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
Chu Hữu Khánh
Nguyễễn Quý Thọ
Vũ Minh Hiễếu

Hà Nội, 12/2019
1

download by :


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

download by :


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 + A
FSL

MU

−H

−H
MG

−Σ K
BG

correction

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

L
FSL

A

= suy hao ở kh

MU

= suy giảm tru

MG

= Hệ số tăng c

H
H
BG

K

= Hệ số tăng c

= Độ lợi hệ số hiệu chỉnh (như loại môi trường, mặt nước,
chướng ngại vật bị cô lập, v.v.)
correction

3

download by :


Thêm Amu (f , d) và các hệ số hiệu chỉnh ta thu được:
h
h
G
(¿¿
ℜ)−Garea
G(¿¿te)−¿

L50% (dB)=LF +Amu (f , d)−¿

Trong đó:
L50% là giá trị phần trăm thứ 50 (tức là trung vị) của tổn thất đường

truyền lan truyền
LF là tổn thất lan truyền không gian tự do
Amu 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

4

là mức tăng do loại môi trường.


download by :


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

Amu (f , d)

5

download by :


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

download by :


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 hB−C H+¿

Đối với thành phố nhỏ và vừa:
f −0.7
1.1 log10 ¿ hM
¿
CH =0.8+¿

Đối với thành phố lớn:

7

download by :


1.54 hM
(¿)

log

¿

¿10

¿

2−1.1 , vớ i 150 MHz ≤ f ≤ 200 MHz

¿

11.75 hM
(¿)
log10 ¿
¿
8.29 ¿
¿
¿
CH=¿

Trong đó:

L
hB

: suy hao ở khu
: Chiều cao của

hM

: Chiều cao của

U

f : Tần số truyền. Đơn vị: Megahertz (MHz)
CH :Hệ số hiệu chỉnh độ cao anten
d : 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
=L +2(log

L
SU

U

10

2

28

) −5.4

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

8

download by :


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:
L

O

=LU −4.78 (log10 f )2+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)
f : Tần số truyền. Đơn vị: Megahertz (MHz)

9

download by :

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:
20 log10 d+20 log10 f +32.44

L=

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 hB−C

H

+¿

Với f = 900 (MHz)

h =30
B

(m)

11.75∗1
(¿)
log10 ¿
¿

C = 3.2 ¿
H ¿

d = 2 (km)
Vậy

LU

= 138.3289 (dB)

10

download by :