Thiêt kế tuyến vi ba số

luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số
12

Hình 2-5-5 :Hệ số cho bán kính đới cầu thứ nhất ở điểm tùy chọn .

3.Khoảng hở an toàn và tổn hao nhấp nhô.

d
1

h
0
h
m

d
2
d


luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số
13

Trong hình 2-5-6 khoảng hở an toàn h
c
giữa đường thẳng của tuyến trực xạ và gợn
sóng cản trở h
s
được tính bằng:
d
1
d
1
d
2
h
c
=h
1
- (h
1
-h
2
) - -h
s

d 2Ka

d
2
d
1
d
1
d
2
h
c
=h
1
 + h
2
- -h
s
d d 2Ka

Trong đó:
h
1:
Độ cao của anten ở vị trí A so với mặt đất (m).
h
2
:Độ cao của anten ở vị trí B so với mặt đất (m).
h
s

:Độ cao của vật chắn ở vị trí cách A một khoảng d
1
(m).
h
c
:Khoảng hở an toàn của vật chắn ở vị trí cách A một khoảng d
1
(m).












Hình 2-5-6: Khoảng hở an toàn của đường truyền .

Nếu như đỉnh nhấp nhô cắt đới cầu Fresnel thứ nhất thì sự suy giảm truyền dẫn gọi
là “Tổn thất nhấp nhô” (Ridge Loss) được cộng vào với tổn thất không gian tự do. Tổn
thất nhấp nhô gây ra bởi một đỉnh có thể tính dựa vào hình 2-5-6.

Nếu có hai hoặc nhiều các đỉnh khác nhau tồn tại giữa hai vị trí thì tổn thất nhấp
nhô tổng có thể tính bằng cách lập lại thủ tục trên theo từng bước một như ví dụ ở hình 2-
5-7. Giả định rằng có ba đỉnh nhấp nhô R
1

,R
2
,R
3
giữa hai vị trí A và B. Tổn thất nhấp
nhô gây ra bởi R
1
có thể tính được với giả định rằng điểm nhận B nó bị di chuyển tạm đến
R
2
. Tổn thất nhấp nhô gây ra bởi R
2
có thể tìm thấy bằng cách giả định điểm B di chuyển
đến R
3
và điểm phát A được di chuyển đến điểm A
,
. Chiều cao của A
,
có được tính bằng
cách kéo dài đường thẳng R
1
-R
2
đến điểm giao nhau giữa đường thẳng này và đường
thẳng đứng kẻ từ điểm A. Tương tự như vậy tổn thất gây ra ở R
3
có thể tính như là tổn
thất nhấp nhô giữa các điểm B và A
,

. Tổn thất nhấp nhô tổng là tổng các tổn thất nhấp nhô
riêng biệt có từ các thủ tục ở trên.

Sự ước lượng về tổn thất được sử dụng để kiểm tra sự suy giảm của sóng trực tiếp
hoặc tìm kiếm hiệu ứng che để giảm sóng phản xạ từ mặt đất hoặc sóng truyền qua.

luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số
14


Ay







A
’



B





Hình 2-5-7 : Một tuyến viba có vài gờn bên trong.

Để tránh fading loại K nghiêm trọng hoặc sự méo dạng truyền dẫn gây ra bởi sóng phản
xạ từ mặt đất, đường truyền nên được lựa chọn để không một sóng phản xạ đáng kể nào
đến được điểm nhận. Để kiểm tra sự ảnh hưởng của sóng phản xạ trong một tuyến viba
thiết kế, ta cần phải định điểm phản xạ để biết được tình trạng địa chất của điểm phản xạ
và cũng để xem sóng phản xạ có bị che bởi đỉnh nhấp nhô nào hay không.
Điểm phản xạ như là hình 2-5-8 có thể tìm bằng đồ thị ở hình 2-5-9. Đầu tiên các
hệ số C và m có thể tính bằng công thức sau:
h
1
– h
2

C =——— trong đó h
1
> h
2

h
1
+ h
2

d
2

m = ————
4ka(h
1

+h
2
)

Trong đó : h1 , h2 : là chiều cao của hai anten (m)
K: là hệ số hiệu dụng bán kính trái đất
a đường kính trái đất
C , m : là các hệ số
Ở bước thứ hai thông số b có được bằng cách đặt C và m trong đồ thị. Điểm phản
xạ có thể tính bởi:
d
d
1
= —(1+b)
2
d
d
2
= —(1-b) hoặc d – d
1


R
2

R
3

R
1

A


luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số
15

2













Hình 2-5-8:Sóng phản xạ đất



Hệ số phản xạ hiệu dụng và tổn thất phản xạ tương ứng được phân loại bởi tình
trạng địa lý bởi điểm phản xạ được liệt kê ở trong bảng 2-5-3. Thường thì sẽ thích hợp
hơn nếu suy giảm sóng phản xạ hơn 14 dB so với sóng trực tiếp. Sóng phản xạ có thể suy
giảm bởi:
i) Tính định hướng của anten ở cả hai vị trí.

ii) Tổn thất phản xạ.
iii) Tổn thất nhấp nhô nếu có.
Tổng của các tổn thất này gọi là “Sự suy giảm hiệu dụng của sóng phản xạ“


Băng tần



(GHz)
Mặt nước


Hệ số Tổn thất
(dB)

Đồng luá


Hệ số Tổn thất
(dB)
Vùng bằng
phẳng

Hệ số Tổn thất
(dB)
Thành phố , rừng


Hệ số Tổn thất

(dB)
2
4
6
11
1 0

1 0
1 0

1 0
0.8 2
0.8 2
0.8 2
0.8 2
0.6 4
0.6 6
0.6 6
0.6 8
0.3 10

0.2 14

0.2
14
0.16 16

Hình 2-5-3 : Hệ số phản xạ và tổn hao
5. Góc thẳng đứng của đường truyền:

Sự tính toán về các góc thẳng đứng của các sóng phản xạ đất và các sóng trực tiếp
đôi khi cần thiết cho đọnh ước lượng sự suy giảm của sóng phản xạ gây ra bởi độ định
hướng của anten.

luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số
16




















Hình 2-5-9 : Góc thẳng đứng của đường truyền

Các góc thẳng đứng như ở trong hình 2-5-9 có thể tính như sau:

a. Các góc thẳng đứng của sóng trực tiếp .
h
1
– h
2
d

1
= -( ——— + ——)
 2Ka
h
2
– h
1
d

2
= -(——— + ——)
 2Ka

Trong đó : 
1
, 
2
: Các góc nằm ngang (rad)
h
1
: độ cao của anten ở vị trí A so với mặt đất (m).
h
2

: độ cao của anten ở vị trí B so với mặt đất (m).

b. Các góc thẳng đứng của góc phản xạ .
h
1
d
1


1
= -( — + —— )
d 2Ka


h
2
d
2


2
= -( — + —— )
d 2Ka
Trong đó : 
1
, 
2
là các góc thẳng đứng của sóng phản xạ (rad)
h
1

độ cao của anten ở vị trí A so với mặt đất (m).
h
2
độ cao của anten ở vị trí B so với mặt đất (m).

c. Các sóng thẳng đứng giữa sóng phản xạ và sóng trực tiếp .


luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số
17

h
1
h
1
– h
2
d
2


1
= — - ——— - ——
d
1
 2Ka

h
2
h

2
– h
1
d
1


2
= — - ——— - ——
d
2
 2Ka

Ở các công thức trên các góc được biểu diễn bằng Radian, chiều cao và khoảng
cách tính bằng mét.
Nếu  > 0 thì  là một góc hướng lên
Nếu  < 0 thì  là một góc hướng xuống
 thường có giá trị âm do đó  ở các trường hợp đều là góc quay xuống.

6. Biểu đồ độ cao:

Khi cả hai sóng trực tiếp và phản xạ đều đến được anten thu thì công suất tín hiệu
Viba nhận được thay đổi với độ cao của anten. Điều này là do sự khác nhau về độ dài của
đường truyền giữa sóng trực tiếp và sóng phản xạ thay đổi với độ cao của anten dẫn đến
sự thay mối quan hệ về pha giữa hai sóng. Sự thay đổi mức công suất nhận được với chiều
cao của anten nó được biểu diễn bằng biểu đồ độ cao như ở trong hình 2-5-10.

Hình 2-5-10 : Một ví dụ của biểu đồ độ cao .

Các tính toán về sự khác nhau của đường truyền, chiều sâu và độ cao của biểu đồ
độ cao đôi khi cần thiết cho việc quyết định khoảng cách thẳng đứng của các anten cho sự
phân tập không gian sự nhận hoặc để tìm hệ số phản xạ hiệu dụng từ biểu đồ độ cao.
a/ Chiều cao hiệu dụng của anten h
1
’và h
2
’ (Xem hình 2-5-10)
d
1
2
d
2
2


1
= —— 
2
=——
2Ka 2Ka

h
1
’ = h
1
–
1
h
2
’ = h
2
–
2


luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số
18


b/ Sự khác nhau đường truyền .
2h
1
’h
2

’
S = ———
d

c/ Độ sâu của biểu đồ độ cao , db ( xem hình 3-17 )
1
db = 20Log——— dB
1 - 
e

Trong đó 
e :
hệ

số phản xạ hiệu dụng .
d/ Độ cao của biểu đồ độ cao , P
1
và P
2


d
Phía h
1
P
1
= ——
2h
2

d
Phía h
2
P
2
= ——
2h
1

III. CÁC KIỂM TRA VỀ CHỈ TIÊU TRUYỀN DẪN

1. Giới Thiệu:
Phẩm chất và độ tin cậy là hai yếu tố chính của chỉ tiêu truyền dẫn. Các yếu tố
chính được kiểm tra ở trong việc lựa chọn vị trí là tạp âm nhiệt, tạp âm giao thoa và tạpâm
đột biến nháy gây ra do Fading sâu, bởi vì chúng liên quan đến đường truyền của hệ
thống. Tạp âm điều chế tương hỗ có thể quyết định bởi các đặc điểm của thiết bị Viba sử
dụng. Vì vậy việc lựa chọn vị trí sẽ không quan tâm đến tạp âm điều chế tương hỗ.

2. Tạp âm nhiệt:

Tỉ số của tín hiệu đối với tạp âm nhiệt ở ngõ ra máy thu được quyết định bởi mức
tín hiệu nhận được và chỉ tiêu của thiết bị Viba sử dụng.
Công suất tín hiệu nhận được trên một đường truyền Viba được tính bằng công
thức:
P
r
= P
t
+ G
t

+ G
r
– L - L
f

Trong đó :
P
r
: công suất tín hiệu nhận được (dBm)
P
t
: công suất ngõ ra máy phát (dBm)
G
t
: độ lợi của anten phát (dB)
G
r
: độ lợi của anten thu (dB)
L : tổn thất không gian tự do (dB)
L
f
: tổn thất tổng trong các hệ thống Feeder ở trong cả hai đầu (dB)
Tổn thất không gian tự do có thể tính bằng công thức sau đây:
4d
L = 20Log ——

Trong đó :
L : tổn thất không gian tự do (dB)
m : chiều dài đường truyền (m)
 : bước sóng (m)