BÁO cáo bài tập lớn ANTEN và TRUYỀN SÓNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THƠNG

----------

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN

ANTEN VÀ TRUYỀN SĨNG
GVHD: Cơ Nguyễn Hồng Anh
Nhóm sinh viên thực hiện: NHĨM 8

Trầần Văn Đạt

20172453

Chu Hữu Khánh
Nguyễễn Quý Thọ
Vũ Minh Hiễếu

20172837
20172553

Hà Nội, 12/2019
1

20172619


MỤC LỤC
1. Mơ hình Okumura........................................................................................................... 3
1.1 Giới thiệu chung............................................................................................ 3

1.2 Nội dung mơ hình......................................................................................... 3
2. Mơ hình Hata.................................................................................................................... 6
2.1.Giới thiệu chung............................................................................................ 6
2.2 Nội dung mơ hình.......................................................................................... 7
3. Áp dụng............................................................................................................................. 9

2


1. Mơ hình Okumura
1.1 Giới thiệu chung
Mơ hình Okumura là mơ hình lan truyền Radio được xây dựng bằng cách sử dụng
dữ liệu được thu thập tại thành phố Tokyo , Nhật Bản . Mơ hình này lý tưởng để
sử dụng trong các thành phố có nhiều cấu trúc đơ thị nhưng khơng có nhiều cấu
trúc chặn cao. Mơ hình được dùng làm cơ sở cho Mơ hình Hata

1.2 Nội dung mơ hình
Mơ hình Okumura được xây dựng thành ba chế độ. Những người cho khu vực đô
thị, ngoại ô và mở. Mơ hình cho các khu vực đơ thị được xây dựng đầu tiên và
được sử dụng làm cơ sở cho những người khác.
Sử dụng cho:
- Tần số = 150 đến 1920 MHz
- Chiều cao ăng ten của trạm di động: từ 1 m đến 3 m
- Chiều cao ăng ten của trạm gốc: từ 30 m đến 100 m
- Khoảng cách liên kết: từ 1 km đến 100 km
Mơ hình Okumura được thể hiện chính thức như sau:
L=L FSL+ A MU −H MG − H BG −Σ K correction

Trong đó:


L = Suy hao trên đường truyền (trung vị) . Đơn vị: Decibel (dB)



LFSL

= suy hao ở không gian tự do. Đơn vị: decibel (dB)



A MU

= suy giảm trung vị trong không gian trống. Đơn vị: decibel (dB)



H MG = Hệ số tăng chiều cao ăng ten của trạm di động .



H BG



K correction = Độ lợi hệ số hiệu chỉnh (như loại môi trường, mặt nước,

= Hệ số tăng chiều cao ăng ten của trạm gốc .

chướng ngại vật bị cô lập, v.v.)

3


Thêm A mu ( f , d ) và các hệ số hiệu chỉnh ta thu được:
h
h
G (¿ ¿ ℜ )−G area
G(¿¿ te )−¿
L50% (dB)=LF + A mu (f , d)−¿

Trong đó:


L50%

là giá trị phần trăm thứ 50 (tức là trung vị) của tổn thất đường

truyền lan truyền

4



LF



A mu là độ suy giảm trung vị so với không gian trống



h
G (¿¿ te) là hệ số tăng chiều cao anten của trạm gốc
¿



h
G (¿ ¿ ℜ) là hệ số tăng chiều cao ăng ten di động
¿



G area là mức tăng do loại môi trường.

là tổn thất lan truyền không gian tự do


Hình 1: Độ suy giảm trung vị trong khơng gian trống

5

A mu (f , d)


Hình 2: Hệ số hiệu chỉnh

G area

2. Mơ hình Hata

2.1.Giới thiệu chung
Các mơ hình Hata là một mơ hình tun truyền phát thanh để dự đoán hao đường
truyền di động trong mơi trường bên ngồi. Nó là một cơng thức dựa trên kinh
nghiệm dựa trên dữ liệu từ Mơ hình Okumura , và do đó cũng thường được gọi là
mơ hình Hum Okumura . Mơ hình này kết hợp thơng tin đồ họa từ mơ hình
Okumura và phát triển nó hơn nữa để nhận ra các tác động của nhiễu xạ, phản xạ
6


và tán xạ gây ra bởi các cấu trúc thành phố. Ngồi ra, Mơ hình Hata áp dụng hiệu
chỉnh cho các ứng dụng trong môi trường ngoại ô và nông thơn.
Mặc dù dựa trên mơ hình Okumura, mơ hình Hata khơng cung cấp vùng phủ sóng
cho tồn bộ dải tần được bao phủ bởi mơ hình Okumura. Mơ hình Hata không
vượt quá 1500 MHz trong khi Okumura cung cấp hỗ trợ lên đến 1920 MHz. Mơ
hình này phù hợp cho cả truyền thơng điểm-điểm và phát sóng , và bao phủ độ
cao ăng-ten của trạm di động là 11010 m, độ cao ăng-ten của trạm cơ sở là 30 đến
200 m và khoảng cách liên kết từ 1 đến 10 km.

2.2 Nội dung mơ hình
2.2.1 Mơi trường đơ thị
Mơ hình Hata cho môi trường đô thị là công thức cơ bản vì nó dựa trên các phép
đo của Okumura được thực hiện tại các khu vực xây dựng của Tokyo.
Nó được xây dựng như sau:
hB
44.9 −6.55 log10 ¿ log10 d
LU =69.55+26.16 log10 f −13.82 log10 h B−C H +¿

Đối với thành phố nhỏ và vừa:
f −0.7
1.1 log 10 ¿ h M

¿
C H =0.8+¿

Đối với thành phố lớn:

7


1.54 hM
(¿)
log10 ¿
¿
¿ 2−1.1 , với 150 MHz ≤ f ≤ 200 MHz
¿
11.75 h M
(¿)
log10 ¿
¿
8.29 ¿
¿
¿
C H =¿

Trong đó:
: suy hao ở khu vực thành thị. Đơn vị: decibel (dB)



LU



h B : Chiều cao của anten trạm gốc. Đơn vị: mét (m)



h M : Chiều cao của ăng ten trạm di động. Đơn vị: mét (m)



f



C H :Hệ số hiệu chỉnh độ cao anten



d

: Tần số truyền. Đơn vị: Megahertz (MHz)
: Khoảng cách giữa các trạm cơ sở và di động. Đơn vị: km (km).

2.2.2 Môi trường ngoại ô
Mô hình Hata cho mơi trường ngoại ơ được áp dụng cho các truyền dẫn ra khỏi
thành phố và khu vực nơng thơn nơi có các cấu trúc nhân tạo ở đó nhưng khơng
q cao và dày đặc như ở các thành phố. Nói chính xác hơn, mơ hình này phù hợp
ở nơi có các tịa nhà, nhưng trạm di động khơng có sự thay đổi đáng kể về chiều
cao của nó.
Nó được xây dựng như sau:

f 2
LSU = LU +2(log10 ) −5.4
28

Trong đó:

8

LS U

: suy hao ở khu vực ngoại thành. Đơn vị: decibel (dB)




LU

: suy hao dẫn từ phiên bản thành phố nhỏ của mơ hình (ở trên). Đơn

vị: decibel (dB)


f

: Tần số truyền. Đơn vị: Megahertz (MHz)

2.2.3 Mơi trường mở
Mơ hình Hata cho môi trường nông thôn được áp dụng cho các truyền trong các
khu vực mở, nơi khơng có vật cản chặn liên kết truyền.
Nó được xây dựng như sau:

2
LO= LU −4.78 (log10 f ) +18.33 log10 f −40.94

Trong đó:


Lo

: suy hao ở khu vực mở. Đơn vị: decibel (dB)



LU

: suy hao dẫn từ phiên bản thành phố nhỏ của mô hình (ở trên). Đơn

vị: decibel (dB)


9

f

: Tần số truyền. Đơn vị: Megahertz (MHz)


3. Áp dụng
Một hệ thống di động tần số 900MHz hoạt động ở một thanh phố rộng lớn. Chiều
cao hiệu dụng (effective height) của anten phát và anten thu là 30m và 1m. Khoảng
cách (trên mặt đất) giữa hai anten là 2km. Tính

a. Suy hao đường sử dụng cơng thức truyền sóng trong tầm nhìn thẳng (bỏ qua ảnh
hưởng của mặt đất và môi trường)
b. Suy hao đường sử dụng mơ hình Hata
Bài làm
a. Áp dụng cơng thức suy hao đường trong không gian tự do:
L = 20 log10 d+20 log10 f +32.44
Với d = 2 (km)
f = 900 (MHz)
Vậy L = 97.5454501 (dB)
b. Áp dụng công thức suy hao đường trong thành phố lớn của mơ hình Hata
hB
44.9 −6.55 log10 ¿ log10 d
LU =69.55+26.16 log10 f −13.82 log10 h B−C H +¿

Với f = 900 (MHz)
h B=30

(m)

11.75∗1
(¿)
log10 ¿
¿
C H =3.2 ¿
¿

d = 2 (km)
Vậy

10

LU

= 138.3289 (dB)