A - TEORIA DELLA PROPAGAZIONE RADIO IN AMBIENTE REALE

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1 A - TORIA DLLA PROPAGAZION RADIO IN AMBINT RAL ffetto gas atmosferc e rometeore Attenuazone supplementare a gas atmosferc Attenuazone supplementare a pogga Propagazone onosferca, troposcatter Propagazone n mezz con somogentà strbuta Propagazone troposferca Cenn ottca geometrca n mezz con n ebolmente varable. Propagazone n mezz a stratfcazone pana e sferca. Propagazone troposferca, orzzonte rao e rettfcazone el suolo/raggo Propagazone n mezz con somogentà concentrate Propagazone n presenza ostacol Rflessone el suolo, ffrazone a knfe-ege, ellssoe Fresnel Meto per l calcolo ella ffrazone a ostacol Teora geometrca ella propagazone: trasmssone attraverso uno strato, ffrazone a spgolo. Propagazone multcammno.

2 Coeffcent Rflessone/Rfrazone /3 y H θ z θ θ R H x Polarzzazone T campo elettrco polarzzato lnearmente n rezone perpencolare al pano ncenza. In sstem rao terrestr: Tpol. orzzontale * T cos cos n n n n sn sn n r cos cos r r r r sn sn cos cos c c sn sn τ T Γ T Per potes mezzo prvo perte permttvtà elettrca necessaramente reale

3 Coeffcent Rflessone/Rfrazone /3 H y θ θ R z θ H Polarzzazone TM campo magnetco polarzzato lnearmente n rezone perpencolare al pano ncenza campo elettrco a polarzzazone lneare nel pano ncenza In sstem rao terrestr: TM pol. vertcale x TM n n n n cos n n cos n n sn sn n * r * r * r * r * r cos cos * r * r sn * r * r sn * c * * c * cos * sn * c cos * sn * c τ TM Γ TM

4 Coeffcent Rflessone/Rfrazone 3/3 Per θ 90 o ncenza raente Γ T, Γ TM -; Se l mezzo su cu nce l ona ncente è conuttore elettrco perfetto σ qun ε c Γ T -, Γ TM Usualmente l mezzo n cu s propaga l ona ncente mezzo è l ara ε r n Il coeffcente Γ TM s annulla per un partcolare angolo θ B etto Brewster T cos r sn sn r cos cos r sn sn r cos ang. elevazone TM r cos sn r r cos sn r r sn cos r r sn cos r

5 xample: sea water Moule of Γ T an Γ TM Pase of Γ T an Γ TM

6 Source: Prof. H.L. Berton Materal constants Wen conuctvty exsts, te followng constant are use ε c ε o ε r - jε were ε σ/ωε o an ε o 0-9 /36 Materal* ε r σ S/m ε at GHz Lme stone wall Dry marble Brck wall Cement Clear glass Metalze glass Lake water Sea Water Dry sol art * Common materals are not well efne mxtures an often contan water. ffectve materal propertes epen on exact mxture, an on water content. Tese are approxmate numbers taken from several sources.

7 Rflessone/Rfrazone - caso reale / In molt cas pratc, l ona ncente è conserata sferca e la superfce rflessone è pana L ona rflessa rmane sferca e con lo stesso fattore vergenza percè è come avesse orgne n T : T s s Q R T r T /TM T /TM s T /TM T /TM Q R Q R 0 T /TM s e js s s s e js r T /TM s T /TM 0 T /TM s s e j s s

8 ffett el terreno sulla propagazone /5 T r R TX r r x θ θ I θ R θ I θ r r Q R TX r r T A Lungezza el cammno retto: r TX Lungezza el cammno rflesso: conserano l trangolo rettangolo T AR s rcava mmenatamente: r r TX

9 ffett el terreno sulla propagazone /5 Δr fferenza fra le lungezze e cammn propagazone r r r r TX TX TX TX Ipotes : >> TX, x x x 0 TX r TX TX Al rcevtore gungono ragg somma contrbut campo r 0, r 0r r, e jr r r e jr r 0r r, r r e j r r campo emesso nella rezone el cammno retto campo emesso nella rezone el cammno rflesso

10 ffett el terreno sulla propagazone 3/5 Ipotes : antenne omnrezonal nel pano vertcale l campo emesso a stessa ampezza complessa n ogn rezone el pano vertcale; Polarzzazone T: l campo elettrco emesso a la stessa polarzzazone n entrambe le rezon; Polarzzazone TM: la polarzzazone el campo emesso non è rgorosamente uguale n entrambe le rezon, ma lo s può supporre con buona approssmazone n vrtù ell potes ; In vrtù ell potes s può noltre conserare r r r ne termn ampezza r Campo totale al rcevtore 0 e jr 0 e jr e jr 0 e jr e jr L effetto el terreno sul collegamento vene usualmente quantfcato per mezzo el rapporto j r e

11 ffett el terreno sulla propagazone 4/5 j arg Posto e j [ r arg e ] cos r arg 4* TX cos arg j sn r arg Nelle potes fatte, ncato con g Rv l guaagno ell antenna rcevente nel pano vertcale e supponeno perfetto aattamento n rcezone τ ρ T 4* TX PR g arg Rv g cos, Rv 4* 4*, P R - formula Frs P R 4 g Rv * P T g Rv g Tv 4 cos 4 TX, arg

12 ffett el terreno sulla propagazone 5/5 Pat Gan PG nverso ell attenuazone tratta PG P R P T g Rv g Tv 4 * * cos 4 TX arg*

13 sempo: terreno conuttore elettrco perfetto e polarzzazone T Γ -, ma ance ncenza raente nel caso generco In tal caso: sempo pratco / *, -. / 0 *, / cos 4 cos TX TX δ cosδ cos δ/ sn δ/ *, -. / sn sn 4 sn cos * sn 4 4 g g PG sn TX Tv Rv TX

14 PG g Rv g Tv sempo pratco / 4 Per stanze superor a un opportuno valore etto stanza break pont BP, l seno può essere approssmato con l suo argomento e unque: PG g Rv g Tv 4 4 sn * TX 4 TX * g Rv g Tv TX 4 fattore attenuazone α4 La potenza ecae con la stanza come / 4, e unque molto pù rapamente quanto accae n spazo lbero la presenza el terreno è qun suffcente a alterare n manera ance molto sgnfcatva le conzon propagazone rspetto al caso eale PG B -40 α α breakpont : T R Dstance m

15 Pat Gan vs. stance Per BP 40 m s anno fort e event oscllazon ovute all nterferenza fra l contrbuto retto e quello rflesso; Per > BP l PG ecresce con la quarta potenza ella stanza, n ragone el fatto ce l nterferenza fra I contrbut rsulta sempre sgnfcatvamente struttva evente peggoramento rspetto allo Spazo Lbero

16 z z T Il moello a 6 ragg propagazone n canyon urban p R 0 R a R b Top vew of a street canyon sowng relevant rays. z R w Lungezza e ragg mostrat n fgura R R R 0 a b x x x z z T w z z T w z z T R R R Cascuno e ragg rappresentat n fgura top vew corrspone n realtà a contrbut stnt:. contrbuto retto / rflesso alle paret vertcal. contrbuto rflesso al terreno n, In 3D rsulta n r R n{0, a, b} T R

17 Moello a 6 ragg per street canyon - esempo f 900 MHz, 0 m,.8 m, w 30 m, z T z R 8 m Receve Power BW ray moel 6 ray moel Dstance m