Transcript Chuong 1 - Gio Thieu Quan Tri Mang

Chapter 02
CƠ BẢN VỀ SÓNG VÔ TUYẾN
Mục tiêu
 Định nghĩa và giải thích một số đặc tính trong sóng vô tuyến.
Gain, Loss, Reflection, Refraction, Diffraction, Scattering,
Absorption, VSWR, Return Loss, Amplification and
Attenuation, Free Space Path Loss, Delay Spread
Tìm hiểu và áp dụng những phép tính cần thiết về mạch RF
Watts and Milliwatts; Decibel (dB), dBm, dBi, and dBd; SNR
and RSSI; System Operating Margin (SOM), Fade Margin, and
Link Budget; Intentional Radiators and EIRP
2
SÓNG ĐIỆN TỪ - SÓNG VÔ
TUYẾN – (RF)


Sóng điện từ là sự kết hợp của dao động điện
trường và từ trường vuông góc với nhau, lan truyền
trong không gian.
Sóng điện từ có bước sóng từ vài m đến vài km được
dùng trong thông tin liên lạc vô tuyến gọi là sóng vô
tuyến.
3
Sóng mang (carrier signal)
Nếu một tín hiệu có thay đổi và dao động, dù
chỉ một ít, sự thay đổi này sẽ giúp phân biệt
bit 0 và bit 1.
 Lúc đó, dữ liệu cần truyền sẽ có thể gửi và
nhận thành công dựa vào chính sự thay đổi
của tín hiệu.
 Dạng tín hiệu đã điều chế này còn được gọi
là sóng mang (carrier signal) và dùng để
truyền dữ liệu

4
Phân loại sóng vô tuyến
5
Dải tần số ứng dụng trong phương
tiện truyền thông vô tuyến
6
Các đặc tính của sóng
 Amplitude,
Frequency, Wavelength,
Gain, Loss, Reflection, Refraction,
Diffraction, Scattering, Absorption,
VSWR, Return Loss, Amplification
and Attenuation, Free Space Path Loss,
Delay Spread….
7
Các đặc tính của

Biên độ (Amplitude)
là chiều cao, độ
mạnh hoặc công
suất của sóng
8
Các đặc tính của

Tần số (Frequency) là số chu kỳ sóng xảy
ra trong một giây.
9
Các đặc tính của

Bước sóng (Wavelength) là khoảng cách giữa
hai điểm tương tự trên hai đỉnh sóng liên tiếp.
10
Các đặc tính của

Pha (Phase) không phải là một thuộc tính
của sóng, nó chỉ ra mối quan hệ giữa 2 sóng
có cùng tần số và được phát đi hoặc nhận
được tại 2 thời điểm khác nhau
11
Điều chế sóng-Modulation



Để mã hóa dữ liệu vào trong một dữ liệu truyền qua
sóng AM/FM. Ví dụ: điện thoại di động, truyền hình
vệ tinh, … ta phải thực hiện một vài kiểu điều chế
trong sóng vô tuyến đang truyền.
Có 2 dạng điều chế: điều chế tương tự (analog) và
điều chế kỹ thuật số (digital).
Có 3 kỹ thuật điều chế:
– Điều biên (Amplitude Shift Keying - ASK)
– Điều tần – (Frequency Shift Keying - FSK)
– Điều pha (Phase Shift Keying - PSK).
12
Digital Modulation (cont’)
Amplitude shift keying (ASK)
13
Digital Modulation (cont’)
Frequency shift keying (FSK)
14
Digital Modulation (cont’)
Phase shift keying (PSK)
15
CÁC ĐẶC TÍNH CỦA
SÓNG VÔ TUYẾN (RF)
16
Độ khuếch đại (Gain)


Khuyếh đại là sự tăng lên trong biên độ của sóng
vô tuyến
Một angten có độ khuếch đại cao được sử dụng
để tập trung độ rộng chùm của một tín hiệu để
làm tăng biên độ của tín hiệu đó.
17
Suy hao (Loss)


Được mô tả như là sự suy giảm độ mạnh của tín
hiệu.
Có nhiều nguyên nhân gây ra sự suy hao sóng vô
tuyến có thể là nguyên nhân chủ động do chúng
ta có thể làm suy hao sóng vô tuyến bằng cách
sử dụng bộ suy hao sóng vô tuyến.
18
LOSS
19
LOSS
20
Phản xạ (Reflection)



Phản xạ được xuất hiện khi một sóng điện từ
đang quảng bá va chạm với một vật có kích
thước rất lớn.
Phản xạ được xuất hiện từ bề mặt của trái đất,
tòa nhà, tường hay nhiều vật cản khác.
Sự phản xạ tín hiệu sóng vô tuyến gây ra những
ảnh hưởng nghiêm trọng cho WLAN làm giảm
hay phá hủy những tín hiệu sóng vô tuyến
21
Reflection
22
Khúc xạ (Refraction)

Khúc xạ mô tả sự uốn cong của sóng vô
tuyến khi chúng truyền qua môi trường có
mật độ khác nhau.
23
Nhiễu xạ (Diffraction)

Nhiễu xạ là hiện tượng khi sóng lan truyền qua khe
nhỏ hoặc mép vật cản làm cho sóng bị lệch hướng
lan truyền, lan toả về mọi phía từ vị trí vật cản, và
tự giao thoa với các sóng khác lan ra từ vật cản.
24
Diffraction
25
Diffraction
26
Tán xạ ( Scattering)


Tán xạ xảy ra khi một tín hiệu RF gặp phải một bề
mặt không đồng đều gây ra các tín hiệu bị phân
tán.
Các tín hiệu này bị giảm đáng kể so với tín hiệu
ban đầu. Phân tán = Đa phản xạ.
27
Sự hấp thụ (Absorption)

Hấp thụ là sự chuyển hóa năng lượng tín hiệu RF
thành nhiệt. Chúng bao gồm nước, vách thạch
cao, gỗ, và thậm chí cả con người.
28
Tỉ lệ điện áp sóng đứng
(VSWR)


Ví dụ minh họa:
Hãy tưởng tượng dòng
nước đang chảy qua 2
ống nước trong vườn .
Nếu hai ống có cùng
đường kính thì đường
ống sẽ chảy qua một
cách trơn tru .Một ống
trên đường truyền có
đường kính lớn hơn
nhiều so với ống dưới
thì sẽ xuất hiện một trở
lực trên vòi nước.
29
Tỉ lệ điện áp sóng đứng
(VSWR)



Ví dụ minh họa:
Trong ví dụ này bạn có
thể thấy rằng trở lực này
có thể có ảnh hưởng xấu
và sẽ không có nhiều
lượng nước được
truyền sang ống thứ 2.
Từ ví dụ đấy ta có thể
hiểu được rằng tỷ lệ điện
áp sóng đứng trên dòng
điện .
30
Tỉ lệ điện áp sóng đứng
(VSWR)


Tỷ lệ điện áp sóng đứng
VSWR( Voltage Standing
Wave Radio) xuất hiện
khi trở kháng (điện trở
của dòng điện đo bằng
Om) không tương thích
giữa các thiết bị trong hệ
thống vô tuyến.
VSWR được gây ra bởi
một bộ tín hiệu sóng vô
tuyến bị phản xạ tại điểm
trở kháng không tương
thích trên đường truyền
tín hiệu.
31
Tỉ lệ điện áp sóng đứng
(VSWR)



VSWR gây ra suy hao
phản hồi (Return Loss)
nó làm suy hao năng
lượng truyền về phía
trước do một số công
suất bị phản xạ trở lại bộ
phát sóng.
Giá trị VSWR thường
thấy là 1,5 : 1.
Giá trị VSWR 1:1 sự phối
hợp trở kháng hoàn hảo
32
VSWR
A lower first number means a better impedance match.
33
Return loss
(suy hao phản hồi)
Khi VSWR lớn hơn 1.0:1, sẽ xảy ra tình
trạng phản xạ ngược của tín hiệu RF trong
hệ thống. Năng lượng này được phản xạ
trở lại đối với các máy phát RF hoặc máy
nhận.
 Return loss là một phép đo, thường được
biểu diễn bằng decibel để biểu diễn tỷ lệ
giữa sóng tới và sóng phản xạ.

34
Line of Sight (LOS)

Là sự biến thiên của độ khúc xạ, nhiễu xạ,
phản xạ, là nguyên nhân chủ yếu dẫn đến
hiện tượng truyền dẫn đa đường mà kết quả
của nó là tổn hao tín hiệu sóng.
35
Fresnel Zone


Miền Fresnel là miền gồm có các hình elip đồng tâm
xung quanh đường LOS.
Các đối tượng trong miền Fresnel như cây, đỉnh đồi, và
các tòa nhà có thể nhiễu xạ hoặc phản xạ các tín hiệu
chính từ các thiết bị nhận và làm thay đổi RF LOS.
36