Page 1

TRUYỀN SÓNG VÔ TUYẾN


Truyền sóng vô tuyến

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Trực tiếp Phản xạ Tầng đối lưu Qua tầng điện ly Chuyển tiếp qua vệ tinh Sóng mặt (sóng đất)

Tầng đối lưu (troposphere): vùng thấp của khí quyền (thấp hơn 10km) Tầng điện ly (ionosphere): từ 50 km đến 1000km Ảnh hưởng đến sóng: phản xạ, khúc xạ, nhiễu xạ, tán xạ, suy hao, phân cực


Tổng quan về các hiện tượng ảnh hưởng đến truyền sóng vô tuyến và ứng dụng 1. Sóng trực tiếp (line of sight): đa số radar, tuyến (SHF) từ mặt đất đến vệ tinh

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


4. Bước nhảy ở tầng điện ly : MF HF broadcast , communication

5. Dẫn sóng nhờ tầng điện ly : VLF LF communication

Mode bước nhảy hay mode dẫn sóng nhờ tầng điện ly phân biệt bởi mô hình toán hơn là quá trình vật lý.


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


Truyền sóng vô tuyến khi xét theo băng tần VLF and LF (10 to 200 kHz) Chế độ ống dẫn sóng giữa mặt đất và lớp D; sóng mặt với khoảng cách ngắn. LF to MF (200 kHz to 2 MHz) Chuyển tiếp giữa sóng đất và sóng trời (bước nhảy ở tầng điện ly). Sóng trời trội hơn về đêm. HF (2 MHz to 30 MHz) Bước nhảy ở tầng điện ly. Truyền thông ở khoảng cách xa với công suất thấp và anten đơn giản. Băng sóng ngắn. VHF (30 MHz to 100 MHz) Với công suất thấp và anten nhỏ, sử dụng đường trực tiếp cộng với đường phản xạ trên mặt đất; với anten lớn và công suất cao, nhờ vào sự tán xạ ở tầng điện ly. UHF (80 MHz to 500 MHz) - Trực tiếp: các loại radar phát hiện, truyền thông máy bay – vệ tinh, truyền thông vệ tinh – vệ tinh. - Trực tiếp + phản xạ mặt đất: máy bay – mặt đất, truyền hình cố định. - Tán xạ tầng đối lưu: khi sử dụng anten lớn độ định hướng cao và công suất lớn. SHF (500 MHz to 10 GHz) - Trực tiếp: đa số radar, truyền thông vệ tinh. - Khúc xạ tầng đối lưu và nhiễu xạ mặt đất: ảnh hưởng lớn tới các tuyến truyền thông viba và vệ tinh ở độ cao thấp.


Truyền sóng vô tuyến khi xét theo hiện tượng Trực tiếp

Trong đa số radar, tuyến link SHF từ mặt đất đến vệ tinh.

Trực tiếp cộng với phản xạ mặt đất

UHF TV với anten cao, các tuyến thông tin từ mặt đất – không và không - không

Sóng mặt (sóng đất)

Quảng bá AM, thông tin hàng hải tầm ngắn

Qua tầng đối lưu

Các tuyến viba

Chế độ ống dẫn sóng

Hệ thống VLF và LF với khoảng cách truyền thông lớn, thông tin hàng hải. (ông dẫn sóng : mặt đất lớp D)

Bước nhảy ở tầng điện ly (lớp E và F)

Truyền thông quảng bá ở băng tần MF và HF (bao gồm đa số các tuyến thông tin đường dài, truyền thông nghiệp dư)

Tán xạ ở tầng đối lưu

Tuyến truyền thông ở khoảng cách trung bình ở dải UHF.

Tán xạ ở tầng điện ly

Truyền thông ở khoảng cách trung bình ở khoảng tần thấp của dải VHF


Thượng tầng

Tầng điện ly

Tầng giữa Bình lưu Đối lưu


Phản xạ mặt phẳng đất

1. 2. 3. 4.

Hệ số phản xạ: Γ = ρ .e jφΓ , với ψ ≈ 0 : Γ ≈ −1 Độ lợi anten phát: GT (θ A ) cho đường trực tiếp, GT (θ B ) cho đường phản xạ Độ lợi anten thu: G R (θ C ) cho đường trực tiếp, G R (θ D ) cho đường phản xạ Độ sai lệch:


Gto: đô lợi của anten phát theo hướng cực đại (θ = 0 ), khi đó: Etnorm : cường độ điện trường chuẩn hóa. Tương tự cho anten thu:


Trường tổng tại anten thu:

F=0: đường trực tiếp và phản xạ triệt tiêu nhau F=2: hai thành phần trực tiếp và phản xạ tăng cường trường ở phía thu Nếu:


Nếu:

Công suất thu được bên phía anten thu tỉ lệ:


|F| min tแบกi:

|F| max tแบกi:


Độ lợi theo chiều cao: với khoảng cách d cố định


example


Sự phản xạ của sóng trên mặt phẳng đất


Sự phản xạ sóng ở tầng khí quyển Sự phản xạ ờ tầng khí quyển thấp làm cho hướng sóng bị bẻ cong ngược về bề mặt trái đất. sự bẻ cong hướng sóng được mô tả bởi : nRe sin θ = Const . Hệ số khúc xạ n (= ε r ) thay đổi trong tầng khí quyển.


Sự phản xạ có thể là nguyên nhân chính để tầm phát xa hơn đường chân trời. Tia sóng dạng cung có thể được thay thế bởi tia thẳng nếu dùng bán kính tương đương R’e .


Khoảng cách từ anten phát đến đường chân trời:

Tương tự cho anten thu:


Path gain factor:

Công thức xấp xỉ:


Truyen_song_vo_tuyen2