Báo cáo anten PDF

Preview

Summary

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN ANTEN VÀ TRUYỀN SÓNG GVHD: Cô Nguyễn Hồng Anh Nhóm sinh viên thực hiện: NHÓM 8 Trần Văn Đạt 20172453 Chu Hữu Khánh 20172619 Nguyễn Quý Thọ 20172837 Vũ Minh Hiếu 20172553 Hà Nội, 1 MỤC LỤC 1. Mô hình Okumura.....................

Description

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

----------

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN

ANTEN VÀ TRUYỀN SÓNG GVHD: Cô Nguyễn Hồng Anh Nhóm sinh viên thực hiện: NHÓM 8

Trầần Văn Đạt

20172453

Chu Hữu Khánh Nguyễễn Quý Thọ Vũ Minh Hiễếu

20172837 20172553

Hà Nội, 12/2019 1

20172619

MỤC LỤC 1. Mô hình Okumura........................................................................................................... 3 1.1 Giới thiệu chung............................................................................................ 3 1.2 Nội dung mô hình......................................................................................... 3 2. Mô hình Hata.................................................................................................................... 6 2.1.Giới thiệu chung............................................................................................ 6 2.2 Nội dung mô hình.......................................................................................... 7 3. Áp dụng............................................................................................................................. 9

2

1. Mô hình Okumura 1.1 Giới thiệu chung Mô hình Okumura là mô hình lan truyền Radio được xây dựng bằng cách sử dụng dữ liệu được thu thập tại thành phố Tokyo , Nhật Bản . Mô hình này lý tưởng để sử dụng trong các thành phố có nhiều cấu trúc đô thị nhưng không có nhiều cấu trúc chặn cao. Mô hình được dùng làm cơ sở cho Mô hình Hata

1.2 Nội dung mô hình Mô hình Okumura được xây dựng thành ba chế độ. Những người cho khu vực đô thị, ngoại ô và mở. Mô hình cho các khu vực đô thị được xây dựng đầu tiên và được sử dụng làm cơ sở cho những người khác. Sử dụng cho: - Tần số = 150 đến 1920 MHz - Chiều cao ăng ten của trạm di động: từ 1 m đến 3 m - Chiều cao ăng ten của trạm gốc: từ 30 m đến 100 m - Khoảng cách liên kết: từ 1 km đến 100 km Mô hình Okumura được thể hiện chính thức như sau: L=L FSL+ A MU −H MG − H BG −Σ K correction

Trong đó: 

L = Suy hao trên đường truyền (trung vị) . Đơn vị: Decibel (dB)



LFSL

= suy hao ở không gian tự do. Đơn vị: decibel (dB)



A MU

= suy giảm trung vị trong không gian trống. Đơn vị: decibel (dB)



H MG = Hệ số tăng chiều cao ăng ten của trạm di động .



H BG



K correction = Độ lợi hệ số hiệu chỉnh (như loại môi trường, mặt nước,

= Hệ số tăng chiều cao ăng ten của trạm gốc .

chướng ngại vật bị cô lập, v.v.) 3

Thêm A mu ( f , d ) và các hệ số hiệu chỉnh ta thu được: h h G (¿ ¿ ℜ )−G area G(¿¿ te )−¿ L50% (dB)=LF + A mu (f , d)−¿

Trong đó: 

L50%

là giá trị phần trăm thứ 50 (tức là trung vị) của tổn thất đường

truyền lan truyền

4



LF



A mu là độ suy giảm trung vị so với không gian trống



h G (¿¿ te) là hệ số tăng chiều cao anten của trạm gốc ¿



h G (¿ ¿ ℜ) là hệ số tăng chiều cao ăng ten di động ¿



G area là mức tăng do loại môi trường.

là tổn thất lan truyền không gian tự do

Hình 1: Độ suy giảm trung vị trong không gian trống

5

A mu (f , d)

Hình 2: Hệ số hiệu chỉnh

G area

2. Mô hình Hata 2.1.Giới thiệu chung Các mô hình Hata là một mô hình tuyên truyền phát thanh để dự đoán hao đường truyền di động trong môi trường bên ngoài. Nó là một công thức dựa trên kinh nghiệm dựa trên dữ liệu từ Mô hình Okumura , và do đó cũng thường được gọi là mô hình Hum Okumura . Mô hình này kết hợp thông tin đồ họa từ mô hình Okumura và phát triển nó hơn nữa để nhận ra các tác động của nhiễu xạ, phản xạ 6

và tán xạ gây ra bởi các cấu trúc thành phố. Ngoài ra, Mô hình Hata áp dụng hiệu chỉnh cho các ứng dụng trong môi trường ngoại ô và nông thôn. Mặc dù dựa trên mô hình Okumura, mô hình Hata không cung cấp vùng phủ sóng cho toàn bộ dải tần được bao phủ bởi mô hình Okumura. Mô hình Hata không vượt quá 1500 MHz trong khi Okumura cung cấp hỗ trợ lên đến 1920 MHz. Mô hình này phù hợp cho cả truyền thông điểm-điểm và phát sóng , và bao phủ độ cao ăng-ten của trạm di động là 11010 m, độ cao ăng-ten của trạm cơ sở là 30 đến 200 m và khoảng cách liên kết từ 1 đến 10 km.

2.2 Nội dung mô hình 2.2.1 Môi trường đô thị Mô hình Hata cho môi trường đô thị là công thức cơ bản vì nó dựa trên các phép đo của Okumura được thực hiện tại các khu vực xây dựng của Tokyo. Nó được xây dựng như sau: hB 44.9 −6.55 log10 ¿ log10 d LU =69.55+26.16 log10 f −13.82 log10 h B−C H +¿

Đối với thành phố nhỏ và vừa: f −0.7 1.1 log 10 ¿ h M ¿ C H =0.8+¿

Đối với thành phố lớn:

7

1.54 hM (¿) log10 ¿ ¿ ¿ 2−1.1 , với 150 MHz ≤ f ≤ 200 MHz ¿ 11.75 h M (¿) log10 ¿ ¿ 8.29 ¿ ¿ ¿ C H =¿

Trong đó: : suy hao ở khu vực thành thị. Đơn vị: decibel (dB)



LU



h B : Chiều cao của anten trạm gốc. Đơn vị: mét (m)



h M : Chiều cao của ăng ten trạm di động. Đơn vị: mét (m)



f



C H :Hệ số hiệu chỉnh độ cao anten



d

: Tần số truyền. Đơn vị: Megahertz (MHz) : Khoảng cách giữa các trạm cơ sở và di động. Đơn vị: km (km).

2.2.2 Môi trường ngoại ô Mô hình Hata cho môi trường ngoại ô được áp dụng cho các truyền dẫn ra khỏi thành phố và khu vực nông thôn nơi có các cấu trúc nhân tạo ở đó nhưng không quá cao và dày đặc như ở các thành phố. Nói chính xác hơn, mô hình này phù hợp ở nơi có các tòa nhà, nhưng trạm di động không có sự thay đổi đáng kể về chiều cao của nó. Nó được xây dựng như sau: f 2 LSU = LU +2(log10 ) −5.4 28

Trong đó:  8

LS U

: suy hao ở khu vực ngoại thành. Đơn vị: decibel (dB)



LU

: suy hao dẫn từ phiên bản thành phố nhỏ của mô hình (ở trên). Đơn

vị: decibel (dB) 

f

: Tần số truyền. Đơn vị: Megahertz (MHz)

2.2.3 Môi trường mở Mô hình Hata cho môi trường nông thôn được áp dụng cho các truyền trong các khu vực mở, nơi không có vật cản chặn liên kết truyền. Nó được xây dựng như sau: 2 LO= LU −4.78 (log10 f ) +18.33 log10 f −40.94

Trong đó: 

Lo

: suy hao ở khu vực mở. Đơn vị: decibel (dB)



LU

: suy hao dẫn từ phiên bản thành phố nhỏ của mô hình (ở trên). Đơn

vị: decibel (dB) 

9

f

: Tần số truyền. Đơn vị: Megahertz (MHz)

3. Áp dụng Một hệ thống di động tần số 900MHz hoạt động ở một thanh phố rộng lớn. Chiều cao hiệu dụng (effective height) của anten phát và anten thu là 30m và 1m. Khoảng cách (trên mặt đất) giữa hai anten là 2km. Tính a. Suy hao đường sử dụng công thức truyền sóng trong tầm nhìn thẳng (bỏ qua ảnh hưởng của mặt đất và môi trường) b. Suy hao đường sử dụng mô hình Hata Bài làm a. Áp dụng công thức suy hao đường trong không gian tự do: L = 20 log10 d+20 log10 f +32.44 Với d = 2 (km) f = 900 (MHz) Vậy L = 97.5454501 (dB) b. Áp dụng công thức suy hao đường trong thành phố lớn của mô hình Hata hB 44.9 −6.55 log10 ¿ log10 d LU =69.55+26.16 log10 f −13.82 log10 h B−C H +¿

Với f = 900 (MHz) h B=30

(m)

11.75∗1 (¿) log10 ¿ ¿ C H =3.2 ¿ ¿

d = 2 (km) Vậy

10

LU

= 138.3289 (dB)...