ương 5 THÔNG TIN VI BA – VỆ TINH docx

1
Chương 5
THÔNG TIN VI BA – VỆ TINH
2
5.1 Hệ thống thông tin vi ba
Sóng vô tuyến
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
Sóng vi ba số : Ghép kênh thời gian của các kênh thoại
được số hoá bởi điều chế PCM và dữ liệu số, sau đó
chuyển lên phổ tần cao bởi các điều chế số với sóng
mang hình sin, như là: PSK, MSK, OOK (On-Off Key)…
Sóng vi ba tương tự: : Ghép kênh tần số các kênh thoại
tương tự, nhờ điều chế SSB, hoặc tín hiệu video ở băng
tần cơ bản, được chuyển lên phổ tần số cao nhờ điều
chế FM/φM.
4

 !"#$%"&'(")*
+,( * -.
/,( * .-
0,( * -1
2,( * 1-.
3',(* .-1
3,( * 1-.4
3,(* .4-
5
3.1 Thông tin vô tuyến

5.1.1 Cấu hình cơ bản của thiết bị vô tuyến
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.
Đặc tính cơ bản: khuếch đại và định hướng
Các loại anten khác nhau được sử dụng với mục đích
khác nhau.
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
Dẫn tín hiệu giữa anten và máy phát hoặc máy thu
Tần số thấp: sd cáp đồng trục làm phi đơ
Tần số cao: sd các ống dẫn sóng
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.
b. Cấu hình của máy phát
c. Cấu hình của máy thu
3.1 Thông tin vô tuyến
9
3.1 Thông tin vô tuyến
5.1.2 Sự truyền lan sóng vô tuyến
•
Sự phân bố tầng khí quyển

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
3.1 Thông tin vô tuyến

•
Các kiểu truyền lan sóng vô tuyến
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
5.1.3 Các nhân tố ảnh hưởng đến sự truyền lan sóng
Suy hao trong không gian tự do
2
)
4
log(10
λ
π
d
L
=
12
Sự thay đổi của chiết suất theo độ cao làm tia
sáng bị uốn cong
Mật độ không khí giảm theo độ cao làm thay đổi
chiết suất của khí quyển
Tia sóng khi truyền qua không gian sẽ bị uốn cong,
và độ cong của tia sóng phụ thuộc vào nhiệt độ, áp
suất, độ ẩm…

R: bán kính của trái đất
dn/dh: sự thay đổi của chiết suất khí quyển theo độ
cao
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
Suy hao do mưa
Sóng điện từ bị suy hao do mưa (đặc biệt là sóng có
λ <10cm)
Mức độ suy hao sóng phụ thuộc vào cường độ mưa
và tần số của sóng
Ví dụ: ở tần số 2GHz:
Nếu mưa to thì suy hao vào cỡ (0,22 ÷ 0,4 dB/Km)
Nếu mưa rất to thì suy hao vào cỡ 1,2 dB/Km.
18
3.1 Thông tin vô tuyến
Fading
Hiện tượng cường độ điện trường tại điểm thu thay
đổi theo thời gian do một số nguyên nhân trong không
gian truyền lan của sóng vô tuyến được gọi là fading
không gian truyền.
•
Sự thay đổi chỉ số khúc xạ khí quyển

•
Ảnh hưởng của tầng điện ly
Ảnh hưởng do thời tiết
Nhiễu vô tuyến
•
Nhiễu cùng tần số
•
Nhiễu khác tần số
19
3.1 Thông tin vô tuyến
5.1.4 Đặc điểm của thông tin vô tuyến
Ưu điểm
•
Các tuyến truyền dẫn không bị ngắt thông tin do các
thảm hoạ hoặc tai nạn
•
Các tuyến truyền dẫn được thiết lập dễ dàng
•
Phục vụ cho thông tin di động
Nhược điểm
•
Fading
•
Suy hao do mưa
•
Nhiễu vô tuyến
20
56"789":8*';&<=">'
9.?@?$1?@A6B('6#!6CD"
"E#$FCD"@GCD"$.CD"HI6J';

@-@K*thoại, nhắn tin, số liệu và truyền thanh.
56'6L"9'6L"*';&<=
">'91-F?@A6B('6#!6CD"
"E#$.1CD"HI6J';.-GH
56969*';&<=">'9
F-?@A6B('6#!6CD""E#$1
M.CD"HI6J';@G@1@.H
21
N"("#$OPQ69=">'6%6
E"'(O";PC"J6R6&'&"S
C"TUEVC"=W';X@<8"UEV:$ưBD
ừQ6';&6J';W'H
-N""8"Y6*#$%";P&'=">'6%6
6%9(";P66"'B<
6(H
-N""#O"Z*#$%";P=">'6%6
B%A";P8"["'9$@8""$;"
"\6#B';('6#!6H
# ](6 ;ạ à có" U' "  # 8"  6ể ấ ệ độ ậ ặ đồ
" H/O";P=">'E"'(8"UE"&'ờ
6Z #$8"""&'H
22
Kü thuËt gi¶m ¶nh hëng cña pha dinh nhiÒu tia
0<C^"'_!`([6X6%<""\6
V8"("8"Y6$8""#O"Z
"&'#$(a68"b_8C"J66$8"b_8
Xb6":#!6V=">'"'H
N"b_8"C"J66a6B<c
<""'""&'(ZC"!8<9C"d6
"8"bO6"'H

23
N"b_8"C"J66
 # C^"'_"'"c8"<%9=">'D.à
"c"&'"e.Ba6%9J
';]H
N"b_8"
#$C^"'_"'"c8"<%9=">'D"CD"
"c"&'"e"CD"6J';H
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