Transcript ppt
Brezžično širjenje informacij • Elektromagnetno valovanje (emv) – električno in magnetno polje v prostoru in času – naprave – poti širjenja – zanesljivost naprav in prenosa informacij • Elektromagnetno sevanje (EMS) – učinki na okolico naprav – učinki na človeka 250 W satelit GNSS Naravni zakoni (upad zaznane moči z oddaljenostjo) 1W izvor motenj Razširjanje elektromagnetnega valovanja (emv) • Generiranje emv • Več poti razširjanja radijskih valov • Oddajniki in sprejemniki – osnovni shemi – usmerjenost, polarizacija anten – izsevana moč in domet • Modulacija (informacija + nosilni signal) • Oddajna moč, impedanca izvora in antene – Odboj nazaj na spremembah impedance! Omejitve seval emv • Omejitve s stališča uporabnika: specifična vsrkana moč Specific Absorption Ratio SAR = ( E2)/ – efektivna vrednost električne poljske jakosti E – tkivo: specifična prevodnost in specifična gostota (El. praktikum, Priloge) Nadzor nad izvori • Vdorna globina? Globina, do katere samo lahko zaradi kožnega pojava prodrejo VF EMS ali v prevodne površine (kovine) ali v izpostavljena tkiva, (nekaj mm, cm, odvisna od frekvence). Modulacija • Zakaj moduliramo? • Pomembni pojmi: – – – – – pasovna širina nosilni signal (sinus določene frekvence) informacijski signal (zvoki v telefoniji ali znaki v telegrafiji) modulirani nosilni signal nameni uporabe različnih vrst (katero modulacijo rabi radio, katero GSM?) Modulacija • Splošno Moduliramo nosilni signal. Če so nespremenljive: A .. amplituda c .. frekvenca .. faza zapišemo modulirani nosilni signal: u (t ) A cos(c t ) Ko spreminjamo samo amplitudo (ne frekvence ali faze): u (t ) f (t ) cos(c t ) u(t) Ko spreminjamo samo frekvenco (ne amplitude ali faze): u (t ) A cos((c g (t ) )t ) Ko spreminjamo samo fazo (ne amplitude ali frekvence): u (t ) A cos(c t h (t )) Amplitudna modulacija • Spreminjamo amplitudo nosilnega signala, funkcija f(t) f(t) f(t) f(t) Frekvenčna modulacija • Spreminjamo frekvenco nosilnega signala, funkcija g(t) pri znani frekvenčni deviaciji Δω Če se amplituda informacijskega signala spreminja največ za vrednost ±ΔU, se frekvenca moduliranega signala spreminja največ za vrednost ωc ± Δω (na primer: Δω = 6 kHz x 2π). g(t) +ΔU -ΔU Pasovna širina • Podelitev frekvenčnega pasu dovoljuje uporabo spektra zgolj v določenem območju Za posamezne modulacije rabimo… • ceneni pri AM vplivamo na kakovostni sprejemnik pri FM vplivamo na digitalni * pri M vplivamo na *za velike hitrosti prenosa podatkov; primerjava AM in M kaže, da na enaki pasovni širini, M prenaša več podatkov kot AM Razmerje signal / šum (SNR) Ali bo naprava signal (signal merjene veličine, informacijski signal) lahko rekonstruirala ali ne? Moč (oddanega) signala, občutljivost sprejemnika Moč toplotnega šuma elektronskih naprav in okolice – a) radijski sistem, – b) radar (signal se na razdalji R od oddajnikove antene odbija od prevodne površine k sprejemniku) Psignal Pšum razmerje signal/šum med drugim odvisno od frekvence, oddaljenosti, slabljenja PT GT GR 4 R kT0 BFn 2 PT GT GR 4 R 4 LR 2 kT0 BFn 2 Psignal Pšum kTo .. močnostna gostota frekvenčnega spektra šuma [W/Hz] B .. efektivna pasovna širina (-3dB) [Hz] Fn .. šumno število [ ] PT .. oddajna moč v konici [W] GT, GR .. dobitka anten oddajnika in sprejemnika [ ] λ .. valovna dolžina [m] L .. skupno slabljenje [ ] R .. oddaljenost antene od odbojne površine [m] σ .. velikost odbojne površine [m2] radarska enačba • Friis, 1946 • • • Slabljenje vzdolž poti razširjanja • Ko se signal v obliki elektromagnetnega vala razširja v prostor ali ko se sprememba napetosti razširja po kablu z oddaljevanjem od izvora, se njegova moč zaradi same razdalje zmanjšuje. • Ker pa je sredstvo, skozi katerega se signal razširja, realno, nastajajo izgube, ki jih povzema izraz slabljenje • Če je sredstvo linearno, je slabljenje sorazmerno razdalji do izvora oz. dolžini kabla do oddajnika Pna koncu L 10 log P na začetku Pna koncu .. moč signala na koncu obravnavane poti [W] Pna začetku .. moč signala ob izvoru [W] L .. slabljenje [dB] Sklepi • Zapomnimo si – moč signala na mestu sprejemnika je določena z oddaljenostjo od izvora in vmesnega slabljenja – razmerje signal/šum (Friis) je pomembno na mestu sprejemnika – spekter elektromagnetnih valovanj (emv) – zakaj so signali modulirani – slabljenje