c. Sợi quang: Sợi quang cĩ đường kính từ (2÷ 125) μm cĩ thể uốn cong được, thường sợi quang được chế tạo bằng thủy tinh, silic cực thuần Sợi thủy tinh khĩ chế tạo,
4.3. Truyền sĩng Radio trong khơng gian 1, Khái niệm về sĩng Radio
4.3.1, Khái niệm về sĩng Radio
Sĩng Radio cịn được gọi là sĩng vơ tuyến, nĩ bao gồm từ dải sĩng dài cĩ bước sĩng hàng ngàn mét đến dải sĩng cực ngắn cĩ bước sĩng dưới 10 mét và dải sĩng siêu ngắn cĩ bước sĩng centimet và milimét. Con ngưới đã dùng sĩng vơ tuyến để làm sĩng mang (carrier) truyền tải qua khơng gian các dạng tín hiệu khác nhau tùy theo ý muốn. Người ta chia ra làm các loại sĩng: sĩng dài, sĩng trung, sĩng ngắn, sĩng cực ngắn. Ở dải sĩng trung từ 200m - 3000m (1,5MHz ÷ 100KHz), ở dải sĩng ngắn từ 10m - 200m (30MHz ÷ 1,5 MHz) chủ yếu dùng để phát thanh. Ở dải sĩng cực ngắn dùng cho phát thanh FM, truyền hình, điều khiển và nghiệp dư. Ở dải sĩng siêu ngắn (viba), ngày nay được dùng cho mạng lưới viba hỗn hợp chứa nhiều dạng tín hiệu, truyền tải được cả hai chiều.
Sĩng Radio dược dùng làm sĩng mang (carrier) để truyền tải tín hiệu cĩ ích dưới hai dạng điều biên (AM) hay điều tần (FM). Sĩng này cĩ dạng hình sin và cĩ tính chu kỳ.
Sĩng radio mang tính chất sĩng điện từ, nĩ cĩ thể chuyển đổi lẫn nhau trong khơng gian truyền dẫn từ dạng điện trường sang từ trường và ngược lại.
Phần lớn anten đều cho dạng sĩng phân cực tuyến tính, ví dụ như anten roi, anten cột hình trụ. Do quá trình truyền lan trong khơng gian cĩ mơi trường khơng đồng nhất ở tầng điện ly do bụi, mây, ion gây nên hiện tượng tán xạ và khúc xạ sĩng truyền, làm thay đổi hướng phân cực, một số phần tử chuyển thành phân cực ngang. Điều quan trọng là ta phải chú ý để khắc phục các tác nhân này.
¾ Các đại lượng liên quan:
- Trong trường hợp phát đẳng hướng, cơng suất trung bình trên mặt cầu được tính: 2 4 d P PAV t π =
PAV : cơng suất trung bình trên đơn vị diện tích [W/m2]. Pt : cơng suất tổng [W].
d : bán kính của mặt cầu (khoảng cách từ trung tâm phát đến điểm thu) (m). - Gĩc mở hiệu dụng (effective aperture) Ae của anten thu cĩ quan hệ với khả năng thu năng lượng EM (electromagnetive) để cấp cho tải. Xét trường hợp anten thu đặt trong mặt phẳng nhỏ của mặt cầu đẳng hướng thì:
π λ 4 2 = e A
- Cơng suất phân phối trên tải: ( )2 2 2 4 d P PL t π λ = Trong đĩ : f c = λ
- Tổn hao trên đường truyền từ trung tâm phát đẳng hướng đến anten thu: L t dB P P L =10log
Hoặc LdB = 20log d + 20log f + kd d là cự ly truyền [m],
f là tần số sĩng mang [MHz].
Kd là hằng số phụ thuộc vào đơn vị tính của d như sau: kd = 32,4 nếu d tính bằng Km.
kd = 36,58 nếu d tính bằng miles theo quy chuẩn thơng thường. kd = 37,80 nếu d tính bằng miles dùng trong hàng hải.
kd = -37,87 nếu d tính bằng feet. kd = -27,55 nếu d tính bằng mét.
¾ Sơ lược về cấu trúc tầng khí quyển:
Lớp khí quyển bao quanh trái đất cĩ bề dày từ (2000 ÷ 3000) km, được cấu tạo chủ yếu bằng khí nitơ, oxy và hơi nước, là mơi trường truyền dẫn sĩng khá tốt. Nĩ được phân thành các lớp cơ bản sau đây:
- Tầng đối lưu (tropo layer, troposphere) nằm cách mặt đất từ 8 đến 18 km và phân bố tùy theo vĩ độ. Ở miền nhiệt đới, lớp trên của tầng đối lưu ở độ cao từ 16 ÷ 18km, ở vĩ độ ơn đới hạ xuống từ 10 ÷ 12km, cịn ở miền hàn đới (hai cực) lại hạ xuống từ 8 ÷ 10km.
- Tầng bình lưu (stratosphere) nằm bên trên tầng đối lưu ở độ cao từ 60 ÷ 80 km. Đặc trưng của tầng này là hồn tồn khơng cĩ hơi nước.
- Tầng ion: (ionsphere) hay tầng điện ly nằm bên trên tầng bình lưu, ở thượng tầng khí quyển. Đặc trưng của tầng này là cĩ nhiều phần tử tích điện, điện tử và ion; được tạo nên là do sự bắn phá các phân tử khí trung hịa của các tia cực tím, tia bức xạ của mặt trời, tia vũ trụ và của hàng chục ngàn dịng sao băng luơn xâm nhập vào bầu khí quyển trong một ngày đêm, đã tạo nên quá trình ion hĩa. Mật độ ion ở tầng điện ly luơn biến đổi, theo đĩ sự truyền lan sĩng Radio ở tầng này cũng thay đổi theo.
Áp suất, nhiệt độ và độ ẩm sẽ giảm dần theo độ cao của lớp khí quyển. Nếu tăng độ cao lên 1km (kể từ tầng đối lưu) thì nhiệt độ ở lớp dưới giảm 5oC, cịn ở lớp trên thì giảm 7oC.