Upload
alder
View
39
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Elektromagnetno valovanje (emv) električno in magnetno polje v prostoru in času naprave poti širjenja zanesljivost naprav in prenosa informacij. Elektromagnetno sevanje (EMS) učinki na okolico naprav učinki na človeka. Brezžično širjenje informacij. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Brezžično širjenje informacij
• Elektromagnetno valovanje (emv) – električno in
magnetno polje v prostoru in času
– naprave – poti širjenja– zanesljivost naprav
in prenosa informacij
• Elektromagnetno sevanje (EMS)– učinki na okolico
naprav– učinki na človeka
Naravni zakoni(upad zaznane moči z oddaljenostjo)
250 W
1 W
20 0
00 km
1300 km
izvor motenj
satelit GNSS
Razširjanje elektromagnetnega valovanja (emv)
• Generiranje emv• Več poti razširjanja radijskih valov• Oddajniki in sprejemniki
– osnovni shemi– usmerjenost, polarizacija anten– izsevana moč in domet
• Modulacija (informacija + nosilni signal)
• Oddajna moč, impedanca izvora in antene– Odboj nazaj na spremembah impedance!
Omejitve seval emv
• Omejitve s stališča uporabnika: specifična vsrkana moč Specific
Absorption Ratio SAR = ( E2)/
– efektivna vrednost električne poljske jakosti E – tkivo: specifična prevodnost in specifična
gostota (El.
praktikum, Priloge)
Nadzor nad izvori
• Vdorna globina? Globina, do katere samo lahko zaradi kožnega pojava prodrejo VF EMS ali v prevodne površine (kovine) ali v izpostavljena tkiva, (nekaj mm, cm, odvisna od frekvence).
Modulacija
• Zakaj moduliramo?• Pomembni pojmi:
– pasovna širina– nosilni signal (sinus določene frekvence)
– informacijski signal (zvoki v telefoniji ali znaki v telegrafiji)
– modulirani nosilni signal– nameni uporabe različnih vrst (katero
modulacijo rabi radio, katero GSM?)
Modulacija
• Splošno
c
Moduliramo nosilni signal.
Če so nespremenljive:
A .. amplituda
.. frekvenca
.. faza
zapišemo modulirani nosilni signal:
( ) cos( )
Ko spreminjamo samo amplitudo (ne frekvence ali faze):
( ) ( )
cu t A t
u t f t
cos( )
Ko spreminjamo samo frekvenco (ne amplitude ali faze):
( ) cos(( ( ) ) )
Ko spreminjamo samo fazo (ne amplitude ali frekvence):
( ) cos( ( ))
c
c
c
t
u t A g t t
u t A t h t
u(t)
Amplitudna modulacija
• Spreminjamo amplitudo nosilnega signala, funkcija f(t)
f(t) f(t) f(t)
Frekvenčna modulacija
• Spreminjamo frekvenco nosilnega signala, funkcija g(t) pri znani frekvenčni deviaciji Δω
Če se amplituda informacijskega signala spreminja največ za vrednost ±ΔU, se frekvenca moduliranega signala spreminja največ za vrednost ωc ± Δω (na primer: Δω = 6 kHz x 2π).
+ΔUg(t)
-ΔU
Pasovna širina
• Podelitev frekvenčnega pasu dovoljuje uporabo spektra zgolj v določenem območju
Za posamezne modulacije rabimo…
• ceneni kakovostni digitalni * sprejemnik
*za velike hitrosti prenosa podatkov; primerjava AM in M kaže, da na enaki pasovni širini, M prenaša več podatkov kot AM
pri AM vplivamo napri AM vplivamo na pri FM vplivamo napri FM vplivamo na pri pri M vplivamo naM vplivamo na
Razmerje signal / šum (SNR)
• Ali bo naprava signal (signal merjene veličine, informacijski signal) lahko rekonstruirala ali ne?• Moč (oddanega) signala, občutljivost sprejemnika • Moč toplotnega šuma elektronskih naprav in okolice
– a) radijski sistemradijski sistem, – b) radarradar (signal se na razdalji R od oddajnikove antene odbija od prevodne površine k sprejemniku)
• razmerje signal/šum med drugim odvisno od frekvence, oddaljenosti, slabljenja
kTo .. močnostna gostota frekvenčnega spektra šuma [W/Hz]
B .. efektivna pasovna širina (-3dB) [Hz]Fn .. šumno število [ ]PT .. oddajna moč v konici [W]GT, GR .. dobitka anten oddajnika in
sprejemnika [ ] λ .. valovna dolžina [m] L .. skupno slabljenje [ ]R .. oddaljenost antene od odbojne
površine [m] σ .. velikost odbojne površine [m2]
2
2
0
4 4T T Rsignal
šum n
P G GP R LRP kT BF
2
0
4T T Rsignal
šum n
P G GP RP kT BF
Fri
is,
19
46
rad
ars
ka
en
ačb
a
Slabljenje vzdolž poti razširjanja
• Ko se signal v obliki elektromagnetnega vala razširja v prostor ali ko se sprememba napetosti razširja po kablu z oddaljevanjem od izvora, se njegova moč zaradi same razdalje zmanjšuje.
• Ker pa je sredstvo, skozi katerega se signal razširja, realno, nastajajo izgube, ki jih povzema izraz slabljenje
• Če je sredstvo linearno, je slabljenje sorazmerno razdalji do izvora oz. dolžini kabla do oddajnika
Pna koncu .. moč signala na koncu
obravnavane poti [W]Pna začetku .. moč signala ob izvoru
[W]
L .. slabljenje [dB]
10log na koncu
na začetku
PL
P
Sklepi
• Zapomnimo si – moč signala na mestu sprejemnika je
določena z oddaljenostjo od izvora in vmesnega slabljenja
– razmerje signal/šum (Friis) je pomembno na mestu sprejemnika
– spekter elektromagnetnih valovanj (emv)– zakaj so signali modulirani – slabljenje