Thông tin vi ba-vi sóng

Chia sẻ: Nguyen Ha | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:109

Thêm vào BST

Báo xấu

116
lượt xem 14
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Vi ba (hay vi sóng / sóng ngắn) là sóng điện từ có bước sóng dài hơn tia hồng ngoại, nhưng ngắn hơn sóng radio. Vi ba, còn gọi là tín hiệu tần số siêu cao (SHF), có bước sóng khoảng từ 30 cm (tần số 1 GHz) đến 1 cm (tần số 30 GHz).

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Thông tin vi ba-vi sóng

Thông 'n vi ba Giảng viên: Trương Thu Hương Email: huong.truong@mail.hut.edu.vn
Kiến thức đạt được n  Khái niệm thông tin vi ba n  Cấu trúc của hệ thống n  Ảnh hưởng của môi trường truyền sóng n  Các biện pháp nâng cao chất lượng đường truyền
Truyền sóng n  Phân bố tần số: q  VLF, LF, MF, HF, VHF, UHF, SHF, EHF, mm, infra red, visible light, ultra violet q  L, S, C, X, Ku, Ka… n  Cấu trúc khí quyển q  Tầng: đối lưu, bình lưu, điện ly n  Truyền sóng: q  Sóng mặt đất, sóng trời, đường truyền trong tầm nhìn thẳng (LOS) 3
Khái niệm thông 'n vi ba n  Định nghĩa: q  Thông tin vi ba số là thông tin trong tầm nhìn thẳng, sử dụng sóng siêu cao tần, tín hiệu truyền là tín hiệu điều chế số. n  Ứng dụng: q  Cho các đường truyền tốc độ trung bình q  Thường dùng cho các đường nối từ tổng đài tỉnh tới huyện hoặc giữa các huyện với nhau, đặc biệt ở vùng núi q  Ví dụ: đường trung kế số
Khái niệm thông 'n vi ba n  Phân loại: q  Theo dung lượng: n  Vi ba số băng hẹp: tốc độ 2M, 4M, 8M với tần số sóng mang 0,4-1,5 GHz n  Vi ba số băng trung bình : tốc độ 8-34M với tần số sóng mang 2-6 GHz n  Vi ba số băng rộng : tốc độ 34-140M với tần số sóng mang 4-12 GHz q  Theo tính chất n  Điểm – điểm n  Điểm – đa điểm
Khái niệm thông 'n vi ba n  Ưu điểm q  Dải tần 300 MHz - 30 GHz => truyền được dòng số tốc độ cao q  Công suất yêu cầu nhỏ (0,8-5 W), thiết bị gọn nhẹ. q  Hầu hết các thiết bị vi ba số ở Việt nam có tần số làm việc 1-10 GHZ => tạp âm thấp q  Có thể áp dụng các phương thức điều chế phức tạp, truyền sóng song công, thích hợp với mạng thông tin công cộng. n  Nhược điểm q  Thông tin trong tầm nhìn thẳng => khoảng cách truyền bị giới hạn bởi độ cong của mặt đât. q  Chịu ảnh hưởng môi trường: thay đổi của chiết suất khí quyển theo độ cao, mưa, fadinh, hấp thụ bởi khí quyển.
Cấu trúc của hệ thống truyền dẫn viba số
Ảnh hưởng của môi trường truyền sóng n  Có hai phương thức truyền tín hiệu từ nơi phát đến nơi thu: n  Truyền sóng qua không gian n  Sử dụng các đường truyền định hướng n  Thông tin vi ba sử dụng truyền sóng qua không gian => chịu ảnh hưởng của môi trường truyền sóng n  Các ảnh hưởng chính: n  thay đổi chiết suất khí quyển theo độ cao => tia sóng bị uốn cong n  ảnh hưởng của độ cong mặt đất làm giới hạn cự ly truyền sóng n  ảnh hưởng hấp thụ sóng của khí quyển n  ảnh hưởng của mưa n  ảnh hưởng của fadinh
Sóng bề mặt -  Là sóng sử dụng trong AM, FM và truyền hình quảng bá -  Sóng bề mặt thường phân cực đứng với đường trường điện tiếp xúc với mặt đất -  Các vật cản như tòa nhà, đồi núi gây ảnh hưởng rất lớn lên độ mạnh của sóng dmax = 17ht + 17hr (km)
Ảnh hưởng của môi trường truyền sóng n  Mật độ không khí giảm theo độ cao => thay đổi chiết suất khí quyển n  f>30 MHz: nước trong không khí đóng vai trò chủ yếu n  Độ cong của tia sóng phụ thuộc sự thay đổi về nhiệt độ, áp suất và độ ẩm. n  Chỉ số chiết suất: N = (n -1).106 với: n-chiết suất khí quyển, n  Với f
Ảnh hưởng của môi trường truyền sóng Trong tầng điện ly, áp suất khí quyển là có thể bỏ qua, độ khúc xạ phụ thuộc vào mật độ electron N =4.03x107(ne/f2)! Trong tầng bình lưu, mật độ electron và áp suất hơi nước, độ khúc xạ phụ thuộc nhiệt độ. N = 77.6(p/T)!
Ảnh hưởng của môi trường truyền sóng n  dn/dh: độ biến thiên của chiết suất khí quyển theo độ cao. n  Khi dn/dh > 0 (chiết suất khí quyển tăng theo độ cao)=>khúc xạ âm=> tia sóng bị uốn cong lên bầu trời- quay bề lõm lên trên n  Khi dn/dh < 0 =>khúc xạ dương=>quay bề lõm xuống dưới n  Điều kiện khí quyển thường: dn/dh = - 4.10–8 1/m (khúc xạ dương) => độ dài đường truyền tăng 15% so với đường truyền thẳng khi tia sóng không bị uốn cong. Tương ứng với trường hợp này bán kính cong của tia sóng là R= 25000 km Khóc x¹ ©m Khóc x¹ d¬ng
Ảnh hưởng của độ cong mặt đất n  Cự ly thông tin cực đai trong tầm nhìn thẳng AB: AB = 2a ( h1 + h2 ) [m] n  Mặt đất: bán kính a = 6378 km n  Chiều cao anten phát, thu: h1, h2 n  Công thức gần đúng: ABmax = 3,75 h1[m] + h2 [m] [km] A B §  Xét đến ảnh hưởng của sự h2 h1 thay đổi chiết suất khí quyển a theo độ cao: ABmax = ,15 .( 4 h1 (m) + h2 (m) ) ,[km]
Với tác động của khí quyển •  Superrefraction: càng lên cao nhiệt độ càng tăng, độ ẩm giảm •  Subrefraction: càng lên cao nhiệt độ giảm, độ ẩm tăng •  Sóng trời: sóng bị khúc xạ hay phản xạ ở tầng điện ly à tạo thành ống dẫn sóng
Ảnh hưởng hấp thụ sóng của khí quyển n  Hấp thụ sóng của khí quyển: sóng truyền trong khí quyển bị suy hao. Trong các điều kiện không gian tự do, mức độ suy hao của sóng (dB): ⎛ 4πd ⎞ A0 = 20 lg⎜ ⎟ = 32,5 + 20 lg f ( MHz) + 20 lg d (km) ⎝ λ ⎠ (dB) n  tần số càng cao suy hao càng lớn n  Mưa: sóng điện từ, đặc biệt là đối với bước sóng nhỏ (λ
Ảnh hưởng hấp thụ sóng của khí quyển, của mưa Suy hao dB/km 6GHz 10GHz 20GHz 40GHz Mưa vừa 0,25mm/h ~0 ~0 0,013 0,07 Mưa lớn 5mm/h 0,012 0,08 0,45 1,5 Bão 50mm/h 0,22 1,2 5,5 13 Bão lớn 150mm/h 1,2 5,5 18 27 Kết quả thực nghiệm về suy hao do hơi nước – khí hậu theo tần số sóng vô tuyến của Alcatel
Ảnh hưởng của fading n  Hiện tượng Fading: n  Giá trị trường nhận được ở địa điểm thu thay đổi theo thời gian. n  Do biến động đường truyền, giao thoa của các tia sóng (fadinh nhiều tia), ảnh hưởng của các đài lân cận (fadinh lưa chọn)
Fading và nhiễu giao thoa ! p = p2 " p1 ! p # 2hr hd / d Góc pha ! p = 2" / #! p = 4" ht hr / # d Góc pha nhỏ Er " E0 4" ht hr / # d2
Fading
Các biện pháp nâng cao chất lượng đường truyền n  Khắc phục hiện tượng fadinh trong thông tin vi ba n  Phân tập theo không gian: sử dụng 2 hay nhiều anten phát hoặc 2 hay nhiều anten thu để thu phát cùng một tín hiệu trên cùng một tần số n  Dùng bộ cân bằng tự thích nghi n  Phân tập theo tần số: truyền và thu đồng thời cùng một tín hiệu trên 2 hoặc hơn 2 kênh tần số vô tuyến trong cùng một dải tần. n  Khắc phục dựa vào tính toán miền phản xạ.