CHƯƠNG 2
TRUYỀN LAN SÓNG
CỰC NGẮN
Bài giảng môn
Truyền sóng và Anten
GV: ThS Đinh Thành Trung
Email: [email protected]
Mobile: +84912.686.696
Giáo viên: Đinh Thành Trung
2
Chương 2: Truyền lan sóng cực ngắn
NỘI DUNG
2.1. Khái quát
2.2. Truyền lan trong giới hạn nhìn thấy trực
tiếp với điều kiện lý tưởng
2.3. Ảnh hưởng của độ cong trái đất
2.4. Ảnh hưởng của độ mấp mô của mặt đất
2.5. Ảnh hưởng của tầng đối lưu
2.6. Bài tập
Giáo viên: Đinh Thành Trung
3
Chương 2 - Phần 2.1
2.1. Khái quát:
Sóng cực ngắn là những sóng có tần số từ
30MHz - 300GHz (ứng với bước sóng λ<10m).
Chia thành 4 băng:
- Sóng m: λ = 10m-1m; f = 30-300Mhz
- Sóng dm: λ = 1m-10cm; f = 300-3000Mhz
- Sóng cm: λ = 10cm-1cm; f = 3-30Ghz
- Sóng mm: λ < 1cm; f = 30-300Ghz
Giáo viên: Đinh Thành Trung

- Ở khoảng chiều cao nào đó, nếu chiết suất biến thiên theo
quy luật thì tia sóng đi vào tầng đối lưu sẽ bị
uốn cong với độ cong lớn hơn độ cong quả đất > Hiện
tượng siêu khúc xạ tầng đối lưu
)
1
(157,0
mdh
dN
−<
Giáo viên: Đinh Thành Trung
7
Chương 2 - Phần 2.1 - Mục 2.1.2
2.1.2. Truyền sóng trong điều kiện siêu khúc xạ tầng đối lưu
- Giả thiết
+ tia 3 là tia xuất phát từ ATP -> ATT, có bán kính cong =
độ cong trái đất
+ α
gh
là góc của tia 3 với mặt phẳng nằm ngang
- Nếu α> α
gh
các tia sóng bị khúc xạ ít và xuyên qua miền siêu
khúc xạ (tia 1 và tia 2)
- Nếu α< α
gh
các sóng bị uốn cong trở về mặt đất và phản xạ
nhiều lần để truyền đi xa (nguyên tắc truyền sóng trong
điều kiện này)
- Phương pháp này cũng ít sử dụng vì miền siêu khúc xạ

luật phản xạ)
Giáo viên: Đinh Thành Trung
10
Chương 2 - Phần 2.2 - Mục 2.2.1
2.2.1. Công thức tính cường độ điện trường - công thức giao thoa

Cường độ điện trường tại điểm thu sẽ là tổng cường độ trường
của tia 1 và tia 2: (2.1)

Cường độ trường do tia 1 truyền tới
(2.2)

Cường độ trường do tia 2 truyền tới
(2.3)
21
EEE
B
+=
( )
)/(.
.245
1)(1
1
mmVe
r
GP
E
tj
km
TkW

R
<<r nên G
T1
=G
T2
=G
T
và r
1
=r
2
=r, nhưng
khi tính sai pha thì không bỏ qua vì ∆r = r
1
-r
2
≈λ

Cường độ trường do tia 1 truyền tới
(2.4)

Cường độ trường do tia 2 truyền tới
(2.5)

Cường độ trường tổng hợp tại B
(2.6)

( )
)/(.
.245



∆−−
=
λ
π
θω
( )
)/(.1
.245
2
)(1
21
mmVeeR
r
GP
EEE
tj
rj
km
TkW
ω
λ
π
θ






mmVe
r
RrRGP
E
tj
km
TkW
ϕω
λ
π
θ
−
+






∆++
=
β
β
ϕ
cos1
sin
R
R
tg
+

h
++=
β
Giáo viên: Đinh Thành Trung
13
Chương 2 - Phần 2.2 - Mục 2.2.1
2.2.1. Công thức tính cường độ điện trường - công thức giao thoa
So sánh với công thức tính cường độ trường hiệu dụng khi có
hệ số suy giảm F ở Chương 1 ta thấy:
(2.10)

RFRRRF
+≤≤−++=
11cos21
2
β
2222
1
)( rhhABr
tr
+−==
222'2
2
)()( rhhABr
tr
++==
( )
1212
2
1

. Thay vào (2.10)

(2.11)
 F
max
=2 khi
=>với n=0,1,2 (2.12)






++=∆++=
r
hh
rF
rt
λ
π
λ
π
θ
4
180cos22)
2
cos(22
0



λ
π
λ
π
+=⇔±=






⇔=






n
r
hh
r
hh
r
hh
rtrtrt
)(
)12(
4
max

2
sin0
2
sin
+=⇔=






⇔=






n
r
hh
r
hh
r
hh
rtrtrt
)(
)1(
2
min

=
λ
π
Giáo viên: Đinh Thành Trung
16
Chương 2 - Phần 2.2 - Mục 2.2.2
2.2.2. Công thức Vedenski - dạng đơn giản của (2.14)
- Ta biết sinα ≈ α (rad) khi α ≤ 20
0
(π/9) nên:
(2.15)
 Cường độ trường hiệu dụng tại B
(2.16)
9
222
sin
π
λ
π
λ
π
λ
π
≤≈







mkm
trTkW
h
λ
=
Giáo viên: Đinh Thành Trung
17
Chương 2 - Phần 2.2 - Mục 2.2.3
2.2.3. Điều kiện truyền sóng tốt và tốt nhất
Nhắc lại:
 Cường độ trường hiệu dụng tổng hợp của 2 tia
 Cường độ trường hiệu dụng tại điểm thu B chỉ do một tia tới trực
tiếp truyền tới là:
( )
)/(
2
sin.
.346
)(1
mmV
r
hh
r
GP
E
rt
km
TkW
h


Nếu biết khoảng cách giữa các trạm thông tin (r) và bước
sóng cho trước (λ) thì chọn độ cao anten thu và anten
phát thỏa mãn điều kiện (2.17) thì tia phản xạ sẽ không
còn tác dụng ảnh hưởng tới chất lượng thu tín hiệu tại B.
126
2
2
12
sin
r
hh
r
hh
r
hh
rt
rtrt
λπ
λ
π
λ
π
=⇔=⇔=






Giáo viên: Đinh Thành Trung

π
λ
π
=⇔=⇔=






Giáo viên: Đinh Thành Trung
20
Chương 2 - Phần 2.3
2.3. Truyền lan sóng trong giới hạn nhìn thấy trực tiếp khi tính
đến độ cong của trái đất

Khảo sát quá trình truyền lan sóng khi có độ cong của trái đất
+ Hiệu số đường đi giữa tia 1 và tia 2 thay đổi
+ Điểm phản xạ lồi nên có tính tán xạ  hệ số phản xạ nhỏ
+ Hạn chế tầm nhìn trực tiếp giữa anten thu và phát

Sơ đồ truyền lan sóng
a: bán kính trái đất
h
t
: độ cao anten phát so với
mặt đất
h
r
: độ cao anten thu so với

22
2
( ) ( )
ahhahhaahaCB
rrrrr
<<≈+=−+=
.2.2
22
2
( )
)(.2
0
mhhar
rt
+=
( )
)(.57,3
)()(0
kmhhr
mrmt
+=
(2.19)
(2.20)
Giáo viên: Đinh Thành Trung
22
Chương 2 - Phần 2.3 - Mục 2.3.2
2.3.2. Công thức tính cường độ điện trường
 Quá trình truyền sóng ở cự ly nhỏ hơn cự ly nhìn thấy trực
tiếp A
1

rt
λ
π
=
)24.2()/(
.
17,2
)(
2
)(
)()()(1
mmV
r
hhmGP
E
mkm
mtmrTkW
h
λ
=
Giáo viên: Đinh Thành Trung
23
Chương 2 - Phần 2.4
2.4. Truyền lan sóng trong giới hạn nhìn thấy trực tiếp khi tính
đến độ mấp mô (gồ ghề) của mặt đất
Thực tế mặt đất không bằng phẳng → sóng phản xạ mặt đất có tính chất
tán xạ → ảnh hưởng lớn đến E tại điểm thu ⇒ cần thiết phải xác định
sự mấp mô của bề mặt
Với: (2.25) (h: độ cao của mặt đất phẳng giả định so
với mặt đất thực;

độ ẩm của không khí
trong đó: T: nhiệt độ mặt đất
P: Áp suất mặt đất
P
h
: Áp suất tại độ cao h
b. Chiết suất của môi trường:
từ (2.26) và (2.28) ta có:
)27.2(10.
.4810
156
1
6'
−












++=
T
P
P

T
nhayn
h
ε
)29.2(
.481078






+=
T
P
P
T
N
h
⇒
2
10.4
−
−≈
dh
dN
: tầng đối lưu tiêu chuẩn