|
Kategorie: Diplomové, bakalářské práce |
Tento dokument chci!
Tato práce se zabývá problematikou vícekanálových bezkabelových spojů s vyšším dosahem určeným pro komunikaci ve volném atmosférickém prostředí. Je proveden rozbor šíření optického svazku atmosférickým prostředím a popsány různé vlivy, které působí na kvalitu přenášeného signálu. V práci je provedena simulace duálního optického spoje, kterou jsou zjištěny energetické bilance optických zdrojů pracujících na vlnových délkách v atmosférických oknech v oblasti 850 a 1550nm. Je také zkoumáno rozložení optické intenzity vevysílací části. Na závěr práce jsou proveden měření, která ověřují správnost simulací a také použitých komponent bezdrátového spoje.
Ve směru šíření Gaussův svazek minimální šířku tzv. krčku. paraxiálních vln. Vlnoplochy jsou krčku rovinné, postupně zakřivují. Paraxiálními vlnami jsou
takové vlny, jejichž normály vlnoploch svírají směrem šíření vlny velmi malý úhel.
Není ovšem reálné předpokládat, paprsek šíří volným prostorem bez úhlové divergence. Sférická vlna se
šíří jediného bodu, takže také normály vlnoploch vycházejí pouze jediného bodu.
V dalších úvahách budeme předpokládat, Gaussova vlna modulovaná proměnnou funkcí polohy,
nazývanou komplexní obálka nebo komplexní amplituda A(r). Rozložení intenzity příčné rovině dáno kruhově symetrickou
Gaussovou funkcí, která osu shodnou osou svazku. Výkon Gaussova
svazku soustředěn střed úzkého kužele. Rayleighovu vzdálenost). Pro komplexní amplitudu platí [1]:
( )jkzrArU exp (4.1)
kde značí intenzitu vlnění, souřadnice podélné osy (směr šíření vlny) vlnové číslo. Aproximace
světelné vlny Gaussovými svazky však možná pouze případě tzv.
Základem vlnové optiky Helmholtzova rovnice [1], která několik možných úprav.
Za předpokladu, obálku lze lokálně považovat rovinnou vlnu, jejíž normála vlnoploše směr
paraxiálního paprsku, lze řešením rovnice (4.
Z vlnové rovnice jsme schopni určit minimální úhlovou divergenci normál vlnoploše pro danou šířku
svazku.
Komplexní obálka vyhovuje paraxiální Helmholtzově rovnici pro posunutí konstantu pokud tato
konstanta čistě imaginární jz0, kde reálná hodnota představuje tzv.3)
kde konstanta, souřadnice podélné osy směru šíření vlny vlnové číslo.2)
kde souřadnice podélné osy směru šíření vlny vlnové číslo.GAUSSŮV SVAZEK
Z důvodu vlnové povahy světla není možné, aby byla energie soustředěna pouze vymezeného prostoru. obě strany krčku Gaussův
svazek postupně rozšiřuje.
Světelné vlny principiálně mohou šířit dvěma způsoby. Při detekci světla tato kvanta zaznamenávají. Prvním případem rovinná vlna, druhým je
sférická vlna.
Pro vakuum Helmholtzova rovnice tvar:
022
2
2
2
=
∂
∂
−
∂
∂
+
∂
∂
z
A
kjA
yx
, (4. Gaussových svazků. Světlo lze tedy
definovat jako elektromagnetické vlnění detekované energetických kvantech, proto mluví dualismu světla.
Jedním možných řešení paraxiální Helmholtzovy rovnice Gaussův vlnový svazek. Normály rovinné vlny jsou paralelní sobě navzájem hlavnímu směru šíření. Normály pak vytvářejí úzký kužel prostoru.26
4.1) dospět vztahu [1]:
(
+
−=
z
yx
jk
z
A
rA
2
exp
22
1
, (4. Úhlovou
divergencí nazýváme jev, kdy paprsek rozbíhá, roste jeho tloušťka (zvětšuje jeho stopa).
Světlo emitováno kvantech energie. Potom lze
komplexní obálku Gaussova svazku přepsat tvaru [1]:
.
Elektromagnetické vlnění vyzařované laserem rovině kolmé směr šíření obvykle Gaussovo
rozložení velikosti optické intenzity optické ose intenzita vlny maximální, následně velikost intenzity
radiálně klesá souladu Gaussovou funkcí).
Za určitých podmínek lze šíření světelné vlny aproximovat šířením tzv.
Nicméně velmi hrubém přiblížení možné uvažovat soustředění energie velmi úzkého svazku (paprsku)
