Đồ Án Thiết kế mô hình thông tin vô tuyến chuyển tiếp sóng cực ngắn

LỜI MỞ ĐẦU
š@&?›
Quá trình phân tích thiết kế một mô hình thông tin, ta phải tính toán đến khả năng thực hiện khép kín một cuộc thông tin thành công, nhờ vào thiết bị đầu cuối, mỗi một kênh thông tin gồm các thiết bị thu phát đặt ở các đầu cuối, tin tức được mang đi nhờ vào sóng điện từ lan truyền trong môi trường vật lý trung gian và ta thường gọi là môi trường truyền sóng. Việc nghiên cứu thiết lập một kênh thông tin nhất là mô hình chuyển tiếp buộc ta phải quan tâm đến hai yếu tố chính cần nghiên cứu đó là các vấn đề về truyền sóng và thiết bị thông tin đầu cuối phù hợp.
Đặt vấn đề nghiên cứu truyền sóng là tính đến khả năng phủ sóng của thiết bị dựa trên các tiêu chuẩn sản xuất mà tại đó, các yếu tố địa lý, các tác động môi trường truyền sóng như lớp khí quyển, mặt đất sẽ có tác động lên sóng lan truyền đó, đó là tác động làm giảm yếu biên độ của sóng và tác động làm méo dạng tín hiệu (nếu là tín hiệu tương tự) và gây lỗi đối với tín hiệu số, do nhiễu.Vì vậy, khi nghiên cứu về truyền sóng chính là ta đang phải nghiên cứu những vấn đề chính như sau:
- Xác định cường độ trường tại điểm thu khi biết các thông số của máy phát và xác định điều kiện để thu được trường tốt nhất.
- Nghiên cứu sự phát sinh dạng méo tín hiệu gây lỗi trong quá trình truyền sóng và tìm biện pháp để làm giảm méo đến mức cực tiểu.
Tìm hiểu thiết bị đầu cuối sẽ giúp ta chọn được thiết bị phù hợp nhất mà tại địa bàn triển khai sẽ đáp ứng tốt nhất những yêu cầu đặt ra cho quá trình nghiên cứu một mô hình thông tin phù hợp thông qua thiết bị đã được chọn. Tỉnh Ninh Bình là một tỉnh thường xuyên phải gánh chịu thiên tai khắc nghiệt như bão, lũ. Công tác chỉ huy, chỉ đạo phòng chống lụt bão, tìm kiếm cứu nạn diễn ra thường xuyên. Nghiên cứu mô hình thông tin chuyển tiếp, Em hy vọng phần nào giúp công tác chỉ huy phòng chống lụt bão, tìm kiếm cứu nạn được thuận lợi hơn, hạn chế thấp nhất hậu quả xấu do thiên tai gây ra.
Với mục đích đó em đã chọn đề tài tốt nghiệp của mình là “Thiết kế mô hình thông tin vô tuyến chuyển tiếp sóng cực ngắn”.Cuốn đồ án tốt nghiệp được hoàn thành với nội dung chính gồm 5 chương:

Chương 1: Các vấn đề lý thuyết chung

Chương 2: Những ảnh hưởng đến quá trình truyền sóng vô tuyến điện
Chương 3: Truyền sóng
Chương 4: Thiết kế mô hình thông tin vô tuyến chuyển tiếp sóng cực ngắn
Chương 5 : Khai thác và bảo dưỡng mô hình chuyển tiếp
Từ việc học đến việc sử dụng những kiến thức đó vào thực tiễn một cách hiệu quả là cả một quá trình lâu dài và liên tục. Việc ứng dụng kiến thức sao có hiệu quả trong công tác sau này chính là lòng biết ơn mà em mong muốn được gửi tới các thầy, cô đã dày công chỉ bảo. Đặc biệt em xin gửi lời cám ơn chân thành tới sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Đình Luyện và sự hướng dẫn của Trung tá Trần Mạnh Huế -phòng thông tin công an tỉnh Ninh Bình- đã cung cấp một số tài liệu về công tác phòng chống bão lụt ở địa phương giúp em hoàn thành đồ án này. Cảm ơn bạn bè và người thân đã luôn ủng hộ và động viên em trong suốt thời gian học tập tại trường Đại học Qui Nhơn.
Đề tài mà em báo cáo, đó chỉ là những hiểu biết ít ỏi được thu lượm từ những bài giảng trên lớp, những chỉ bảo tận tình của thầy, cô. Thông qua đề tài này, em hi vọng trong thời gian sắp tới, với công tác thông tin em sẽ đạt được những kết quả tốt nhất. Tuy vậy, vì những kiến thức còn hạn chế, những khó khăn trong quá trình thực hiện đề tài và hơn nữa là thiếu kinh nghiệm thực tế nên không tránh khỏi những sai sót, những hạn chế của cá nhân. Do vậy, em mong muốn tiếp tục nhận được những chỉ bảo của thầy, cô để đề tài của em có tính thực tế hơn và giúp em ngày càng hoàn thiện bản thân.

MỤC LỤC
Trang

CHƯƠNG 1: CÁC VẤN ĐỀ LÝ THUYẾT CHUNG3

1.1.Một số khái niệm cơ bản.3
1.1.1.Thông tin và hệ thống truyền tin.3
1.1.2.Truyền sóng vô tuyến điện và anten.5
1.1.2.1.Cơ sở truyền sóng vô tuyến điện.5
1.1.2.2.Truyền sóng trong dải sóng ngắn và cực ngắn.6
1.1.2.3.Anten.7
1.1.3.Tín hiệu.7
1.2.Khái niệm về sóng vô tuyến điện và phân dải sóng vô tuyến điện. 8
1.2.1.Khái niệm.8
1.2.2.Phân dải sóng vô tuyến điện.9
1.2.3.Cơ sở đặt vấn đề nghiên cứu lý thuyết11
1.3.Công thức truyền sóng lý tưởng.13
1.4.Các phương thức truyền sóng.14
1.4.1.Sóng đất.14
1.4.2.Sóng tầng đối lưu.15
1.4.3.Sóng tầng điện ly.15
1.4.4.Sóng vũ trụ.16
1.5.Nguyên lý Huyghen và miền Fresnel.16
1.5.1.Nguyên lý.16
1.5.2.Miền Fresnel.18
1.5.3.Khoảng hở Fresnel – Bài toán tính chiều cao anten.20
CHƯƠNG 2: NHỮNG ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH TRUYỀN SÓNG VÔ TUYẾN ĐIỆN23
2.1.Đặc điểm của mặt đất và phương pháp khảo sát.23
2.1.1.Các thông số điện của đất.23
2.1.2.Đặc điểm của mặt đất và phương pháp khảo sát.24
2.1.3.Các trường hợp truyền lan sóng đất.25
2.2.Các ảnh hưởng của mặt đất đến truyền sóng vô tuyến điện.26
2.2.1.Ảnh hưởng của độ cong mặt đất đến cự ly thông tin cực đại trong tầm nhìn thẳng.26
2.2.2.Ảnh hưởng của mặt đất khi anten đặt cao.27
CHƯƠNG 3: TRUYỀN SÓNG33
3.1.Truyền sóng trong tầng đối lưu.33
3.1.1.Cấu tạo và đặc tính của tầng đối lưu.33
3.1.1.1.Cấu tạo.33
3.1.1.2.Đặc tính tầng đối lưu.33
3.1.1.3.Hệ số điện môi trong tầng đối lưu.(ε’)35
3.1.2.Ảnh hưởng của tầng đối lưu đến quá trình truyền sóng vô tuyến điện.36
3.1.3.Ảnh hưởng của hiện tượng pha đinh và biện pháp khắc phục.40
3.1.4.Ảnh hưởng của mưa đến quá trình truyền sóng.41
3.1.5.Ảnh hưởng của cự ly truyền sóng.42
3.1.6.Các dạng khúc xạ và các phương thức truyền sóng trong tầng đối lưu.42
3.2.Truyền sóng trong tầng điện ly.45
3.2.1.Cấu tạo.45
3.2.2.Các nguyên nhân hình thành nên các lớp – Đặc điểm của các lớp trong tầng điện ly.50
3.2.2.1.Nguyên nhân:50
3.2.2.2.Đặc điểm các lớp trong tầng điện ly.50
3.2.2.3.Đặc tính chung của lớp Es.52
3.2.3.Đặc điểm truyền sóng tầng điện ly. Ảnh hưởng của tầng điện ly đến quá trình truyền sóng vô tuyến điện.54
3.2.3.1.Đặc điểm truyền sóng tầng điện ly.54
3.2.3.2.Phương thức truyền sóng trời( sóng tầng điện ly )54
3.3.Truyền sóng của các dải sóng.57
3.3.1.Truyền sóng dài và sóng trung.57
3.3.1.1.Đặc điểm truyền lan của sóng dài.57
3.3.1.2.Đặc điểm truyền lan của sóng trung.58
3.3.2.Sóng ngắn.59
3.3.2.1.Những đặc điểm cơ bản của truyền lan sóng ngắn.59
3.3.2.2.Tính toán đường truyền thông tin sóng ngắn.66
3.3.3.Sóng cực ngắn.69
3.3.3.1.Phân loại các trường hợp truyền sóng cực ngắn.69
3.3.3.2.Truyền sóng cực ngắn trong tầm nhìn thẳng.70
3.3.3.3.Truyền sóng cực ngắn trong miền đồi núi và thành phố.70
3.3.3.4.Sự truyền sóng cực ngắn đi xa do khúc xạ và khuếch tán trong tầng đối lưu.74
3.3.3.5.Sự truyền sóng điện ly của sóng ngắn.74
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ MÔ HÌNH THÔNG TIN VÔ TUYẾN CHUYỂN TIẾP SÓNG CỰC NGẮN79
4.1.Tình hình chung.80
4.1.1.Thực trạng địa phương áp dụng mô hình.80
4.1.2.Các mô hình thông tin vô tuyến chọn lọc.83
4.1.2.1.Mô hình vô tuyến điểm – điểm83
4.1.2.2.Mô hình vô tuyến điểm - đa điểm.83
4.1.2.3.Mô hình thông tin đa điểm ( Thông tin chuyển tiếp)85
4.1.3.Khảo sát thiết bị.85
4.1.3.1.Tần số công tác.85
4.1.3.2.Đặc tính kỹ thuật85
4.1.3.3.Các tiêu chuẩn thông tin vô tuyến.86
4.1.4.Giới thiệu về thiết bị máy bộ đàm GM300. 86
4.1.4.1.Giới thiệu.86
4.1.4.2.Những tính năng cơ bản. 89
4.1.5.Cấu hình trạm GR500 (REPEATER STATION). 89
4.1.5.1.Thiết bị chọn lắp đặt.89
4.1.5.2.Thiết bị lắp đặt.90
4.2.Thiết kế mô hình thông tin vô tuyến chuyển tiếp sóng cực ngắn.94
4.2.1.Cấu hình mạng .94
4.2.1.1.Yêu cầu:94
4.2.1.2.Qui mô xây dựng mạng.94
4.2.2.Thiết kế trạm - Cấu hình trạm GR500( REPEATER STATION). 95
4.2.2.1.Thiết bị95
4.2.2.2.Đặc tính kỹ thuật95
4.2.2.3.Đặc tính cơ bản. 96
4.2.3.Thiết kế cột anten. 97
4.2.3.1.Chiều cao.97
4.2.3.2.Mặt bằng xây dựng:98
4.2.3.3.Kết cấu cột98
4.2.3.4.Hệ thống tiêu sét99
CHƯƠNG 5: KHAI THÁC VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG CHUYỂN TIẾP102
5.1.Khai thác nhân lực.102
5.1.1.Nhân lực quản lý.102
5.1.2.Nhân lực sử dụng hệ thống (cán bộ khai thác hệ thống).103
5.1.2.1.Cán bộ kỹ thuật viễn thông.103
5.1.2.2.Cán bộ trực tiếp khai thác thiết bị 103
5.2.Khai thác thiết bị.104
5.3.Bảo dưỡng.106
5.3.1.Sử dụng pin cho máy bộ đàm107
5.3.2.Bảo dưỡng thiết bị thu phát.109

5.3.3.Bảo dưỡng cột liên kết hệ thống. 109
KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO