Hệ thống viễn thông - chương 5 docx

1


2

Sóng vô tuy n
Không gian
Tin
tức
Tin
tức
Sóng
vô
tuyến
Sóng
vô
tuyến
Môi trường truyền dẫn
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
Hướng
sóng
Cường
độ từ
trường
Cường

độ điện
trường
Điện
trường
Từ
trường
3
Hệ thống thông tin giữa hai điểm cố định, bằng sóng
vô tuyến có hướng tính rất cao nhờ các anten định
hướng
 !"#$%&'()(*(%&
+,-.(!+*/-01(2345671!8
!1- (19:7&$;<(+/(*( -01(
! = !  > ? !8  74" 2@8 3@8
AA@BACAD@E9FG
 H""#$%&<!(*(%&
+,  H8' -01 ( 8 +I( J 1
5E+/K<(L8-.((19:7&$;<
!(+'-01(M3Nφ3
4
D¶i tÇn Vi ba (Microwave) cã tÇn sè tõ 1GHz ®Õn
40GHz ® îc chia lµm nhiÒu d¶i nhá:
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
5

O19
P1?(L()Q19
Máy thu
Máy phát
Máy thu
Máy phát
Truyền lan sóng
vô tuyến
Tín hiệu
điện
Hình 5.1: Cấu hình thiết bị vô tuyến
6
a. Anten và Phi dơ
Anten là thiết bị chuyển đổi năng lượng dòng điện
cao tần thành sóng điện từ.
RI(J(L"%1(-,4-Q=
*(7+,E%*(1-.(!S5T=>T(
-J(%*(1
Tần số thấp: sử dụng anten lớn và đơn giản, ví dụ
Anten Yagi: được sử dụng cho tần số 400-900MHz
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 1-60Ghz
7
Phi đơ
UVJ16E4>*9$*+I(>*91
<!P$"!5(*$-WXT(74>$-
<!(+"!5(*(5V! 
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.
P1?()>*9$*
(P1?()>*91
3.1 Thông tin vô tuyến
9
O19
5.1.2 S truy n lan sóng vô tuy nH 0 
•
H$Y<%JZ19:

10
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 tự 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
11

O19
•
*(%:1X1907! 19
Tầng điện ly
(4) sóng truyền lan tầng
đối lưu
(5) sóng phản xạ từ tầng
điện ly
(1) Sóng trực tiếp
(2) sóng phản xạ trên
mặt đất
(3) sóng mặt đất
O*(YL/-!HX1907
! 
19+X+%H5+
2
)
4
log(10
λ
π
d
L =
12
H9-;()(!1PE+-[(+74>
!*Q1(+
3\-[%%JL>E+-[(+74>9-;
(!1P()%JZ19:
 !  % X190 Z1 %  !] Q 1
(+8 4 -[ (+ ()  !  $T 1[( 4+

-[8*$!1P8-[^>G
_"*%J()X*-P
5N5" !H 9 -; () ( !1P %J Z19:
E+-[(+
13
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<0: chiết suất sẽ giảm theo độ cao, khúc
xạ dương, tia sáng bị uốn cong xuống mặt đất,
quay bề lõm xuống dưới
14
15
16
17
19+5+>
 -`Q!19+5+>B-I(74! 
( λab(>F
 3c( -[ !19 + !  $T 1[( 4+ (' -[
>4<!()! 
J5T"/<!de"
 1 > + ? !19 + 4+ (f Bb8dd ÷ b8g
5N@>F
1>XP+?!19+4+(f8d5N@>
18
O19
M5
.('-[-X',-:>1
9-;E+'5+>[!19&Y
X+%X1907()! 19

-.(h74i5%X190
•
H9-;(j!%k(l,%JZ19:
•
m/()<-79
m/5+'
n119
•
n1(o<!
•
n1%*(<!
19
O19
5.1.4 c i m c a thông tin vô tuy nRI - : ) 
p1-:>
•
*(19X1905V%Qq5+
(*(L>+,+I(,
•
*(19X1905V-.(7\$5n54
•
2T(T(+5-[
.(-:>
•
M5
•
19+5+>
•
n119
20

Vi ba số băng hẹp (tốc độ thấp): truyền các tín hiệu có
tốc độ 2Mbit/s, 4 Mbit/s và 8 Mbit/s, ứng với dung lợng kênh
thoại là 30 kênh, 60 kênh và 120 kênh. Tần số sóng vô tuyến
(0,4 - 1,5)GHz: thoi, nhn tin, s liu v truyn thanh.
Vi ba số băng trung bình (tốc độ trung bình): truyền các tín
hiệu có tốc độ từ (8-34) Mbit/s, ứng với dung lợng kênh thoại
là 120 đến 480 kênh. Tần số sóng vô tuyến (2 - 6)GHz.
Vi ba số băng rộng (tốc độ cao): truyền các tín hiệu có tốc độ
từ (34-140) Mbit/s, ứng với dung lợng kênh thoại là 480 đến
1920 kênh. Tần số sóng vô tuyến 4, 6, 8, 12GHz.
21
Pha dinh là sự biến đổi cờng độ tín hiệu sóng mang cao
tần tại anten thu do có sự thay đổi không đồng đều về
chỉ số khúc xạ của khí quyển, các phản xạ của đất và
nớc trên đờng truyền sóng vô tuyến đi qua.
-Pha đinh phẳng: làm thay đổi đều tín hiệu sóng mang
trong một dải tần số (thay đổi giống nhau đối với các
tần số trong dải).
-Pha đinh lựa chọn tần số: làm thay đổi tín hiệu sóng
mang với mức thay đổi phụ thuộc vào tần số, pha đinh
này ảnh hởng lớn đến tuyến vi ba số dung lợng cao.
Hai lo i fading n y , 4 cú th xu t hi n c l p ho c : P -[ \ I
ng th i.Sự thay đổi tín hiệu tại anten thu do phản -W '
xạ nhiều tia gọi là pha đinh nhiều tia.
22
Kỹ thuật giảm ảnh hởng của pha dinh nhiều tia
Các kỹ thuật đợc sử dụng để giảm các ảnh hởng của
pha dinh phẳng và pha đinh lựa chọn tần số nhiều tia là
dùng phân tập không gian và phân tập tần số để nâng
cao chất lợng của tín hiệu thu.

Phân tập theo không gian cùng với các anten đặt cách
nhau theo chiều dọc kết hợp các bộ khữ giao thoa phân
cực giao nhau.
23
Phân tập theo không gian
l kỹ thuật thu hoặc phát một tín hiệu trên 2 anten 4
(hoặc nhiều hơn 2 anten) với cùng một tần số vô tuyến
f.
Phân tập theo tần số
là kỹ thuật thu hoặc phát một tín hiệu trên hai kênh
(hoặc nhiều hơn hai kênh) tần số sóng vô tuyến.
24

Sử dụng 1 anten phát, một máy phát và 2 anten thu, hai
máy thu.

2 anten thu đặt cách nhau một khoảng đủ lớn về độ cao.

Nếu hiện tượng fading lựa chon tần số xảy ra tại 1 anten
thì không xảy ra tại anten còn lại.
Hình 1.20 Phân tập không gian
25
Hình 5.21 Phân tập tần số

Sử dụng 1 anten phát, 2 máy phát ở 2 tần số khác nhau và 1
anten thu, hai máy thu ở hai tần số đó.

2 tần số cách nhau một khoảng đủ lớn.

Nếu hiện tượng fading lựa chọn tần số xảy ra tại 1 tần số thì

không xảy ra tại tần số còn lại.

Do đó ta có được ít nhất một tín hiệu không fading