Antennentheorie - Begriffe in der Wellenausbreitung
Während der Ausbreitung einer Welle gibt es nur wenige Begriffe, auf die wir häufig stoßen. Lassen Sie uns diese Begriffe einzeln diskutieren.
Virtuelle Höhe
Wenn eine Welle gebrochen wird, wird sie allmählich, aber nicht scharf nach unten gebogen. Der Weg der einfallenden Welle und der reflektierten Welle ist jedoch der gleiche, wenn sie von einer Oberfläche reflektiert wird, die sich in einer größeren Höhe dieser Schicht befindet. Eine solche größere Höhe wird als virtuelle Höhe bezeichnet.
Die Abbildung unterscheidet deutlich die virtual height (Höhe der Welle, soll reflektiert werden) und actual height(die gebrochene Höhe). Wenn die virtuelle Höhe bekannt ist, kann der Einfallswinkel gefunden werden.
Kritische Frequenz
Die kritische Frequenz für eine Schicht bestimmt die höchste Frequenz, die von dieser Schicht auf die Erde zurückgesendet wird, nachdem sie vom Sender direkt in den Himmel gestrahlt wurde.
Die Geschwindigkeit der Ionisationsdichte wird bei gleichmäßiger Änderung durch die Schichten nach unten gebogen. Die maximale Frequenz, die gebogen wird und mit minimaler Dämpfung die Empfangsstation erreicht, kann als bezeichnet werdencritical frequency. Dies wird mit bezeichnetfc.
Mehrweg
Für die Frequenzen über 30 MHz existiert die Himmelswellenausbreitung. Signal-Mehrweg ist das häufigste Problem für die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen, die durch die Himmelswelle gehen. Die Welle, die von der Ionosphäre reflektiert wird, kann als bezeichnet werdenhop oder skip. Es kann eine Reihe von Sprüngen für das Signal geben, da es sich viele Male von der Ionosphäre und der Erdoberfläche hin und her bewegen kann. Eine solche Signalbewegung kann als bezeichnet werdenmultipath.
Die obige Abbildung zeigt ein Beispiel für die Mehrwegeausbreitung. Mehrwegeausbreitung ist ein Begriff, der die mehreren Pfade beschreibt, die ein Signal zurücklegt, um das Ziel zu erreichen. Diese Pfade enthalten eine Reihe von Sprüngen. Die Pfade können das Ergebnis von Reflexion, Brechung oder sogar Beugung sein. Wenn schließlich das Signal von solch unterschiedlichen Pfaden zum Empfänger gelangt, trägt es eine Ausbreitungsverzögerung, zusätzliches Rauschen, Phasendifferenzen usw., die die Qualität des empfangenen Ausgangs verringern.
Fading
Die Abnahme der Signalqualität kann als bezeichnet werden fading. Dies geschieht aufgrund atmosphärischer Effekte oder Reflexionen aufgrund von Mehrwege.
Fading bezieht sich auf die Variation der Signalstärke in Bezug auf Zeit / Entfernung. Es ist weit verbreitet bei drahtlosen Übertragungen. Die häufigsten Ursachen für das Ausbleichen in der drahtlosen Umgebung sind Mehrwegeausbreitung und Mobilität (von Objekten sowie von Kommunikationsgeräten).
Entfernung überspringen
Die messbare Entfernung auf der Erdoberfläche von Sender zu Empfänger, bei der das von der Ionosphäre reflektierte Signal mit minimalen Sprüngen oder Sprüngen zum Empfänger gelangen kann, wird als bezeichnet skip distance.
Maximal nutzbare Frequenz (MUF)
Das Maximum Usable Frequency (MUF)ist die höchste vom Sender gelieferte Frequenz, unabhängig von der Leistung des Senders. Die höchste Frequenz, die von der Ionosphäre zum Empfänger reflektiert wird, wird als bezeichnetcritical frequency, fc.
$$ MUF = \ frac {Kritische \ Frequenz} {\ cos \ theta} = f_ {c} \ sec \ theta $$Optimale Arbeitsfrequenz (OWF)
Die Frequenz, die hauptsächlich für eine bestimmte Übertragung verwendet wird und von der vorhergesagt wurde, dass sie über einen bestimmten Zeitraum über einen Pfad verwendet wird, wird als bezeichnet Optimum Working Frequency (OWF).
Inter Symbol Interferenz
Inter symbol interference(ISI) tritt häufiger in Kommunikationssystemen auf. Dies ist auch der Hauptgrund für Signal-Multipath. Wenn Signale über unterschiedliche Ausbreitungswege an den Empfangsstationen ankommen, heben sie sich gegenseitig auf, was als Phänomen von bekannt istsignal fading. Hierbei ist zu beachten, dass sich die Signale vektorweise aufheben.
Hauttiefe
Elektromagnetische Wellen sind nicht für die Ausbreitung unter Wasser geeignet. Sie können sich jedoch unter Wasser ausbreiten, vorausgesetzt, wir machen die Ausbreitungsfrequenz extrem niedrig. Die Dämpfung elektromagnetischer Wellen unter Wasser wird als Hauttiefe ausgedrückt.Skin depthist definiert als die Entfernung, in der das Signal um 1 / e gedämpft wird. Es ist ein Maß für die Tiefe, bis zu der eine EM-Welle eindringen kann. Die Hauttiefe wird dargestellt alsδ (Delta).
Kanalausbreitung
In einer Höhe von etwa 50 Metern von der Troposphäre besteht ein Phänomen; Die Temperatur steigt mit der Höhe. In dieser Region der Troposphäre neigen die höheren Frequenzen oder Mikrowellenfrequenzen dazu, sich in die Erdatmosphäre zurückzuziehen, anstatt in die Ionosphäre zu schießen, um zu reflektieren. Diese Wellen breiten sich bis zu einer Entfernung von 1000 km um die Erdkrümmung aus.
Diese Brechung setzt sich in dieser Region der Troposphäre fort. Dies kann als bezeichnet werdenSuper refraction oder Duct propagation.
Das obige Bild zeigt den Prozess von Duct Propagation. Die Hauptanforderung für die Kanalbildung ist die Temperaturinversion. Die Zunahme der Temperatur mit der Höhe und nicht die Abnahme der Temperatur ist als Phänomen der Temperaturinversion bekannt.
Wir haben die wichtigen Parameter diskutiert, auf die wir bei der Wellenausbreitung stoßen. Die Wellen höherer Frequenzen werden unter Verwendung dieser Wellenausbreitungstechnik gesendet und empfangen.