• Trong không gian tự do
Để đơn giản ta coi không gian truyền sóng là không gian tự do. Giả thiết rằng không có tia phản xạ và sóng vô tuyến được truyền trong không gian tự do.
Với anten vô hướng, ta có công thức suy hao đường truyền trong không gian tự do:
Lf = 20log(4πd /λ) [dB] Công thức này có thể được viết lại như sau:
Lf = 32,5 + 20log(d) + 20log(f) [dB] Trong đó:
d = khoảng cách từ anten phát đến anten thu [km]. f = tần số làm việc [MHz].
Tuy nhiên công thức này không còn phù hợp trong môi trường di động hiện tại, nơi mà truyền sóng nhiều đường là chủ yếu, sóng bị tán xạ, nhiễu xạ, suy giảm do nhiều trạng thái khác nhau của cả vật thể cố định và vật thể chuyển động. Hơn nữa, sự khúc xạ tầng đối lưu làm đường truyền sóng bị uốn cong.
• Mô hình hai đường hay mô hình mặt đất bằng phẳng
Hình 2 – 1: Mô hình truyền sóng khi coi mặt đất là bằng phẳng
Mô hình mặt đất bằng phẳng cho thấy tổng tín hiệu đến trong máy thu bao gồm thành phần đến trực tiếp cộng với thành phần phản xạ từ mặt đất. Hai sóng này cùng nhau tạo thành sóng không gian (Space Wave).
Suy hao đường truyền trong trường hợp này được xác định bởi công thức: L = 20log(d2/h1h2)
Hình 2 – 2: Mô hình truyền sóng bị vật che chắn trong tầm nhìn thẳng
Trong thực tế, khoảng không gian giữa máy thu và máy phát thường có các vật chắn (hình 2 - 2). Theo lý thuyết về truyền sóng vô tuyến, một chướng ngại vật sẽ làm suy giảm cường độ của tín hiệu truyền thẳng. Sự suy giảm này phụ thuộc vào vật che chắn trong tầm nhìn thẳng của máy thu và máy phát.
Khi đó, suy hao do vật chắn gây ra được xác định bởi công thức: L = h d d d d λ 2 1 2 1 ) ( 2 + • Phương pháp đo cường độ trường
Trên thực tế các loại địa hình truyền sóng rất phức tạp, không một công thức nào có thể đề cập được hết các loại địa hình này. Vì vậy, đã xuất hiện những mô hình truyền sóng nhờ những đo đạc thực tế của các nhà khoa học. Những kết quả từ những phép đo được chuyển thành những đồ thị chỉ ra mối quan hệ giữa cường độ trường và khoảng cách với một số biến như: chiều cao anten, loại địa hình…..
Năm 1968, Y. Okumura là một kỹ sư người Nhật Bản đã đưa ra rất nhiều số liệu về việc đo cường độ trường để tham khảo. Ông chia địa hình thành 5 loại chính:
- Vùng hầu như bằng phẳng
- Vùng nhiều đồi
- Vùng có chỏm núi độc lập
- Vùng ranh giới giữa đất và nước (bờ sông, bờ biển...)
Ông đưa ra những thử nghiệm trên tất cả các loại địa hình trên tại những tần số khác nhau, với những độ cao anten khác nhau và sử dụng các công suất phát khác nhau. Đối với mỗi loại địa hình có một biểu đồ tương ứng chỉ ra tổn hao ứng với loại địa hình đó (hình 2 - 3).
Ta thấy rằng sự đo lường của Okumura chỉ cho thấy sự suy giảm của cường độ tín hiệu theo khoảng cách, nhưng nó giảm nhanh hơn nhiều so với những gì ta đã biết trong không gian tự do
Hình 2 – 3: Biểu đồ cường độ trường của OKUMURA