luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số

12

Bảng 2-5-2: Một ví dụ tính toán giá trò của x -
Tỉ lệ A=240km, B=120km,C=60km
Hình 2-5-2 :Profile Sheet của đường truyền.

1.Đới cầu Fresnel thứ nhất.
Đới cầu Fresnel thứ nhất đóng một vai trò quan trọng trong việc chuyển năng
lượng sóng Viba giữa hai vò trí khác nhau trong thông tin tự do. Vùng đới cầu Frenel
thứ nhất là một khối Elip xoay, mặt của nó là một qũy tích, nó là tập hợp của những
điểm mà sự khác nhau giữa tổng các khoảng cách của một tiêu điểm - điểm đó - tiêu
điểm còn lại và khoảng cách thẳng giữa hai tiêu điểm là một hằng số /2.Vì vậy một
tiêu điểm là vò trí phát và tiêu điểm còn lại là vò trí nhận.
Vì sự khác nhau ở trong đới cầu Fresnel thứ nhất  /2 (hoặc 180
0)
tất cả các
năng lượng sóng Viba trong đới cầu sẽ góp phần vào sóng chính giữa hai vò trí, do đó
trong vùng này phải không có bất kỳ vật cản nào (K lấy giá trò bình thường) để đảm
bảo trạng thái trực xạ.
Bán kính của đới cầu Fresnel thứ nhất ở bất kỳ điểm nào giữa hai vò trí có thể
tính bởi công thức:

 d
1
d
2

d
2,
d :khoảng cách (m) .Như trong hình vẽ 2-5-4.
Bán kính của đới cầu ngay chính giữa được tính bởi:

 d
H
0
=
2
Trong thực tế, h
0
có thể tính bằng đồ thò ở hình 2-5-4và h
0
có thể tính là tích
của h
0
và P:
với sự điều chỉnh của hệ số p rút ra từ hình 2-5-5 .

.
luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số

14
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.

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:

1
 + h
2
- -h
s
d d 2Ka

Trong đó:
h
1:
Độ cao của anten ở vò trí A so với mặt đất (m).
h
2
:Độ cao của anten ở vò trí B so với mặt đất (m).
h
s
:Độ cao của vật chắn ở vò trí cách A một khoảng d
1
(m).
h
c
:Khoảng hở an toàn của vật chắn ở vò trí cách A một khoảng d
1
(m).

2
. Tổn thất nhấp nhô gây ra bởi R
2
có thể tìm thấy bằng cách giả
đònh 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.

Ay


3

A

.
luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số

16

h
1
– h
2

C =——— trong đó h
1
> h
2

h
1
+ h
2

d
2

m = ————
4ka(h
1
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 đòa 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 đònh hướng của anten ở cả hai vò 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“
.
luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số

17
Băng tần
(GHz)
Mặt nước

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
đònh hướng của anten.
d

2
= -(——— + ——)
 2Ka

Trong đó : 
1
, 
2
: Các góc nằm ngang (rad)
h
1
: độ cao của anten ở vò trí A so với mặt đất (m).
h
2
: độ cao của anten ở vò trí B so với mặt đất (m).

b. Các góc thẳng đứng của góc phản xạ .
h
1
d
1


1
= -( — + —— )
d 2Ka
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 trò âm do đó  ở các trường hợp đều là góc quay xuống.


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 đònh 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

d/ Độ cao của biểu đồ độ cao , P
1
và P
2.
luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số

20

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

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)
Tỉ số tín hiệu – tạp âm nhiệt trong một kênh điện thoại sử dụng SS-FM (Single side
Band FM) được cho bởi công thức: P
r
S
0
2

T: Nhiệt độ của bộ Mixer máy thu (Kenvin)
f: Băng thông của kênh thoại .
F :chỉ số tạp âm của máy thu .
S
0
:độ lệch tần số hiệu dụng .
f
m
: Tần số tín hiệu ở băng gốc (cùng đơ vò với S
0
)
Công thức trên cho ta thấy chỉ số công suất tín hiệu nhận được quyết đònh tỉ số :
Tín hiệu /tạp âm nhiệt (S/N).

3.Giao thoa vô tuyến ngay trong một hệ thống Viba điểm nối điểm.

a.Tổng quát.

Có thể có rất nhiều nguyên nhân khác nhau gây ra giao thoa vô tuyến trong
bản thân của hệ thống liên lạc. Trong việc chọn vò trí chủ yếu là giao thoa vô tuyến
đồng kênh. Lượng giao thoa vô tuyến có thể được quyết đònh từ sự khác nhau của mức
tín hiệu, tần số Viba,cực tính của hai sóng Viba. Trong việc kiểm tra giao thoa, giao
thoa tạp âm được tính dựa vào sự khác nhau về mức, bỏ qua một bên các yếu tố khác,
nếu kết qủa tính toán vượt khỏi giới hạn cho phép, tạp âm được tính lại với các yếu tố
khác.
Các tín hiệu Viba không mong muốn không chỉ tạo ra tạp âm giao thoa mà còn
làm nhiễu loạn sự hoạt động của việc chuyển mạch kênh Viba Nếu mức của sóng
không mong muốn vượt qua mức nén của máy thu vậy máy thu sẽ tiếp tục hoạt động
ngay cả khi nhận được tín hiệu mong muốn hoặc mức của nó rơi xuống dưới mức nén.
Tỉ số tín hiệu/tạp âm giao thoa (S/I) của một kênh điện thoại có thể được viết

dB ở tần số trên 1GHz.

b. Sự méo dạng do lan truyền.
Giao thoa vô tuyến gây ra bởi một sóng phản xạ nên được đưa vào tính toán
khi mà sóng phản xạ không đủ nhỏ để có thể đi qua. Trong đường truyền có sóng
phản xạ, sóng phản xạ được xem như là sóng không mong muốn và gây ra sự méo
dạng truyền dẫn. Nó là một kiểu méo dạng trễ. Tạp âm méo dạng truyền sẽ khác
lớn hơn trong hệ thống siêu đa hợp (Super Multiplexed System) với dung lượng lớn
hơn 1800 kênh điện thoại.
Tạp âm méo dạng do truyền dẫn được quyết đònh bởi tỉ số D/U, thời gian trễ do
sự khác nhau về đường truyền và dung lượng kênh điện thoại của kênh Viba.
Trong trường hợp này D là sóng trực tiếp U là sóng phản xạ. Vì thế tỉ số D/U tương
đương với sự suy giảm hiệu dụng của sóng phản xạ. Hình 2-5-11 cho ta mối quan
hệ giữa tạp âm méo dạng trễ và thời gian trễ (hoặc sự khác nhau về đường truyền
ở các dung lượng kênh điện thoại khác nhau). Tạp âm méo dạng truyề dẫn tương
đương với tạp âm méo dạng trễ làm tỉ số D/U âm.
Ví dụ: giả đònh rằng sự suy giảm của sóng phản xạ bởi tính đònh tính của anten
ở các trạm phát và thu tương ứng là 10 dB và 5 dB và sự suy giảm ở điểm phản xạ
là 12 dB thì, sự suy giảm hiệu dụng của sóng phản xạ sẽ là 10 +5 +12 =27 dB Nó
không phụ thuộc vào tỉ số D/U nếu thời gian trễ là 10 ns và nếu dung lượng của
kênh điện thoại là 960 và độ lệch tần số ở mức thử Tone là 200 KHz thì tạp âm
méo dạng trễ tìm được là -59 dB từ hình 2-5-11. Vì vậy, tạp âm méo dạng truyền
dẫn được tính là:
-59 dBm -27 dBm =-86 dBm =2.5 pw
giá trò này cho thấy tạp âm không có trọng số ở kênh trên cùng của băng gốc.

4.Giao thoa vô tuyến với các hệ số khác.
Giao thoa vô tuyến nên kiểm tra không chỉ trong hệ thống Viba thiết kế mà
còn với các hệ thống Viba khác. Những phần sau đây có thể là nguyên nhân của sự
giao thoa vô tuyến này.

Trong đó:
D: Mức của sóng mong muốn ở trạm B.
P
t
: Công suất ngõ ra máy phát ở trạm A.
L
f
:tổn thất hệ thống nuôi ở trạm A.
G
t
:Độ lợi anten phát ở trạm A.

d
: Tổn thất do truyền dẫn của sóng mong muốn (Từ trạm A đến Trạm
B).
Mức của sóng không mong muốn ở trạm B được tính là :

U =P
r
-L
s
-L
r
+G
r
-
d
-D



.