Współczynnik odbicia. Od czego zależy? Jak się wyraża? (również dla

swobodnej przestrzeni).

Współczynnik odbicia fali jest to stosunek natężenia fali odbitej do natężenia fali padającej. Może zależeć też od długości fali.

Jakie parametry fali mogą się zmienić po odbiciu fali? (dla powierzchni przewodzącej)

Amplituda i faza

Jakie były założenia dla modelu 4 potęgi?

Tłumienność trasy radiowej jest proporcjonalna do 4 potęgi odległości między antenami

Opisać metodę COST-WI

Metoda ta jest stosowana dla prognozowania tłumienia w zakresach 900MHz i 1800MHz. Przy korzystaniu z tej metody należy uwzględnić dane o charakterze zabudowy (wysokość budynków, szerokość ulic, odstępy między budynkami oraz położenie ulic w stosunku do trasy propagacji sygnału). COST-WI charakteryzuje się dużą zgodnością z pomiarami dla anten stacji bazowych zawieszonych powyżej poziomu dachu. Metoda nie zalecana dla małych komórek. Nie uwzględnia propagacji wielodrogowej.

Dlaczego występuje tłumienie w swobodnej przestrzeni?

Rozpraszanie energii elektromagnetycznej miedzy antenami

Co to jest antena?

Antena jest to element systemu radiokomunikacyjnego służący do transformowania niosącej informację energii elektromagnetycznej z postaci przewodzonej na promieniowaną (a. nadawcza), bądź promieniowanej na przewodzoną (a. odbiorcza)

Wymień parametry anteny.

• Kierunkowość

• Zysk energetyczny

• Impedancja wejściowa

• Powierzchnia skuteczna

• Charakterystyka promieniowania (wiązka głowna, listki boczne)

• Szerokość pasma pracy

• Polaryzacja

Podaj definicje parametru delta Δh.

Parametr Δh opisuje nieregularność terenu. Jest to odległość od 10% do 90% z odległości od szczytu do punktu położonego najniżej, w odległości od 10 do od anteny.

Co to jest czułość anteny?

Czułość anteny to stosunek sygnału do szumu.

Kiedy moc sygnału może być większa niż w swobodnej przestrzeni?

W przypadku wystąpienia interferencji konstruktywnej. Oznacza to, iż fala bezpośrednia nie jest osłabiana przez fale odbitą, lecz wzmacniana z powodu zgodnych faz obu fal.

Na czym polega tłumienie w swobodnej przestrzeni?

Tłumienie wolnej przestrzeni jest definiowane jako strata sygnału na skutek sferycznego rozpraszania fal radiowych w przestrzeni. (rozprasza się dookólnie)

Jak zdefiniowana jest strefa daleka promieniowania? Czym się charakteryzuje?

Obszar rozciągający się na zewnątrz kuli o promieniu $r \gg \frac{2D^{2}}{\lambda}$

Co to jest kierunkowość anteny?

Stosunek maksymalnej gęstości promieniowania do średniej gęstości promieniowania

Wyjaśnić z czego wynika zysk energetyczny ("wzmocnienie") anteny?

Jest to stosunek gęstości mocy wypromieniowanej przez antenę kierunkową do gęstości mocy wypromieniowanej przez antenę wzorcową, najczęściej antenę izotropową, zakładając, że do obu anten została doprowadzona taka sama moc.

Jaka antena jest stosowana jako wzorcowa przy określaniu zysku?

Bezstratna antena izotropowa, dipol pólfazowy

Wymień co najmniej trzy rodzaje anten.

Antena izotopowa (niemożliwa do realizacji)

Antena dookólna

Antena kierunkowa

Co to jest fala plaska? (zależność pomięmdzy E i H ...)

fala elektromagnetyczna w której wektory E, H są prostopadłe oraz są

prostopadłe do kierunku propagacji, oraz E/H=Zf

Wymień sposoby rozchodzenia się fali przyziemnej.

Fala powierzchniowa, Fala przestrzenna (bezpośrednia i odbita)

Napisz równanie radiokomunikacyjne.

P_o[dBm]=P_n[dBm]−A_n[dB]+G_n[dBi]−A_o[dB]+G_n[dBi]−L[dB] gdzie:

lub

$$P_{o} = \ \frac{P_{n} \bullet G_{n \bullet}G_{0}}{A_{n} \bullet A_{o} \bullet L} = \frac{P_{\text{pr}} \bullet G_{o}}{A_{n} \bullet A_{o} \bullet L}$$

Pn – moc wyjściowa nadajnika [W] lub [dBm]

An – tłumienność fidera nadajnika [W/W] lub [dB]

Gn – zysk energetyczny anteny nadawczej [W/W] lub [dB]

L – tłumienność trasy międzyantenowej [W/W] lub [dB]

Po – moc na wejściu odbiornika [W] lub [dBm]

Ao – tłumienność fidera odbiornika [W/W] lub [dBi]

Go – zysk energetyczny anteny odbiorczej [W/W] lub [dBi]

Ppr – zastępcza moc promieniowana izotropowo

Co to jest tłumienność międzyantenowa?

a)Tłumienność międzyantenowa jest to rozpraszanie energii elektromagnetycznej między antenami.

b)Tłumienność międzyantenowa L wyraża straty z powodu rozpraszania energii fal radiowych w przestrzeni oraz pochłaniania przez ośrodki propagacji i dotyczy przestrzeni pomiędzy hipotetycznymi antenami izotropowymi.

Podać warunki dla jakich słuszny jest model opisany jako prawo czwartej potęgi.

Idealnie płaska, nieskończenie rozległa, przewodząca powierzchnia

Jak definiowana jest wysokość skuteczna zawieszenia anteny w met. ITU-370

Odległość od anteny do średniej wysokości terenu, która obliczana jest w odległości 3-15km

Wymień podstawowe parametry charakteryzujące troposferę.

ciśnienie p[mb]. temperatura bezwzględna T [K], wilgotność bezwzględna e [mb]

Wymień rodzaje polaryzacji.

Liniowa, kołowa prawoskrętna, kołowa lewoskrętna, eliptyczna prawoskrętna, eliptyczna prawoskrętna

Co to jest moc czułościowa odbiornika?

P_ez = S + N + Z / N + Z

S - sygnał użytkowy

N - szumy

Z - zakłócenia zewnętrzne

Co to jest czułość odbiornika?

Jego zdolność do odbioru możliwie słabych sygnałów o częstotliwości, na którą jest nastrojony. Im mniejszy jest poziom sygnału na wejściu odbiornika wystarczającego do jego wysterowania i otrzymania normalnej i niezniekształconej mocy na wyjściu, tym odbiornik jest czulszy.

Do czego służy wyznaczanie stref Fresnela?

Analizuje się rozkład stref, aby sprawdzić czy na drodze propagacji nie znajduje się jakiś obiekt. Jeżeli w strefach Fresnela o niskim numerze znajdują się obiekty przesłaniające tę strefę poważnie wpływa to na sposób propagacji.

Lub prościej! Służą do określania obszaru istotnego dla propagacji.

Od czego uzależniona jest wielkość poszczególnych stref Fresnela przy propagacji fali między dwoma punktami w przestrzeni?

Wielkość stref Fresnela zależy od: numeru strefy, długości fali, odległości między odbiornikiem i nadajnikiem

Podaj, dla jakiej polaryzacji fali radiowej definiowany jest kąt Brewstera, gdy jest ona odbijana od idealnie gładkiej ziemi?

Dla polaryzacji pionowej. Jest on z reguły mały i jego wartość rośnie w funkcji częstotliwości fal.

Narysuj model strukturalny jadnokierunkowego łącza radiowego i zaznacz jego podstawowe elementy

źródło inf -> nadajnik -> fider -> antena nadawcza -> tor radiowy -> antena odbiorcza -> fider -> odbiornik -> ujście inf

Ile wynosi impedancja falowa swobodnej przestrzeni ?

Stosunek amplitudy pola elektrycznego do amplitudy pola magnetycznego jest stały i równy impedancji falowej swobodnej przestrzeni Z_o.

$$\frac{E_{o}}{H_{o}} = Z_{o} = \sqrt{\frac{\mu_{o}}{\varepsilon_{o}}} \approx 120 \bullet \pi = 377\lbrack\Omega\rbrack$$

Jaki związek występuje pomiędzy ERP i EIRP ?

$$\text{ERP}\left\lbrack W \right\rbrack = \frac{EIRP\lbrack W\rbrack}{1,64}$$

ERP[dBW] = EIRP[dBW] − 2, 15[dB]

O ile dB należy zwiększyć moc nadajnika, aby zwiększyć 4-krotnie zasięg łączności, gdy fala rozchodzi się w swobodnej przestrzeni ?

Równanie swobodnej przestrzeni

$$P_{0} = \frac{P_{n} \bullet G_{n} \bullet \lambda^{2} \bullet G_{o}}{{(4 \bullet \pi \bullet d)}^{2}}$$

Pn – moc doprowadzona do zacisków anteny nadawczej

Po – moc na zaciskach anteny odbiorczej

Gn – zysk energetyczny anteny nadawczej odniesiony do anteny izotropowej

Go – zysk energetyczny anteny odbiorczej do anteny izotropowej

λ – długość fali

d – odległość pomiędzy antenami

Moc nadajnika należy zwiększyć 16-krotnie, aby zwiększyć 4-krotnie zasięg łączności, czyli o 10 • log16 ≈ 12[dB]

Co to jest współczynnik osłabienia ?

Współczynnik osłabienia określa zmniejszenie natężenia pola fali rozchodzącej się w rzeczywistym ośrodku w stosunku do natężenia pola, jakie występowałoby przy rozchodzeniu sie fali w swobodnej przestrzeni.

Jak położony jest wektor pola elektrycznego fali elektromagnetycznej o polaryzacji pionowej ?

Pionowo względem ziemi.

Od czego zależy amplituda składowej poziomej pola elektrycznego fali powierzchniowej w powietrzu ?

Maleje ze wzrostem konduktywności gleby i długości fali.

Ile razy należy zmniejszyć moc nadajnika, aby ograniczyć o połowę zasięg łączności, gdy zozważamy propagację fali przestrzennej nad płaską ziemią ?

$P_{o} = P_{n} \bullet G_{n} \bullet G_{o}\left( \frac{h_{o} \bullet h_{n}}{d^{2}} \right)^{2}$

Pn – moc doprowadzona do zacisków anteny nadawczej

Po – moc na zaciskach anteny odbiorczej

Gn – zysk energetyczny anteny nadawczej odniesiony do anteny izotropowej

Go – zysk energetyczny anteny odbiorczej odniesiony do anteny izotropowej

hn – wysokość zawieszenia anteny nadawczej

ho – wysokość zawieszenia anteny odbiorczej

d – odległość pomiędzy antenami (zasięg łączności)

Moc nadajnika należy zmniejszyć 16-krotnie, aby ograniczyć o połowę zasięg łączności.

Co to jest troposfera standardowa ?

Troposfera hipotetyczna o własnościach odpowiadących przeciętnemu stanowi realnej troposfery i następujących parametrach:

- Wysokość 11km

- W pobliżu ziemi

Ciśnienie p=1013mb

Temperatura: T=15st C

Wilgotność względna: S=60%

- Ze wzrostem wysokości o każde 100m:

Ciśnienie maleje o 12mb

Temperatura maleje o 0,55st C

Wilgotność względna pozostaje bez zmian

Tłumienie swobodnej przestrzeni dla fali

$$L_{\text{bf}} = \left( \frac{4\pi d}{\lambda} \right)^{2}$$

Co to jest zanik ?

Znaczne obniżenie poziomu sygnału w stosunku do wartości średniej.

Jaki charakter ma stosunek amplitudy pola elektrycznego do amplitudy pola magnetycznego dla fali płaskiej w ośrodku bezstratnym ?

Jest stały i równy impedancji falowej ośrodka Z_f

$$Z_{f} = \frac{E_{o}}{H_{o}}$$

Wymień parametry elektryczne systemu nadawczego, od których zależy zastępcza moc promieniowania izotropowego

Zastępcza moc promieniowania izotropowego P_pr (EIRP) zależy od mocy doprowadzonej do zacisków anteny nadawczej oraz od zysku energetycznego anteny

EIRP = P_n • G_n

W jaki sposób wpływa odległość pomiędzy nadajnikiem i odbiornikiem na poziom mocy odbieranego sygnału, gdy fala rozchodzi się w wolnej przestrzeni ?

$$P_{o}\sim\frac{1}{d^{2}}$$

Pn – moc doprowadzona do zacisków anteny nadawczej

Po – moc na zaciskach anteny odbiorczej

Gn – zysk energetyczny anteny nadawczej odniesiony do anteny izotropowej

Go – zysk energetyczny anteny odbiorczej do anteny izotropowej

λ – długość fali

d – odległość pomiędzy antenami

Poziom mocy odbieranego sygnału spada z kwadratem odległości pomiędzy nadajnikiem i odbiornikiem

Ile razy należy zmniejszyć moc nadajnika, aby ograniczyć o połowę zasięg łączności, gdy fala rozchodzi się w wolnej przestrzeni ?

Moc nadajnika należy zmniejszyć 4-krotnie, aby ograniczyć o połowę zasięg łączności

W którym z wymienionych ośrodków głębokość wnikania fal radiowych jest najmniejsza:

a) w wodzie słodkiej, b) wodzie morskiej, c) żyznej glebie, d) miedzi

W jakim celu stosuje się kryterium Rayleigha ?

Do oceny stopnia nierówności powierzchni.

O ile dB należy zwiększyć moc nadajnika, aby zwiększyć 2-krotnie zasięg łączności, gdy rozważamy propagację fali przestrzennej nad płaską ziemią?

Moc nadajnika należy zwiększyć 16-krotnie, aby zwiększyć 2-krotnie zasięg łączności, czyli o 10 • log16 ≈ 12[dB]

Co to jest troposfera ?

Troposferą nazywamy dolną warstwę atmosfery zalegającą bezpośrednio nad powierzchnią ziemi i rozciągającą się na wysokość:

- 8 – 10km w strefach podbiegunowych

- 10 -12km w szerokosciach umiarkowanych

- 16 – 18km w okolicach równika

Wymień podstawowe zjawiska fizyczne, które decydują o charakterze propagacji fal radiowych w troposferze.

- załamywanie (refrakcja)

- rozpraszania

- tłumienia

Wymień rodzaje refrakcji troposferycznej

- refrakcja ujemna

- brak refrakcji

- refrakcja dodatnia (słaba, normalna, krytyczna, superrefrakcja)

Zasada wzajemności

Parametry anteny traktowanej jako nadawcza są identyczne z parametrami tej samej anteny traktowanej jako antena odbiorcza.

Co to jest wskaźnik refrakcji?

Miara zmiany prędkości rozchodzenia się fali w danym ośrodku w stosunku do prędkości w innym ośrodku (pewnym ośrodku odniesienia). Dokładniej jest on równy stosunkowi prędkości fazowej fali w ośrodku odniesienia do prędkości fazowej fali w danym ośrodku

3. długości fali

Im wieksza przewodnosc, tym slabiej fala wnika w dany material. Dlatego

propagacja nad wodami jest lepsza niz nad ladem, tak mowil Janiszewski

na wykladach. Analogicznie jest z miedzia - przewodzi jeszcze lepiej, wiec

fala wnika w nia jeszcze slabiej.

34. Jak liczymy tłumienie w strefach Fresnela od pojedynczej przeszkody?

35. Model ITU 370. Wymienić parametry ośrodka propagacyjnego, które są uwzględniane przy obliczaniu natężenia pola)

28. Od jakich parametrów zależy tłumienie na pojedynczej przeszkodzie (ostrzu)?

4. Metody wyznaczania tłumienności dla pierwszej strefie Fresnela. Od czego zależy? Jak się wyraża?

Odp:

1. Wyprowadź zależność na moc w odbiorniku uzależniając ją od powierzchni skutecznej anteny.

Odp:

6. Wyprowadzić zależność na opóźnienie fali dochodzącej do nadajnika. (bezpośrednio i po dobiciu)

Odp:

7. Dla jakich parametrów wykreśla się krzywe z modelu 370? (podaj co najmniej 5)

Odp: W6

29. Jak wyliczamy wartość tłumienia dla pojedynczej przeszkody?

Odp: W5S3,4 ???

32. Dlaczego mamy do czynienia z tłumieniem w swobodnej przestrzeni?

Odp: Podobne jak pytanie 9 i 15

39. Kiedy możemy zastosować model przestrzeni swobodnej?