Anten và truyền sóng - TRUYỀN SÓNG VÔ TUYẾN

Chia sẻ: Cao Van Manh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:29

Thêm vào BST

Báo xấu

255
lượt xem 59
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

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

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Anten và truyền sóng - TRUYỀN SÓNG VÔ TUYẾN

Anten và truyền sóng Lecturer: M.Eng. P.T.A. Quang
TRUYỀN 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 thấp
1. Giới thiệu Sóng 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 cực
Giới 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 tinh
Giới thiệu 2. Sóng trực tiếp cộng với phản xạ của mặt đất:VHF – UHF broadcast, ground to air, air to air 3. Sóng mặt (sóng đất): AM broadcast, thông tin hàng hải tầm ngắn
Giới thiệu 4. Bước nhảy ở tầng điện ly: MF HF broadcast, communication 5. 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 communication 7. Nhiễu xạ mặt đất 8. Truyền sóng tầm thấp và bề mặt
Band name Abbr. ITU Frequency Examples Tremendously 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 2 Mật độ công suất phát theo hướng cực đại
2. 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 L
2. Quá trình truyền trong không gian Ví dụ Vệ tinh ở độ cao 36000km, tần số được dùng là 4000MHz, độ lợi anten phát là 15dB và độ lợi anten thu 45dB. Tìm hệ số suy hao đường truyền và công suất thu được khi công suất phát là 200W
2. Quá trình truyền trong không gian Thông thường tại đầu anten thu phải tìm được cường 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 lưu 3.1 Các mode truyền sóng 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
3.1 các mode truyền sóng Cường độ điện trường tại anten thu 2 E0  2 hT hR  ER  sin   d  d  30 PT PD E0  1m
3 Truyền sóng trong tầng đối lưu 3.1 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 2
Bài tập: Trong hệ thống phát sóng di động VHF, trạm chính phát công suất 100W ở tần số 150MHz, và anten cao 20m. Anten phát là dipole  / 2 với độ lợi là 1.64. Tính cường độ trường tại anten thu cao 2m cách đó 40km.
3.2 Đường chân trời vô tuyến 3.3 Bản đồ cong 3.4 Siêu khúc xạ và khúc xạ phụ 3.5 Suy hao trong tầng khí quyển Các sóng siêu cao tần >10GHZ bị ảnh hưởng mạnh bởi các điều 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 trọng đến các sóng điện từ có tần số > 30GHz
3.6 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 tin hai chiều trong dải UHF và VHF là hệ thống thông tin giữa một trạm cố định và hàng trăm đơn vị di động, được đặt trên xe cộ, tàu thủy, máy bay trong các dải tần từ 30- 470MHz. Các ứng dụng cụ thể là các tháp điều khiển không lưu, cứu hóa, điều khiển tàu bè, truyền hình, cảnh sát, quân đôi... Công suất phát trong cả đơn vị di động và trạm cố định thông thường giới hạn 150W. Điện áp cung cấp cho các thiết bị di động thông thường từ 12V cho các thiết bị di động thông thường, 28V và 48V cho máy bay. Các trạm cố định thông thường hoạt động trực tiếp ở 110V, 6Hz.
4. Truyền sóng trong tầng điện ly 4.1 Các lớp trong tầng điện ly Các lớp khí quyển trên cao bị ion hóa hình thành lớp điện ly. Người ta chia tầng điện ly thành các lớp con C,D, E,F1 và F2 Trong thời gian ban đêm chỉ có lớp F2 vẫn tồn tại. Lớp C và D: 60 – 80km, tần số phản xạ thấp và rất thấp Lớp E: 110km, tần số tới hạn, xấp xỉ 4MHz, cự ly lớn nhất truyền sóng ~2350km Lớp F1: 180km, tần số tới hạn ~5Mhz, cự ly cực đại truyền sóng ~3000km. Lớp F2: 300km ban ngày, 350 km ban đêm. Tần số tới hạn ~8MHz ban ngày, ~ 6Mhz ban đêm. Cự ly lớn nhất truyền sóng ~3840km ban ngày.