Xem mẫu
- Telecommunications Program
Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất
+ Giả thiết của mặt đất:
- Thay mặt đất lồi, lõm bằng mặt đất bằng phẳng
- Bỏ qua sự thay đổi liên tục của chất đất
- Bỏ qua sự thay đổi của đất theo chiều sâu
- Thay mặt đất bất đồng nhất bằng mặt đất đồng nhất với tham số
sao cho gây ra những ảnh hưởng giống mặt đất thực
+ Mặt đất phẳng
- Khi cự ly thông tin đủ bé (nhỏ hơn 0,2 tầm nhìn thẳng R ≤ 0.2r0)
thì mặt đất giữa anten phát và anten thu được xem là mặt phẳng.
- Tầm nhìn thẳng r0 là khoảng cách từ anten phát đến anten thu và
tiếp xúc với mặt đất
- Tầm nhìn thẳng phụ thuộc vào chiều cao anten phát và aten thu
1
- Telecommunications Program
Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất
+ Tầm nhìn thẳng
A B C
h2
h1
a
O
r0 = ( a + h1 ) − a + ( a + h2 ) − a 2 = 2ah1 + h12 + 2ah 2 + h2
2 2 2 2
r0 ≈ 2ah1 + 2ah2 = 2a ( h1 + h2 )
Với a ≈ 6370 km là bán kính trái đất
r0 [km] = 3.57 h1[m] + h2 [m]
2
- Telecommunications Program
Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất
+ Sự phản xạ của sóng lên mặt đất phẳng (xem bằng phẳng) ta có mô
hình 2 tia
A
α r1 B r r r
h1
ϕ h2
E = E t + E px
γ
− jφ px E px
r2 R px = R px e =
Et
A’
- Xét sóng phân cực đứng
Dựa theo điều kiện bờ và mối quan hệ giữa
Cường độ điện trường và cường độ từ trường
ε 'p sin γ − ε 'p − cos 2 γ
R pxd =
ε 'p sin γ + ε 'p − cos 2 γ
3
- Telecommunications Program
Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất
- Xét sóng phân cực ngang
sin γ − ε 'p − cos 2 γ
R pxng =
sin γ + ε p − cos 2 γ
'
- Hệ số phản xạ
4
- Telecommunications Program
Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất
- Cường độ trường tại điểm thu
r r r
E = Et + E px
- Mô hình truyền sóng 2 tia; Công thức trường giao thoa
Giả thiết:
A
α r1 B
• Anten phát với công suất đưa vào Pt, hệ
h1
ϕ h2 số hướng tính Dt, đặt ở độ cao h1.
γ
• Anten thu đặt cách anten phát một
r2 khoảng R, và ở độ cao h2.
A’ • Mặt đất với thông số µ’ = 1, εp’
• Nguồn kích thích cho anten là nguồn
điều hòa 5
- Telecommunications Program
Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất
- Mô hình truyền sóng 2 tia; Công thức trường giao thoa
β = k ∆r + φ px
60 Pt Dt j (ωt − kr1 )
E= e 1 + R px e − j β
r1 2h1h2
∆r =
R
Hàm giao thoa F
60 Pt Dt
Etd =
R
E = Etd F 2 4π h1h2
F = 1 + R px + 2 R px cos + φ px
λr
- Khi Rpx = -1
4π h1h2 θ
F = 2 + 2 cos + π = 2 − 2 cos θ = 2 sin
λr 2 6
- Telecommunications Program
Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất
- Sự phụ thuộc của F vào R
7
- Telecommunications Program
Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất
- Sự phụ thuộc của F vào h
8
- Telecommunications Program
Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất
- Truyền sóng khi kể đến độ cong của mặt đất; khi cự ly thông tin lớn
hơn 0.2r0 và nhỏ hơn 0.8r0 2
r1
h1 ' = h1 −
2a
r22
h2 ' = h2 −
2a
h1r
r1 = h + h
1 2
r = h2 r
2 h1 + h2
9
- Telecommunications Program
Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất
+ Sóng truyền theo phương thức nhiễu xạ là là mặt đất (anten đặt thấp)
Xét môi trường (1) là không khí: ε’ =1, µ’ = 1, môi trường đất có
ε’p = ε’d + j60λσd, µ’d = 1. Xác định trường tại điểm B cách mặt
đất một khỏang h. Áp dụng nguyên lý Huygen cho nguồn bức xạ
thứ cấp là diện tích Frenel thứ 1 nằm tại mặt phân cách có bán kính
là b
10
- Telecommunications Program
Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất
λd
2
b = + hλd
2
c
λk =
λk
nk f
λd =
λd =
c nd
nd f
λd λk
b≈
- Telecommunications Program
Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất
Áp dụng điều kiện bờ chính xác
H ky = H dy
Ekx = Edx
ε '
ε 'p ε 'p
H ky = − Ekz = H dy = − Edx = − Ekx
120π 120π 120π
120π Ekz Ekz
Ekx = − H ky = =
ε '
p ε '
p ε d − j 60λσ d
'
12
- Telecommunications Program
Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất
Cấu trúc trường
Mật độ công suất
r r∗
r 1
π x = Re
2
( Ekz × H ky )
r r∗
r 1
π n = Re
2
( Ekx × H ky )
13
- Telecommunications Program
Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất
Công thức cường độ điện trường tại điểm thu với đất dẫn lý tưởng
E = Etd F
60 Pt Dt
E= 2 = Etd 2
R
Công thức cường độ điện trường tại điểm thu với đất bán dẫn (công thức Vanderpol)
E = Etd F
( )
ε − 1 + ( 60λσ d )
2 2
'
π R ε −1 πR
'
d
x= ⇒ x =
p
λ εp λ (ε ) + ( 60λσ )
' 2 2 2
'
d d
14
- Telecommunications Program
Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất
- Khi x ≤ 25
2 + 0.3 x
F= 2
2 + x + 0.6 x
2
- Khi x > 25
1
F=
2 x
15
- Telecommunications Program
Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất
+ Truyền sóng trong tầng đối lưu
- Thông số vật lý:
Mật độ chất khí P
Nhiệt độ
ρ=
kT
Độ ẩm −
Mg
h
à Tầng đối lưu thường
P = P0 e RT
- Thông số điện tầng đối lưu -- hệ số điện môi và chiết suất
r r
P = χE
χ
ε = 1+
'
r r r r χr ε0
D = ε 0 E + P = ε E = ε 0 1 + E
ε0 16
- Telecommunications Program
Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất
- Thông số điện tầng đối lưu (hệ số điện môi và chiết suất)
χk χh
ε = 1+
'
+
ε0 ε0
155.2 4800 −6
ε = 1+
'
Pk + Ph 10
T T
ε −1 78
'
4800 −6
n ≈ ε ≈ 1+ '
≈ 1 + Pk + Ph 10
2 T T
17
- Telecommunications Program
Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất
- Chỉ số chiết suất
78 4800
N = ( n − 1)10 = Pk +
6
Ph
T T
- Điều kiện gần đúng quang hình
1 dn 1 dn dn n2
λ
- Telecommunications Program
Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất
-Bán kính cong của quỹ đạo
Chia tầng đối lưu thành nhiều lớp, trong mỗi lớp có chiết suất giống
nhau và có độ dầy gần bằng nhau
−10 6
R=
dN
dh
- Tầng đối lưu thường
−106
dN R= = 25000 km
= −4.10−2 dN
dh dh
19
- Telecommunications Program
Truyền sóng khi kể đến ảnh hưởng của mặt đất
- Bán kính trái đất tương đương
1 1 1 1
− = −
a R atd Rtd
atd =
aR
=
a
=
a
=
a r0td = 2atñ ( h1 + h2 )
R − a 1− a
1+
a
1 + a.10−6
dN
R 106 dh
r12 r22
dN h '1td = h1 − ; h '2td = h2 −
dh 2atd 2atd
- Tầng đối lưu thường atd = 8500 km
20
nguon tai.lieu . vn