Calculul Propagării Undelor Electromagnetice

1 PARTEA TEORETICĂ

Introducere

Calea undelor radio de la emiţător la receptor în sistemele mobile este extrem de variată: de la vizibilitate directă pînă la obstacole ca clădiri, copaci şi altele. Spre deosebire de comunicaţii prin cablu, unde parametrii sunt constanţi, la canalele de radio (fără fir) parametrii sunt în mod substanţial la întîmplare şi adesea dificil de analizat. Simularea liniilor de radio este cea mai dificilă sarcină de proiectare radio. Acesta este realizată statistic folosind datele de la experimentele efectuate în diferite momente doar pentru sistemul identic sau similar.

Mecanismul de propagare în sistemele de comunicaţii este diferit, dar în esenţă poate fi reprezentat prin reflexie, difracţie şi împrăştiere. Cele mai multe sisteme celulare funcţionează în oraşe, unde nu există nici o linie directă la antenele de emisie şi recepţie, precum şi prezenţa a clădirilor înalte produc pierderi mari de difracţie. Datorită multitudinii de obiecte care produc reflexia, undele radio se propagă în mod diferit. Interferenţa între aceste unde produce o schimbare puternică a nivelului semnalului de la poziţia abonatului.

Simularea propagării undelor radio se efectuează pe baza presupunerii nivelului mediu primit de la un element radiant amplasat la o anumită distanţă, precum şi prin determinarea răspîndirii undelor în dependenţă de situaţie. Calculul canalului radio permite a defini zona de acoperire a emiţătorului. Modelarea nivelulului semnalului mediu în funcţie de distanţa dintre emiţător şi receptor este simulare pe scară largă, deoarece permite de a determina semnalul de la distanţe mari (mai multe sute sau mii de metri). Pe de altă parte, modelul este caracterizat prin schimbarea rapidă a valorilor nivelului semnalului primit de la deplasări mici (câteva lungimi de undă) sau timp scurt (secunde) - acestea sunt numite modele la scară mică.

La schimbarea receptorului mobil la distanţe mici semnalul primit poate varia foarte mult. Acest lucru se datorează faptului că semnalul primit este suma valorilor care vin din direcţii diferite, trecînd distanţe diferite şi cu diferite amplitudini şi faze. Semnalul total satisface legea Rayleigh. În dependenţă de calea canalului radio, o deviere la scară mică poate să schimbe cu 3-4 ordine, adică nivelul semnalului poate să se modifice cu

Propagarea undelor în spaţiul liber

Modelul de propagare a undei în spaţiu liber este folosit pentru calcularea semnalului primit în codiţiile în care antenele de transmisie şi recepţie sunt amplasate pe o linie radio deschisă, non-umbrită şi fără obstacole. Acest model este utilizat pentru analiza comunicaţiilor radio prin sateliţi şi liniilor radio terestre, care funcţionează în diapazonul de frecvenţe microunde.