm bằng mặt đất bằng phẳng - Bỏ qua sự thay đổi liên tục của chất đất - Bỏ qua sự thay đổi của đất theo chiều sâu - Thay mặt đất bất đồng nhất bằng mặt đất đồng nhất với tham số sao cho gây ra những ảnh hưởng giống mặt đất thực + Mặt đất phẳng - Khi cự ly thông tin đủ bé (nhỏ hơn 0,2 tầm nhìn thẳng R ≤ 0.2r0) thì mặt đất giữa anten phát và anten thu được xem là mặt phẳng. - Tầm nhìn thẳng r0 là khoảng cách từ anten phát đến anten thu và tiếp xúc với mặt đất - Tầm nhìn thẳng phụ thuộc vào chiều cao anten phát và aten thu 1
  2. Telecommunications Program Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất + Tầm nhìn thẳng A B C h2 h1 a O r0 = ( a + h1 ) − a + ( a + h2 ) − a 2 = 2ah1 + h12 + 2ah 2 + h2 2 2 2 2 r0 ≈ 2ah1 + 2ah2 = 2a ( h1 + h2 ) Với a ≈ 6370 km là bán kính trái đất r0 [km] = 3.57  h1[m] + h2 [m]    2
  3. Telecommunications Program Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất + Sự phản xạ của sóng lên mặt đất phẳng (xem bằng phẳng) ta có mô hình 2 tia A α r1 B r r r h1 ϕ h2 E = E t + E px γ − jφ px E px r2 R px = R px e = Et A’ - Xét sóng phân cực đứng Dựa theo điều kiện bờ và mối quan hệ giữa Cường độ điện trường và cường độ từ trường ε 'p sin γ − ε 'p − cos 2 γ R pxd = ε 'p sin γ + ε 'p − cos 2 γ 3
  4. Telecommunications Program Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất - Xét sóng phân cực ngang sin γ − ε 'p − cos 2 γ R pxng = sin γ + ε p − cos 2 γ ' - Hệ số phản xạ 4
  5. Telecommunications Program Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất - Cường độ trường tại điểm thu r r r E = Et + E px - Mô hình truyền sóng 2 tia; Công thức trường giao thoa Giả thiết: A α r1 B • Anten phát với công suất đưa vào Pt, hệ h1 ϕ h2 số hướng tính Dt, đặt ở độ cao h1. γ • Anten thu đặt cách anten phát một r2 khoảng R, và ở độ cao h2. A’ • Mặt đất với thông số µ’ = 1, εp’ • Nguồn kích thích cho anten là nguồn điều hòa 5
  6. Telecommunications Program Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất - Mô hình truyền sóng 2 tia; Công thức trường giao thoa β = k ∆r + φ px 60 Pt Dt j (ωt − kr1 ) E= e 1 + R px e − j β  r1   2h1h2 ∆r = R Hàm giao thoa F 60 Pt Dt Etd = R E = Etd F 2  4π h1h2  F = 1 + R px + 2 R px cos  + φ px   λr  - Khi Rpx = -1  4π h1h2  θ F = 2 + 2 cos  + π  = 2 − 2 cos θ = 2 sin  λr  2 6
  7. Telecommunications Program Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất - Sự phụ thuộc của F vào R 7
  8. Telecommunications Program Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất - Sự phụ thuộc của F vào h 8
  9. Telecommunications Program Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất - Truyền sóng khi kể đến độ cong của mặt đất; khi cự ly thông tin lớn hơn 0.2r0 và nhỏ hơn 0.8r0 2 r1 h1 ' = h1 − 2a r22 h2 ' = h2 − 2a  h1r r1 = h + h  1 2  r = h2 r  2 h1 + h2  9
  10. Telecommunications Program Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất + Sóng truyền theo phương thức nhiễu xạ là là mặt đất (anten đặt thấp) Xét môi trường (1) là không khí: ε’ =1, µ’ = 1, môi trường đất có ε’p = ε’d + j60λσd, µ’d = 1. Xác định trường tại điểm B cách mặt đất một khỏang h. Áp dụng nguyên lý Huygen cho nguồn bức xạ thứ cấp là diện tích Frenel thứ 1 nằm tại mặt phân cách có bán kính là b 10
  11. Telecommunications Program Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất  λd  2 b =   + hλd  2  c λk = λk nk f λd = λd = c nd nd f λd λk b≈
  12. Telecommunications Program Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất Áp dụng điều kiện bờ chính xác H ky = H dy Ekx = Edx ε ' ε 'p ε 'p H ky = − Ekz = H dy = − Edx = − Ekx 120π 120π 120π 120π Ekz Ekz Ekx = − H ky = = ε ' p ε ' p ε d − j 60λσ d ' 12
  13. Telecommunications Program Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất Cấu trúc trường Mật độ công suất r r∗ r 1 π x = Re 2 ( Ekz × H ky ) r r∗ r 1 π n = Re 2 ( Ekx × H ky ) 13
  14. Telecommunications Program Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất Công thức cường độ điện trường tại điểm thu với đất dẫn lý tưởng E = Etd F 60 Pt Dt E= 2 = Etd 2 R Công thức cường độ điện trường tại điểm thu với đất bán dẫn (công thức Vanderpol) E = Etd F ( ) ε − 1 + ( 60λσ d ) 2 2 ' π R ε −1 πR ' d x= ⇒ x = p λ εp λ (ε ) + ( 60λσ ) ' 2 2 2 ' d d 14
  15. Telecommunications Program Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất - Khi x ≤ 25 2 + 0.3 x F= 2 2 + x + 0.6 x 2 - Khi x > 25 1 F= 2 x 15
  16. Telecommunications Program Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất + Truyền sóng trong tầng đối lưu - Thông số vật lý: Mật độ chất khí P Nhiệt độ ρ= kT Độ ẩm − Mg h à Tầng đối lưu thường P = P0 e RT - Thông số điện tầng đối lưu -- hệ số điện môi và chiết suất r r P = χE χ ε = 1+ ' r r r r  χr ε0 D = ε 0 E + P = ε E = ε 0 1 +  E  ε0  16
  17. Telecommunications Program Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất - Thông số điện tầng đối lưu (hệ số điện môi và chiết suất) χk χh ε = 1+ ' + ε0 ε0 155.2  4800  −6 ε = 1+ '  Pk + Ph 10 T  T  ε −1 78  ' 4800  −6 n ≈ ε ≈ 1+ ' ≈ 1 +  Pk + Ph 10 2 T  T  17
  18. Telecommunications Program Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất - Chỉ số chiết suất 78  4800  N = ( n − 1)10 =  Pk + 6 Ph  T  T  - Điều kiện gần đúng quang hình 1 dn 1 dn dn n2 λ
  19. Telecommunications Program Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất -Bán kính cong của quỹ đạo Chia tầng đối lưu thành nhiều lớp, trong mỗi lớp có chiết suất giống nhau và có độ dầy gần bằng nhau −10 6 R= dN dh - Tầng đối lưu thường −106 dN R= = 25000 km = −4.10−2 dN dh dh 19
  20. Telecommunications Program Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất - Bán kính trái đất tương đương 1 1 1 1 − = − a R atd Rtd atd = aR = a = a = a r0td = 2atñ ( h1 + h2 ) R − a 1− a 1+ a 1 + a.10−6 dN R 106 dh r12 r22 dN h '1td = h1 − ; h '2td = h2 − dh 2atd 2atd - Tầng đối lưu thường atd = 8500 km 20
Đồng bộ tài khoản