Ảnh hưởng của yếu tố môi trường đến thiết kế ăng ten truyền tiếp sóng cực ngắn

MỤC LỤC

Ảnh hưởng của mặt đất khi anten đặt cao

Với ro khụng thụng tin được trong tầm nhỡn thẳng vỡ khụng thừa món miền Fresnel (h ≥ 0,6 H1 )hoặc để thỏa mãn miền Fresnel thì cự ly thông tin xa nhất trong tầm nhìn thẳng r là : r ≤ 0,8 ro. Dòng điện trong anten ảnh có cùng biên độ với dòng điện trong anten thật nhưng ngược chiều nên trường nhận được ở điểm thu sẽ là 0 (đây là một hiện tượng được giải thích cho người sử dụng máy bộ đàm cầm tay trong khi liên lạc để máy nằm ngang, do vậy mất liên lạc mặt đất).

Hình 2.4: Anten đặt thẳng đứng
Hình 2.4: Anten đặt thẳng đứng

Truyền sóng trong tầng đối lưu

Gradient trung bình theo phương thẳng đứng của nhiệt độ tầng đối lưu khoảng 60/km (ở nửa dưới của tầng đối lưu trị số đó vào khoảng 50/km và ở nửa trên khoảng 70/km ). Để xét ảnh hưởng của tầng đối lưu đến quá trình truyền sóng vô tuyến điện, người ta phải khảo sát được các thông số chủ yếu đặc trưng cho tính chất của tầng đối lưu. Như vậy, chúng ta có thể chuyển đổi hệ qui chiếu (1) sang hệ qui chiếu (2) , ở đó bán kính đã tăng giá trị a lần tương đương sao cho ta quan sát thấy tia sóng là SVTH: Trần Thị Minh Hoa.

Khi thiết kế, lắp đặt đường truyền người ta sẽ xem xét đến đặc điểm khí tượng và địa hình để lấy giá trị ảnh hưởng của pha đinh thích hợp đưa vào công thức tính toán đường truyền sóng. Lúc này mặt đất bán dẫn điện nên tia sóng tiếp tục phản xạ, giữa mặt đất và lớp siêu khúc xạ tia sóng được phản xạ liên tục như ở trong ống dẫn sóng tầng đối lưu.Ở đây, “ống dẫn sóng tầng đối lưu” cũng có bước sóng tới hạn.

Hình 3.4: Hiện tượng pha đinh
Hình 3.4: Hiện tượng pha đinh

Truyền sóng trong tầng điện ly

Nguyên nhân

Đặc điểm các lớp trong tầng điện ly

Vì vậy, đối với sóng vô tuyến điện nó không phải là một màn chắn như các lớp ion khác mà nó là một màn chắn không hoàn toàn, vừa có thể phản xạ với tần số rất cao, vừa có thể để một phần lớn năng lượng của sóng đi qua. Trong phương thức truyền sóng này,người ta thường thông tin trong khoảng thời gian ngắn và cố định trong ngày, hoặc thay đổi theo tần số công tác, phương thức thông tin này thường có cự ly thông tin rất xa tới hàng ngàn Km. Trong thông tin sóng ngắn, khi bước sóng nhỏ hơn 50m, đài phát trung bình sử dụng hai phương thức truyền sóng : phương thức truyền sóng tầng điện ly và phương thức truyền sóng đất.

Để xác định việc này người ta làm bằng các như sau: chia tầng điện ly thành nhiều lớp sử dụng (lớp D, lớp E thành nhiều lớp mỏng), sao cho trong mỗi lớp không khí mật độ điện tích được coi là đồng đều. AB trong hình vẽ chính là bán kính tối đa khi ta sử dụng phương thức truyền sóng đất, bán kính này là 100km đối với đài phát có công suất trung bình, sử dụng bước sóng λ < 50m.

Hình 3.15: Hiện tượng tới hạn xảy ra phản xạ
Hình 3.15: Hiện tượng tới hạn xảy ra phản xạ

Truyền sóng của các dải sóng

Trong khảo sát thực nghiệm, người ta cho biết rằng cự ly truyền lan của sóng trung bằng cự ly truyền lan của sóng đất và không vượt quá 700km. Giải thích hiện tượng này, qua khảo sát người ta thấy rằng : do mật độ điện tử của tầng điện ly thay đổi luôn nên chiều cao phản xạ của sóng cũng thay đổi, dẫn đến. Để chống hiện tượng pha đinh, người ta thường dùng anten có khả năng bức xạ năng lượng tập trung mạnh theo hướng mặt đất, với hướng của anten như trên, thành phần sóng trời sẽ giảm còn thành phần sóng đất sẽ tăng.

Ứng với điều kiện cho trước của một kênh thông tin như công suất máy phát, góc tới của sóng, tần số thấp nhất để khi sóng phản xạ trên tầng điện ly khi trở về anten máy thu vẫn còn đủ lớn để làm việc gọi là tần số sử dụng thấp nhất. Vì mật độ điện tử của tầng điện ly biến đổi theo thời gian ngày, đêm nên giới hạn của dải tần số công tác cũng biến đổi theo thời gian ngày, đêm.

TRẠM GR500

Khảo sát thiết bị

    Dựa theo tài liệu tìm hiểu từ các văn bản của Ủy ban tần số VTĐ về việc ban hành Qui định phân chia băng tần giữa Dân sự, An ninh, Quốc phòng. Dải tần số công tác cho loại thiết bị tìm hiểu phải nằm ngoài dải tần số qui định trên, các thiết bị đưa vào thiết kế đang sẵn có trên thị trường loại có tần số công tác nằm trong dải sóng VHF từ 147MHz – 170MHz. Để thiết lập một mạng thông tin chuyển tiếp, đáp ứng được nhiều hình thức liên lạc khác nhau, qua khảo sát thị trường, trên cơ sở các chỉ tiêu kỹ thuật nhiều hãng đã cho ra đời các sản phẩm bộ đàm có rất nhiều ưu việt, trên thị trường Việt Nam hiện có các sản phẩm bộ đàm của HYT –Trung Quốc.

    Mỹ… Trong đó Môtôrola đã nghiên cứu cho ra đời sản phẩm thiết bị thông tin hai chiều kỹ thuật số, có thể đáp ứng khả năng liên lạc vượt trội. Trong điều kiện hiện tại, mô hình thông tin chuyển tiếp ứng dụng cho công tác phòng chống lụt bão, tìm kiếm cứu hộ cứu nạn ở mức độ nhất định, do vậy thiết bị chọn cho thiết kế là loại bộ đàm thông thường của Hãng MOTOROLA loại GM300;.

    Bảng 4.2: CÁC MODE CỦA SERRIE GM300
    Bảng 4.2: CÁC MODE CỦA SERRIE GM300

    Cấu hình trạm GR500 (REPEATER STATION) 1.Thiết bị chọn lắp đặt

    Thiết kế mô hình thông tin vô tuyến chuyển tiếp sóng cực ngắn

      Vị trí của trạm vô tuyến chuyển tiếp (RS: Radio Station) được tính toán xây dựng trên cơ sở khảo sát tổng thể mặt bằng xung quanh, chiều cao anten cho trạm đảm bảo cao hơn những công trình kiến trúc xung quanh, đường thông tin thường tạo ra các sóng đa đường, các sóng này là nguyên nhân của hiện tượng pha đinh sóng ngắn. Chiều cao cột được thiết kế dựa trên bán kính hoạt động của các ID (Máy cơ động), khả năng cường độ trường chuyển tới anten trạm, lấy mức nhỏ nhất mà khả năng máy phát có thể truyền tới, trên thực tế địa hình phức tạp, cũng như khi thực tế diễn ra hoạt động của trạm là thời tiết xấu( mưa do bão, lũ), trong tính toán chiều cao cột ta phải có đủ các thông số có ảnh hưởng đến truyền sóng cực ngắn. Ngoài các thông số kỹ thuật, nếu cột có chiều cao đến 50m, ta còn phải chú ý đến việc cấp phép xây dựng do qui định chiều cao tối đa mà văn bản Không lưu ( Hàng không Việt Nam) áp dụng cho các vùng.

      Từ chiều cao đã tính , dựa vào lượng thiết bị treo trên cột ta, mức độ biến động thiên tai dự báo, kinh phí cấp cho dự án ta hoàn toàn có thể đưa ra quyết định mẫu thiết kế phù hợp với yêu cầu đặt ra. - Thu dẫn và tiếp đất cường độ sét đánh trực tiếp, lan truyền hay cảm ứng điện từ xuống đất một cách an toàn và nhanh nhất, với thời gian < 2μs và điện trở của hệ thống chống sét chuẩn phải đạt < 10Ω.

      Hình 4.6: Sơ đồ mạng thông tin vô tuyến chuyển tiếp
      Hình 4.6: Sơ đồ mạng thông tin vô tuyến chuyển tiếp

      Qui định tiêu chuẩn chống sét bảo vệ trung tâm trạm, đài viễn thông –vô tuyến

      • Bảo dưỡng

        Kết luận chương: Trong chương này đã giới thiệu khái quát về thực trạng tình hình địa phương nơi em sinh sống, một số mô hình thông tin vô tuyến chuyển tiếp được áp dụng trong công tác phòng chống bão lụt và cứu hộ cứu nạn của địa phương. Từ thực trạng thực tế của địa phương mà tìm ra mô hình phù hợp và các thiết bị cần thiết để xây dựng mô hình đó để áp dụng một cách hiệu quả nhất trong công tác phòng chống bão lụt và cứu hộ cứu nạn của địa phương.thiết Mô hình được thiết kế là mô hình thông tin vô tuyến chuyển tiếp sóng cực ngắn (cấu hình trạm GR500) với những vấn đề như cấu hình mạng, qui mô xây dựng, mặt bằng xây dựng, thiết kế cột anten áp dụng công thức giao thoa của VanDersky đưa ra 1922. Ngành kỹ thuật điện tử ngày càng mang lại nhiều lợi ích thiết thực cho con người, thông tin vô tuyến mang lại cho con người những điều tưởng chừng như không thể, thông tin đã làm con người xích lại gần nhau hơn.

        Việc ứng dụng kỹ thuật điện tử vào cuộc sống hàng ngày càng nhiều, nghiên cứu kỹ thuật truyền tin là một việc làm thiết thực, nó giúp ta hiểu được kỹ thuật truyền sóng, những vấn đề nảy sinh khó khăn trong quá trình sử dụng các thiết bị. Đặc biệt em xin gửi lời cám ơn chân thành tới sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Đình Luyện và sự hướng dẫn của Trung tá Trần Mạnh Huế -phòng thông tin công an tỉnh Ninh Bình- đã cung cấp một số tài liệu về công tác phòng chống bão lụt ở địa phương giúp em hoàn thành đồ án này.

        Bảng 4.3: các thông số điện trở đất
        Bảng 4.3: các thông số điện trở đất