THUYẾT TRÌNH THÔNG TIN DI ĐỘNG NÂNG CAO Mô hình nhiễu xạ lưỡi dao

Mô hình nhiễu xạ lưỡi dao
Nhóm 2:
Nguyễn Văn Đức
Phạm Văn Hậu
Đinh Văn Ngọc
Mô hình nhiễu xạ lưỡi dao
•
Áp dụng: Bộ thu phát sóng điện bị chắn bởi mặt phẳng
vuông góc trên đường truyền. Các mặt phẳng chắn như
bề mặt đồi, núi
•
Đặc điểm:
–
Vật chắn coi như một nửa mặt phẳng vuông góc với
đường nối thu-phát.
–
Đường biên của nửa mặt phẳng cách đường nối thu-
phát một khoảng h
+h>0 nếu đường biên nhô cao hơn đường truyền thẳng.
+ h<0 nếu đường biên thấp hơn đường truyền thẳng
Hình học Fresnel
- Xét một mặt phẳng tưởng tượng đặt vuông góc với đường nối bộ phát (điểm
T) và bộ thu (điểm R) và có khoảng cách đến bộ phát, bộ thu là d1,d2.
Hình học Fresnel
- Xét 2 đường truyền : một là đi thẳng từ phát đến thu cắt mặt phẳng ở điểm
O, hai là đi đến mặt phẳng ở điểm C rồi mới đi tiếp đến điểm thu (C coi như
nguồn điểm phát sóng thứ cấp). Khi λ<<OC=h<<d1,d2, hiệu độ dài 2 đường
đi có thể ước lượng:
Hàm của biến số h:
Sự lệch pha tương ứng với hiệu 2 quãng đường là:
Sử dụng xấp xỉ tangx= x và đặtα = β + γ với β , γ là các góc nhìn của

điểm C đến phát và thu, ta có liên hệ giữa biến số h và tổng góc nhìn α
Hình học Fresnel
Trên thực tế người ta hay chuyển sang dùng biến số υ vói cách đổi biến số:
Khi đó độ lệch pha biểu diễn là:
KL:
-Nếu hiệu 2 đường đi này bằng λ/2, pha sai khác sẽ là π, tín hiệu tổng cộng
(nếu chỉ tính 2 đường truyền này cực tiểu)
-Nếu hiệu 2 đường truyền là λ, sai khác pha là 2π, tín hiệu tổng cộng
(nếu chỉ tính 2 đường truyền sẽ là cực đại)
Hình học Fresnel
KL:
-Xung quang điểm O trên mặt phẳng tưởng tượng có thể vẽ nhiều vòng tròn
biểu thị các điểm mà qua đó đường truyền thứ 2 sai khác với đường truyền thẳng
cùng một lượng, bán kinh các đường tròn này có thể tính:
- Các đường tròn này tạo nên các đới Fresnel. Sóng thứ cấp từ các đới này nếu
không bị che khuất tổng hợp lại sẽ bằng sóng theo đường truyền thẳng. Nhiễu xạ
xảy ra theo các mức độ khác nhau nếu một số đới bị che khuất. Chú ý là bán
kính của các đới Fresnel phụ thuộc vị trí mặt phẳng tưởng tượng (sẽ lớn nhất khi
d1=d2), khi dịch chuyển mặt phẳng tưởng tượng này từ bộ phát đến thu các
đường tròn sẽ tạo nên các mặt elipsoit .
-Nếu 55% đới thứ nhất tính từ tâm ra không bị che khuất thì cho dù các đới
còn lại có bị che khuất hay không đường truyền có thể coi là không bị nhiễu xạ,
ngược lại có thể bộ thu phát “nhìn” thấy nhau song diện tích các đới không đảm
bảo vẫn gây nên sự che khuất đường truyền.
Các mô hình nhiễu xạ lưỡi dao
a) Nhiễu xạ lưỡi dao, Vặt cản chh đường ngắm T-R
E
0

là độ mạnh của trường tự do khi không có mặt đất và “lưỡi dao”
d=d1+d2. F(ν) là tích phân Fresnel phức và là hàm của biến v
- Tại bộ thu sẽ là trường tổng hợp của các nguồn thứ cấp tại nửa mặt phẳng
ở phía trên lưỡi dao.
-Hệ số nhiễu xạ (cũng là hệ số mất mát, vì là so với E0 là trường tham chiếu
khi không có nhiễu xạ) được tính ra dB theo công thức:
-Ta có đồ thị:
-Ta có đồ thị:
- Trên từng đoạn của v có thể tính gần đúng theo các hàm đơn giản:
- Nhiễu xạ nhiều lưỡi dao:
Nếu giữa bộ thu phát có nhiều vật cản dạng lưỡi dao, có thể thay thế bằng
một lưỡi dao tương đương. Có nhiều mô hình tương đương khác nhau trong
đó mô hình Bullington cho ở dạng như sau.
VD
-VD1: Cho đường truyền có λ=1/3m, d1=1km, d2=1km. Tính mất mát nhiễu
xạ với 3 trường hợp: a, h=25m b, h=0m c, h= -25m và xác định vật cản
theo đới Fresnel .
LG:
-VD2: Cho vị trí bộ phát, thu và vật cản như hình vẽ.
a, Xác định mất mát nhiễu xạ theo mô hình lưỡi dao.
b, Chiều cao vật cản phải là bao nhiêu để mất mát nhiễu xạ chỉ là 6dB. Cho
tần số sóng truyền là f=900MHz.
LG:
Kết Luận
•
Mô hình phản xạ lưỡi dao nghiên cứu hiện tượng
nhiễu xạ do sóng truyền gặp mặt phẳng phản xạ
vuông góc trên đường truyền.
•
Mô hình áp dụng với các phương pháp sóng mặt đất.