- Lớp D: Là lớp thấp nhất của tầng điện ly Việc nghiên cứu lớp này tương đối khó vì không thể dùng phương pháp thăm dò vô tuyến điện thông thường Để khảo
SVTH: Trần Thị Minh Hoa Lớp sử dụng
Lớp sử dụng Lớp D A B Ogh
Trong quá trình tính toán đường truyền, ở những cự ly ngắn khoảng 500km đến 600km ta có thể áp dụng công thức Sulay kin - Vander Pol. Nếu truyền ở cự ly xa hơn từ 600km đến 3000km thì cần thiết phải tính toán đến hiện tượng nhiễu xạ.
Với những cự ly trên 3000km, phải truyền sóng với phương thức phản xạ qua tầng điện ly.
3.3.1.2.Đặc điểm truyền lan của sóng trung.
Sóng trung là những sóng có bước λ nằm trong khoảng từ 100m đến 1000m (tương ứng f=3MHz →300KHz). Sóng trung được ứng dụng chủ yếu trong phát thanh, nó có thể truyền lan bằng sóng đất cũng như sóng tầng điện ly. Để đơn giản hơn người ta gọi là sóng trời.
Với cự ly thông tin nhỏ ,khoảng 500 đến 600km có thể áp dụng công thức Sulay kin - Vander Pol để tính cường độ trường. Trong khảo sát thực nghiệm, người ta cho biết rằng cự ly truyền lan của sóng trung bằng cự ly truyền lan của sóng đất và không vượt quá 700km.
Để tìm hiểu về sóng trung người ta đã đưa ra những đặc điểm chủ yếu như sau :
- Sự biến đổi điều kiện truyền sóng về ban đêm,ban ngày.
Ban đêm sóng trung truyền lan bằng phản xạ lớp E. Do lớp E có mật độ điện tử tương đối lớn nên có thể phản xạ tốt. Vì vậy, với sóng trung về ban đêm có thể truyền lan bằng cả hai phương thức sóng đất và sóng trời.
Ban ngày, do sự xuất hiện của lớp D là lớp có mật độ điện tử nhỏ, vì vậy sóng khó phản xạ được mà lại bị hấp thụ rất mạnh. Do vậy, để truyền sóng có hiệu quả về ban ngày người ta sử dụng phương thức truyền lan sóng đất.
- Hiện tượng pha đinh của sóng trung.
Như đã nói ở trên, về đêm sóng trung có thể truyền lan bằng cả hai phương thức sóng đất và sóng trời. Hiện tượng sự giao thoa giữa sóng đất và sóng trời tại điểm thu được gọi là pha đinh.
Giải thích hiện tượng này, qua khảo sát người ta thấy rằng : do mật độ điện tử của tầng điện ly thay đổi luôn nên chiều cao phản xạ của sóng cũng thay đổi, dẫn đến
SVTH: Trần Thị Minh Hoa
2 2' 1 1 1 1
máy thu cũng không đều nhau. Kết quả của sự thay đổi ấy làm cường độ trường tại điểm thu thay đổi, do vậy tín hiệu lúc to, lúc nhỏ. Đó chính là hiện tượng pha đinh.
Hình 3.17:Hiện tượng pha đinh của sóng trung
Để chống hiện tượng pha đinh, người ta thường dùng anten có khả năng bức xạ năng lượng tập trung mạnh theo hướng mặt đất, với hướng của anten như trên, thành phần sóng trời sẽ giảm còn thành phần sóng đất sẽ tăng. Do vậy, giảm bớt sự giao thoa giữa sóng trời và sóng đất.
3.3.2.Sóng ngắn.
3.3.2.1.Những đặc điểm cơ bản của truyền lan sóng ngắn.
Những sóng vô tuyến điện có bước sóng từ 100m đến 10m (ứng với tần số từ 3 →30MHz) được gọi là sóng ngắn. Sóng ngắn cũng có thể truyền lan bằng cả hai phương thức sóng đất và sóng phản xạ qua tầng điện ly.
Đối với sóng ngắn, khả năng truyền xa bị hạn chế do hấp thụ của mặt đất, khi tần số tăng thì sự hấp thụ của mặt đất đối với sóng đất tăng. Với máy phát trung bình chỉ có thể thiết lập được một kênh thông tin cự ly khoảng vài chục km với sóng đất. Nếu cần lập một kênh thông tin cự ly xa hơn ta phải thực hiện truyền bằng phương thức sóng tầng điện ly. Khi đó chỉ cần dùng máy phát cỡ trung bình cũng có thể thông tin được với những cự ly rất xa, tới hàng nghìn km.
Sóng ngắn được áp dụng trong thông tin phát thanh cự ly lớn một cách rất rộng rãi và hiệu quả. So với việc sử dụng sóng dài và sóng trung, sử dụng sóng ngắn có những ưu điểm sau :
- Có thể dùng anten có hướng tính cao, do vậy tiết kiệm được công suất phát.
- Sự hấp thụ tầng điện ly (lớp D ) nhỏ hơn sóng trung.
Những đặc điểm cơ bản của truyền lan sóng ngắn cần nghiên cứu gồm :
a.Khoảng tần số công tác.
Khi thiết kế đường truyền cho một kênh thông tin cự ly lớn, người ta thường dùng sóng ngắn phản xạ lớp F. Như vậy, trên đường đi sóng phải xuyên qua các lớp D, E và chịu sự hấp thụ của các lớp này.
Để có thể thu được sóng ở một cự ly nhất định xa đài phát, cần phải thực hiện các điều kiện :
- Sóng phải phản xạ được trên tầng điện ly, tức là phải thực hiện được điều kiện phản xạ.
- Cường độ trường điểm thu phải đủ lớn, nghĩa là sóng không bị hấp thụ nhiều bởi tầng điện ly.
Hai điều kiện trên cho thấy dải tần số công tác được quy định một cách giới hạn. Để sóng có thể phản xạ được tần số làm việc của đài phát không được cao quá.
Điều kiện thứ nhất qui định giới hạn trên của dải tần công tác, điều kiện thứ hai qui định giới hạn dưới của tần số công tác.
Ứng với điều kiện cho trước của một kênh thông tin như công suất máy phát, góc tới của sóng, tần số thấp nhất để khi sóng phản xạ trên tầng điện ly khi trở về anten máy thu vẫn còn đủ lớn để làm việc gọi là tần số sử dụng thấp nhất.
Vì mật độ điện tử của tầng điện ly biến đổi theo thời gian ngày, đêm nên giới hạn của dải tần số công tác cũng biến đổi theo thời gian ngày, đêm.