propagare radio
Această intrare sau secțiune privind telecomunicațiile nu menționează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți . |
În telecomunicații , propagarea radio este difuzarea electromagnetice semnal în eter prin intermediul undelor radio. Spre deosebire de propagare ghidate , care studiaza propagarea in suporturi fizice , cum ar fi linii de transmisie , waveguides și fibre optice , propagare de radio , prin urmare , studiază propagarea liberă a semnalelor electromagnetice în spațiul liber sau în medii șubredele , cum ar fi atmosfera (interacțiunea radiație - materie) sau în gol spațiu , cum ar fi cosmic spațiu .
În general, acesta poate fi împărțit în propagarea de radio într - un canal de radio între puncte fixe ( de exemplu , radio , link - ul , televiziunea de radiodifuziune și de radiodifuziune ), propagarea radio , într - un canal de radio mobil între mobile terminale și stații de bază radio .
Factori de propagare radio
Atenuare
Un parametru fundamental al canalului de radio și , în general , a tuturor mijloacelor de transport , comun pentru cele cu fir, este de atenuare . Se face o distincție între:
- atenuarea izotropă de spațiu liber pe care la putere merge ca 1 / r ^ 2.
- atenuare suplimentară a mediului reale (altele decât cele cu vid) , care se adaugă la atenuarea izotrop.
Atenuarea suplimentară (numită fading = evanescence) are o variabilă și natura aleatoare în timp (datorită variațiilor caracteristicilor sau parametrilor fizici ai canalului radio, de exemplu , cu schimbarea condițiilor atmosferice) și , prin urmare , pot fi caracterizate printr - un proces aleatoriu . În consecință, canalul rezultat poate fi modelat cu un timp variabil în funcție de transfer . Aceasta este tocmai marea diferență conceptuală între sistemele wireless și sisteme de comunicații cu fir, care poate fi caracterizat prin aproape în întregime determinist dacă am cu excepția termică aleatoare de zgomot prezent în canal și în emisie - recepție dispozitive, cu toate acestea prezente în ambele tipuri de sisteme. Din acest punct de vedere, propagare de radio într-un canal de radio mobil este chiar mai critică decât cea a unui canal radio fix și pentru care este, prin urmare, necesar să se adopte anumite aranjamente de emisie-recepție.
Tipuri de fading
Fadingul poate fi plană sau constantă frecvența variază, sau selectiv sau în funcție de frecvența generând astfel o amplitudine distorsiune a semnalului, care poate fi depășită cu adecvate egalizatoare . In general, se face o distincție între:
- static decolorare datorită absorbției de oxigen și atmosferic vapori de apă (mai ales la anumite vârfuri de absorbție corespunzătoare rezonanțelor moleculare respective). În aceste benzi, este, evident, nu este indicat să transmită orice putere electromagnetică. Benzile complementare utile pentru transmisie sunt de obicei cunoscute ca ferestre de transmisie.
- scăpărător decolorare, datorită particulelor de împrăștiere și caracterizate prin niveluri scăzute de atenuare și timpul mediu de peste zero.
- profund fading caracterizate prin niveluri ridicate de atenuare. Aceasta se poate datora prezenței căi multiple ( multipath fading ) , urmate de undei electromagnetice în calea sa și a cărei recombinare fază este aleatoare în timp, generând variații de putere în receptor , ca rezultat al interferenței constructive sau distructive.
- precipitații decolorare ( de exemplu , ploaie ): crește puternic cu frecvența undei electromagnetice și este o funcție a intensității precipitațiilor.
- Efect Efectuat decolorare: anomalii în distribuția verticală a indicelui de refracție, cauzată de schimbarea condițiilor meteorologice ( de exemplu inversiuni termice ), duce la formarea de „conducte atmosferice“ , în care resturile de semnal electromagnetice limitate și suferă o atenuare puternică în reflexie pe pereți a conductei în sine.
- sol reflecție fading care produce valuri reflectate ce se adaugă, cu faze diferite, la valul directe, creând interferență și Evanescence aleatoare similare cu multipath fading.
- decolorare prin difracție datorită prezenței obstacolelor fizice.
Evident, atenuarea este de o importanță fundamentală în proiectarea faza sau dimensionarea a puterii emise de către o legătură radio, care se încadrează în radio link -ului și care influențează calitatea transmisiei radio sau pe parametri , cum ar fi timpul de indisponibilitate (pană) din directivă serviciu sau timpul de calitate degradată a semnalului transmis.
Un anumit tip de canal radio este canalul mobil radio utilizat în comunicațiile radio mobile respective ( de exemplu , sistemele celulare ) , care are caracteristica de a fi și mai sensibilă și schimbarea în timp ca poziția mobile variază în funcție de terminale în spațiul real.
Tulburări
Un alt factor important într - o transmisie radio sunt tulburări de radiocomunicatii sau, pe de o parte, zgomotele din interiorul sistemului, datorită zgomotului termic al componentelor de circuit ale circuitului emițător și receptor, pe de altă parte, zgomotele exterioare (pur și simplu numite tulburări ), ca urmare a tuturor celorlalte surse de radiații, naturale și artificiale, cum ar fi radiația cosmică ( fond și directă ) și zgomotul termic de alte obiecte fizice. Zgomotul are, de asemenea, o variabilă și natura aleatoare a lungul timpului, cu efecte asupra calității legăturii radio, adăugând la semnalul de informații utile. Zgomotul este luat în considerare prin zgomot putere No = K * T * B unde T este temperatura de zgomot echivalent care se poate referi la sistemul receptor (zgomot intern) și / sau la mediul extern (temperatura antenei echivalent), B banda de frecvențe care trec prin receptor și K constanta Boltzmann . Mai precis prezența perturbațiilor aleatorii în semnalul radio , canal de propagare că REC de radio este în medie mai mare decât cea care este măsurat , de obicei într - un fir de comunicație ( electric sau optic ).
Efecte și probleme
Caracteristicile de propagare radio sunt o funcție a frecvenței: mai mare frecvența utilizată, cu atât mai mult se propagă de semnal într - o linie dreaptă, cu atât mai mult este supusă reflecțiile obiectelor fizice de dimensiuni mai mari sau comparabile cu lungimea de undă respectivă și mult mai mult mai scurtă distanța de acoperire (interval); dimpotrivă, cea mai mică frecvență, cu atât mai mult propagă semnalul cu unda sferică și prin difracție tinde să obstacole de by - pass mai mici decât lungimea de undă respectivă și cu atât mai mare gama de acoperire sau distanța maximă care poate fi servit cu aceeași putere radiată electromagnetică.
Mai mult, deoarece frecvența scade, capacitatea de penetrare a undelor radio din materiale nemetalice crește cu o anumită constantă atenuare ca funcție a parametrilor electromagnetici ai materialului ( permitivitatea electrică și permeabilitatea magnetică ).
Pe de altă parte , un material metalic sau cu electroni liberi conductoare a proprietăților de reflexie și , prin urmare , posibil de ecranare împotriva cuptoare cu microunde și unde radio incidente până la cazul limită de a permite propagarea lor ca în cazul waveguides .
Probleme tipice ale unui radio de propagare într - un sistem radio mobile sunt , de asemenea, efectul doppler asupra receptorului terminalului mobil în mișcare și problemele de predare în timpul trecerii de acoperire între diferite celule radio .
Tipuri de propagare radio de
Propagare linie directă
Este cea mai răspândită și ideală tipul de propagare radio în comunicații radio, în special în link - urile de radio terestre și prin satelit (linia de vedere). Cu toate acestea, o caracteristică a undelor electromagnetice cu o lungime de undă mai scurtă decât dimensiunea obiectelor iradiate este depășirea obstacolelor și primirea de către receptor, chiar dacă nu sunt introduse în linia de vedere.
Propagarea undelor la sol
Un alt caz de propagare radio este propagare care exploatează efectul de ghidare al suprafeței pământului la interfața cu stratul atmosferic și care poate permite de asemenea căi lungi ale undelor electromagnetice datorită conductibilității oferite de solul pământului care este slab negativ încărcate , iar suprafață d polarizat slab apă din cauza a legăturilor de hidrogen și / sau prezența sărurilor dizolvate în ea. Acesta este exploatat în ambele terestre și maritime de difuzare a programelor de aplicații.
propagare ionosferice
Un caz particular de propagare radio este propagarea ionosferică sau propagarea undelor radio care exploatează reflexie electromagnetică din stratul atmosferic ionizat conductor , cum ar fi ionosfera, permițându-i să se propage dincolo de domeniul optic simplu între emițător și receptor sau dincolo de limitele impuse de curbare terestră. Această formă de propagare a fost cel utilizat inițial de Guglielmo Marconi în experimentele sale de propagare a transoceanic de radio din Europa în America și a dus la descoperirea ionosferei în sine. Acum, această tehnică este prost folosit.
Propagarea prin efect efectuat
Un alt caz de propagare radio este cel care exploatează formarea de „conducte atmosferice“ pentru undelor electromagnetice datorită inversarea indicelui de refracție al aerului , în condiții atmosferice particulare care dau naștere la Fata Morgana efectul. Totuși, această metodă de propagare nu este pe deplin fiabile ca apare fenomenul aleator în timp.
troposcatter
Atmosfera, în special partea de jos și dens numită troposfera , este capabil să producă o anumită difuzie sau împrăștiere a undei electromagnetice de radiofrecvență , astfel încât o mică parte din energia undelor electromagnetice radiate, chiar dacă sunt trimise într - o direcție diferită cea a liniei de vedere între emițător și receptor, poate fi preluat de către receptor în sine. Acest mod de propagare se numește „troposcatter“.
propagare prin satelit
Acesta este tipul de propagare radio care implică comunicațiile prin satelit între stații terestre și sateliți de telecomunicații care orbitează în jurul Pământului prin toate sau o parte din atmosfera mediului. Datorită distanței dintre satelit și stația de la sol și prezența atmosferei, atenuarea globală a semnalului este de obicei ridicată.
Spațiu de propagare
Acesta este tipul de propagare radio care implică comunicațiile dintre sonde spațiale și sateliți în orbită pentru primirea datelor prin traversarea interstelar / mediul interplanetar, adică spatiu sau vid cosmic. În virtutea absența aproape totală a materiei, această formă de propagare suferă de un nivel scăzut de atenuare specifică , dar căile peste foarte lungi, atenuarea globală rămâne ridicată , oricum.
Multipropagation
Unda electromagnetică poate urmări mai multe căi de la emițător la receptor, de exemplu, prin exploatarea, în plus față de linia directă, reflexia de la sol sau de clădiri, mai ales într-o legătură radio mobil. Această formă de propagare este dat multipropagation numele (multipath). Datorită , în general , diferite recombinarea fază a diferitelor valuri de recepție datorită traseului parcurs diferit, puterea de recepție este supusă fading aleatorii ( multipath fading ) , cel puțin în cazul unei transmisii radio mobile cu distorsiuni efecte în amplitudinea semnalului.
Pentru a lua în considerare și efectele sale căi multiple, așa-numitele zone Fresnel sunt definite ca volumul determinat de aceste elipsoide de creștere treptată rază pentru care interferența la un anumit punct P este constructiv sau distructiv.
În sistemele radar cauzează dificultăți în identificarea țintei exacte, mai ales la altitudini joase.
Căi multiple este deosebit de simțit și în transmisiile radio mobile , cum ar fi rețelele celulare în care schimbarea poziției terminalului mobil în raport cu stația de bază radio , în special cu un mediu de radio-propagare urban, determină variația continuă a efectelor de reflexie și difracție și , prin urmare , o variabilă multipath într - un mod care nu este previzibil sau aleatoare, care pot fi depășite cu circuite electronice adecvate pentru controlul automat al amplificării . Cu toate acestea, în canalul de căi multiple de radio mobil, de asemenea, permite recepția nu în linie de vedere.
În comunicările maritime, pe de altă parte, suprafața multiple ale mării face comunicarea mult mai critică și mai puțin eficiente.
Legătură radio
Atunci când legătura radio terestră intenționează să acopere distanțe mari și atenuarea totală este de natură să afecteze funcționarea normală a legăturii radio , dincolo de o anumită distanță, terestru de radio este utilizat tehnica link - ul de transmisie, și anume utilizarea repetoare împrăștiate de-a lungul căii pe care au sarcina de a regenerată ( filtrarea și amplificarea ) semnalul recepționat la intrare și de a re-radia ea la ieșire. Există două tipuri de repetoare: repetitoare transparente și repetoare de regenerare: prima implementează doar funcția de amplificare a semnalului, acesta din urmă în loc să pună în aplicare funcția de regenerare (remodelare) a semnalului sau adăuga filtrare operații după semnal adecvat demodulare .
În special, radio de legături au fost utilizate pe scară largă ca mijloc de distanța de transmisie în rețeaua de transport , până la apariția de fibre optice și , ulterior , a trecut treptat în desuetudine. În același mod, este posibil să se utilizeze legături radio prin satelit în telecomunicații intercontinentale pentru a depăși problema depășirii liniei de vizibilitate limitată în mod natural de curbura Pământului ( telecomunicații prin satelit ). Această soluție a avut , de asemenea , un succes inițial puternic datorită reducerii cablare costurilor doar pentru a reduce dimensiunile apoi în favoarea cablurilor de fibre, în timp ce rămân active în diverse rute de transport. Adesea , utilizarea secțiunilor radio în rețeaua de transport are scopul transmiterii redundanță sau toleranță sau robustețea împotriva deficiențelor / defecțiuni sau sub forma factorii critici de exces de trafic .
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere de pe radio de raspandire
| Controlul autorității | NDL (RO, JA) 00561396 |
|---|