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) . 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. 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. hệ thống. Tạp âm điều chế tương hỗ có thể quyết định bởi các đặc điểm của thiết bị Viba sử dụng. Vì vậy vi c lựa chọn vị trí sẽ không quan tâm đến tạp âm điều chế tương hỗ. 2. Tạp âm nhiệt: