1 Suy hao do khớ quyn v suy hao trong khụng gian tự do
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.37 MB, 188 trang )
Tổng lượng suy hao khí quyển không đáng kể tại tần số nhỏ hơn 10GHz và
không quá 1 ÷ 2dB tại tần số 22GHz trong điều kiện độ Èm không khí bình
0
thường và góc ngẩng antenna lớn hơn 10 .
Còng do sự hấp thụ mà các chất khí sinh quyển còn gây ra tạp âm nhiệt,
là nguyên nhân chủ yếu gây nên nhiệt độ tạp âm T
SKY
toán tuyến, T
SKY
của bầu trời. Trong tính
có thể tính bằng sông thức sau:
SKY
T
LA(φ ) / 10
0
= (1.12T – 50) ( 1-10
)
[K]
0
A
Trong đó T là nhiệt độ bề mặt trái đất tính ra độ K còn L (φ) là tổng
lượng suy hao sóng do khí quyển hấp thụ khi anten có góc ngẩng φ.
T
Khi mét antenna phát ra một công suất P , trong điều kiện không có tổn
R
hao môi trường, natenna thu cũng chỉ thu được một công suất P nhá hơn P
T
do có một phần công suất phát vô Ých vào trong không gian tù do. Trong điều
T
R
kiện này, giữa P và P có quan hệ sau:
R
T
T
2
R
T
T
ES
R
P = ( P G ) ( λ/4πR) G = (P G ) (1/L )G .
T
R
Trong đó G và G lần lượt là hệ số tăng Ých của antenna phát và
antenna thu, λ là bước sóng của sóng mang và R là khoảng cách thẳng trục
giữa hai antenna.
Đại lượng L
ES
2
= (4πR/λ) gọi là tổn hao trong không gian tù do (Free
ES
T
T
Space Loss). Do đó L nên giá trị EIRP (P G ) của trạm phát tại máy thu bị
T
R
ES
T
R
giảm đi. Ta thấy rằng nếu antenna là vô hướng (G = G = 1) thì L = P /P .
A
Nếu xét đến cả suy hao do khí quyển L thì tổng suy hao trong môi trường
truyền sóng là:
A
ES
A
ES
L = L L = L [dB] + L [dB]
1.2.Suy hao do mưa và các hiện tượng khí hậu khác
a, Khái niệm cường độ mưa (Precipitation)
Cường độ mưa được đo bằng tốc độ mưa rơi R tính ra [mm/h]. Cường
độ mưa càng lớn thì các ảnh hưởng của nó đến sóng mang như suy hao, xuyên
cực…càng mạnh. Để biết được cường độ mưa trong mét khu vực người ta
phải dùng các biện pháp thống kê thực nghiệm hàng năm. Người ta quy ước
lấy các giá trị cường độ mưa của một khu vực là tốc độ mưa tại khu vực đó
sao cho tốc độ này bị vượt quá trong p% thời gian trung bình của năm và
P
được ký hiệu là R . Như vậy tại một nơi có thể có nhiều giá trị cường độ mưa
hàng năm tuỳ theo giá trị p% được xét . Ví dụ nếu R
0,01
= 30mm/h (p =
0,01%) thì có nghĩa là trong 99,99% thời gian một năm tốc độ mưa sẽ không
quá 30mm/h và trong 0,01% thời gian còn lại (53phút/năm) thì sẽ lơn hơn.
Thực tế giá trị R
0,01
hay được dùng để thiết kế tuyến nhất vì nó phù hợp
với yêu cầu độ tin cậy của các hệ thống thông tin phải đạt 99,99%. Như vây
thời gian mà R
0,01
tuyến. Giá trị R
Trung Hải có R
bị vượt quá sẽ coi như thời giansai lỗi chấp nhân được của
0,01
0,01
ở Châu Âu khoảng 30mm/h trờ một số vùng thuộc Địa
khoảng 50mm/h. Tại khu vực xích đạo mưa rất lớn R
0,01
khoảng 120mm/h ví dụ ở vùng Florida nước Mỹ, thậm chí có những khu vực
0,01
R
đạt tới 160mm/h. Nói chung R
0,01
ở các vùng trên thế giới đã được đề
xuất trong các bảng thống kê mưa của CCIR và các hãng truyền thông lớn.
b, Tác động của mây, mưa, sương mù và tuyết
Sóng điện từ đi trong mưa bị suy hao rất lớn là do các hạt mưa bay
trong không trung hấp thụ và tán xạ năng lượng sóng rất mạnh. Cũng vì mưa
hấp thụ năng lượng sóng cho nên nó trở thành nguồn tạp âm làm gia tăng
nhiệt độ tạp âm tổng cộng ở tuyến xuống. Ta thấy rất rõ điều này trong phần
tính toán tuyến phần sau. Giá trị suy hao mưa phụ thuộc vào hệ số suy hao
R
γL
E
[dB].
RAIN
A
R
=γ L
E
[dB]
E
Trong đó L là quãng đường đi trong mưa của sóng điện từ. Suy hao
mưa của tuyến thường được đánh giá tại cường độ mưa R
0,01
. Nếu R
0,01
có giá
trị từ 30 ÷ 50mm/h thì suy hao mưa khoảng 0,1dB tại tần số 4GHz, 5 ÷ 10 dB
tại tần số 12GHz, 10 ÷ 20dB tại tần số 20GHz và 25 ÷ 40 tại tần số 30Ghz.
Suy hao do các đám mây mưa và sương mù cũng có thể được tính bằng
C
-3 1,8
công thức trên với hệ số suy hao γ = 1,1x10 F M. Trong đó F là tần số sóng
3
mang và M là mật độ hơi nước của đám mây hay của sương mù [g/m ] với
một giá trị vượt quá p% nào đó. Nói chung suy ha này là nhỏ khi M không
quá lớn; chỉ khoảng 0,5 ÷ 1dB tại tần số 15GHz và 2 ÷ 4,5dB tại tần số
30GHz.
Suy hao gây bởi các đám mây tinh thể băng và tuyết khô nói chung
thường không đáng kể. Tuyết ướt có thể gây nên suy hao lớn hơn cả mưa có
cường độ tương đương nhưng hiện tượng này rất hiếm nên chúng ta không
cần phải quan tâm.
2. Sự xuyên cực ( cross polarisa tion).
2.1. Khái niệm
Phần lớn các hệ thống thông tin vệ tinh đều sử dụng kỹ thuật dùng lại
tần số nên chúng phải dùng hai sóng mang có phân cực vuông góc
nhau(thường là kiểu RHCP_LHCP hay hai phân cực thẳng trực giao). Khi
truyền dẫn ®øng không gian, do sự ảnh hưởng của các yếu tố môi trường
trong
Ph¬ng
chop nên một phần công suất của phân cực này sẽ bị lấn sang phân cực kia
gây ra suy hao và can nhiễu. Đó gọi là hiện tượng xuyên cực và được mô tả
như trên hình 18 :
Ph¬ng ®øng
a
aC
T¹i antenna thu
T¹i antenna ph¸t
bX
aX
Ph¬ng ngang
b
bC
H×nh 18: Sù xuyªn cùc gi÷a hai ph©n cùc th¼ng.
Giả sử ở phía phát người ta phát ra hai phân cực thẳng vuông góc a và
C
C
b. Như vậy ở bên thu ta nhận được a và b là thành phần tín hiệu mong muốn
vì chúng giữ nguyên phân cực của sóng phát. Đồng thời ta còng thu được a
X
X
và b không mong muốn vì chúng là các thành phần xuyên cực tương ứng của
C
C
a và bsang b và a . Đối với phân cực thẳng người ta đưa ra các đại lượng
đánh giá mức độ xuyên cực như sau:
C
X
C
X
XPI (cross polarisation isolation): XPI = a / b hoặc b /a . Do đó:
C
X
C
X
XPI [dB] = 20log(a / b ) hoặc = 20 log(b / a )
C
X
XPD (The cross polarisation discrimilation) XPD = a / a . Do đó:
C
X
XPD [dB] = 20 log(a / a )
Trong phân cực trong, khi thành phần RHCP xuyên cực sang LHCP và
ngược lại thì các đường tròn phân cực sẽ trở thành ellipse (AR >1). Khi đó
XPD được tính bằng:
XPD [dB] = 20 log [(AR + 1)/(AR – 1)]
