Hệ thống viễn thông - chương 5

Chia sẻ: Nguyễn Hữu Thiên Sơn | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:72

Thêm vào BST

Báo xấu

119
lượt xem 24
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sóng vô tuyến - Là sóng điện từ. Có hai loại Sóng dọc: sóng lan truyền theo phương chuyển động của nó (sóng âm thanh lan truyền trong không khí), Sóng ngang: sóng có vectơ cường độ điện trường vuông góc với vectơ từ trường và vuông góc với phương truyền sóng

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Hệ thống viễn thông - chương 5

Chương 5 THÔNG TIN VI BA – VỆ TINH 1
5.1 Hệ thống thông tin vi ba Môi trường truyền dẫn Sóng Sóng Tin Tin vô vô Không gian tức tức tuyến tuyến Sóng vô tuyến Là sóng điện từ. Có hai loại • Sóng dọc: sóng lan truyền theo phương chuy ển đ ộng c ủa nó (sóng âm thanh lan truyền trong không khí), • Sóng ngang: sóng có vectơ cường độ điện trường vuông góc với vectơ từ trường và vuông góc với phương truyền sóng Cường độ điện Cường Điện Từ trường độ từ trường trường trường Hướng sóng 2
Hệ thống thông tin giữa hai điểm cố định, bằng sóng vô tuyến có hướng tính rất cao nhờ các anten định hướng Sóng vi ba số : Ghép kênh thời gian của các kênh thoại được số hoá bởi điều chế PCM và dữ liệu số, sau đó chuyển lên phổ tần cao bởi các điều chế số với sóng mang hình sin, như là: PSK, MSK, OOK (OnOff Key)… Sóng vi ba tương tự: : Ghép kênh tần số các kênh thoại tương tự, nhờ điều chế SSB, hoặc tín hiệu video ở băng tần cơ bản, được chuyển lên phổ tần số cao nhờ điều chế FM/φM. 3
D¶i tÇn Vi ba (Microwave) cã tÇn sè tõ 1GHz ® 40GHz ® chia lµm nhiÒu d¶i nhá: Õn îc L Band : (1 - 2) GHz S Band : (2 - 4) GHz C Band : (4 - 8) GHz X Band : (8 - 12) GHz Ku Band : (12 - 18) GHz K Band : (18 - 27) GHz Ka Band : (27 - 40) GHz 4
3.1 Thông tin vô tuyến 5.1.1 Cấu hình cơ bản của thiết bị vô tuyến Truyền lan sóng vô tuyến Máy phát Máy phát Máy thu Máy thu Tín hiệu điện Hình 5.1: Cấu hình thiết bị vô tuyến 5
a. Anten và Phi dơ Anten là thiết bị chuyển đổi năng lượng dòng điện cao tần thành sóng điện từ. Đặc tính cơ bản: khuếch đại và định hướng Các loại anten khác nhau được sử dụng với mục đích khác nhau. Tần số thấp: sử dụng anten lớn và đơn giản, ví dụ Anten Yagi: được sử dụng cho tần số 400900MHz Tần số cao: sd anten có cấu trúc phức tạp , tính đinh hướng cao. Ví dụ: Sóng vi ba mặt đất: dùng anten Parabol phản xạ, sử dụng cho tần số 160Ghz 6
Phi đơ Dẫn tín hiệu giữa anten và máy phát hoặc máy thu Tần số thấp: sd cáp đồng trục làm phi đơ Tần số cao: sd các ống dẫn sóng Các ống dẫn sóng là những kim loại rỗng giống như các ống dẫn nước, nhưng độ dẫn và độ nhãn mặt trong ống rất cao. Các ống dẫn sóng có nhiều loại như ống dẫn sóng mềm, ống dẫn sóng vuông và ống dẫn sóng tròn. 7
3.1 Thông tin vô tuyến b. Cấu hình của máy phát Sóng vô tuyến Tín hiệu điện Bộ điều Bộ Bộ đổi tần khuyếch chế đại công suất cao Bộ tổng h ợp tần tần số Hình 3.5 Cấu hình cơ bản của máy phát c. Cấu hình của máy thu Sóng vô tuyến Tín hiệu Bộ khuếch Bộ khuyếch Bộ khuếch Bộ đổi tần Bộ giải điện đại cô ng đại trung tần đại cao tần điều chế suất Bộ tổng hợp tần số Hình 3.6 Cấu hình cơ bản của máy thu
3.1 Thông tin vô tuyến 5.1.2 Sự truyền lan sóng vô tuyến • Sự phân bố tầng khí quyển 400-500(Km) ionosphere(T ầng Ion) 40(Km) straposphere(Km) tầng bình lưu 15(Km) tropasphere(Km) Mặt đất Tầng đối lưu 9
Tầng đối lưu: có nhiều gió, mây và, nhiệt độ giảm theo độ cao, mật độ ion vừa phải, uốn cong đường truyền sóng điện từ về hướng mặt đất. Tầng này thích hợp cho truyền sóng ngắn Tầng bình lưu: Tầng này có mật độ không khí thấp, chiết suất khí có tác dụng làm khúc xạ tia sóng, đổi phương truyền, làm cho tia sóng phát từ mặt đất lên tầng bình lưu sẽ bị đổi phương truyền quay về mặt đất. Do đó rất thích hợp cho truyền sóng cực ngắn. Tầng điện ly: tầng này hấp thụ nhiều tia tử ngoại có năng lượng lớn, tia này có tác dụng phân ly các phân tử khí trở thành các ion t ự do, vì vậy mà mật độ ion dày đặc. Khi tia sóng phát lên tầng điện ly thì cũng bị phản xạ bẻ cong và quay trở lại mặt đất, rất thích hợp cho truyền sóng ngắn. Sóng vô tuyến tầm trung và thấp hơn thì bị hấp thụ ở tầng này. Sóng cực ngắn và các sóng vô tuyến ở tần số cao hơn thì xuyên qua tầng điện ly, do vậy không thể dùng tầng điện ly để truyền lan chúng 10
3.1 Thông tin vô tuyến • Các kiểu truyền lan sóng vô tuyến Tầng điện ly (5) sóng phản xạ từ tầng điện ly (4) sóng truyền lan tầng đối lưu (1) Sóng trực tiếp (2) sóng phản xạ trên mặt đất (3) sóng mặt đất 5.1.3 Các nhân tố ảnh hưởng đến sự truyền lan sóng Suy hao trong không gian tự do 4πd 2 L = 10 log( ) λ 11
Sự thay đổi của chiết suất theo độ cao làm tia sáng bị uốn cong Mật độ không khí giảm theo độ cao làm thay đổi chiết suất của khí quyển Tia sóng khi truyền qua không gian sẽ bị uốn cong, và độ cong của tia sóng phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất, độ ẩm… 1 dn = R dh R: bán kính của trái đất dn/dh: sự thay đổi của chiết suất khí quyển theo độ cao 12
dn/dh>0: chiết suất sẽ tăng theo độ cao, khúc xạ âm, tia sáng bị uốn cong lên bầu trời, quay bề lõm lên trên. Khi dn/dh
14
15
16
Suy hao do mưa Sóng điện từ bị suy hao do mưa (đặc biệt là sóng có λ
3.1 Thông tin vô tuyến Fading Hiện tượng cường độ điện trường tại điểm thu thay đổi theo thời gian do một số nguyên nhân trong không gian truyền lan của sóng vô tuyến được gọi là fading không gian truyền. • Sự thay đổi chỉ số khúc xạ khí quyển • Ảnh hưởng của tầng điện ly Ảnh hưởng do thời tiết Nhiễu vô tuyến • Nhiễu cùng tần số • Nhiễu khác tần số 18
3.1 Thông tin vô tuyến 5.1.4 Đặc điểm của thông tin vô tuyến Ưu điểm • Các tuyến truyền dẫn không bị ngắt thông tin do các thảm hoạ hoặc tai nạn • Các tuyến truyền dẫn được thiết lập dễ dàng • Phục vụ cho thông tin di động Nhược điểm • Fading • Suy hao do mưa • Nhiễu vô tuyến 19
Vi ba sè b¨ng hÑp (tèc ® thÊp): truyÒn c¸c tÝn é hiÖu cã tèc ® 2Mbit/s, 4 Mbit/s vµ 8 Mbit/s, øng víi é dung lîng kªnh tho¹i lµ 30 kªnh, 60 kªnh vµ 120 kªnh. TÇn sè sãng v« tuyÕn (0,4 - 1,5)GHz: thoại, nhắn tin, số liệu và truyền thanh. Vi ba sè b¨ng trung b× (tèc ® trung b× nh é nh): truyÒn c¸c tÝn hiÖu cã tèc ® tõ (8-34) Mbit/s, øng víi dung é lîng kªnh tho¹i lµ 120 ® 480 kªnh. TÇn sè sãng v« Õn tuyÕn (2 - 6)GHz. Vi ba sè b¨ng réng (tèc ® cao): truyÒn c¸c tÝn hiÖu cã é tèc ® tõ (34-140) Mbit/s, øng víi dung lîng kªnh tho¹i lµ é 480 ® 1920 kªnh. TÇn sè sãng v« tuyÕn 4, 6, 8, Õn 12GHz. 20