|
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.
Rayleighovu vzdálenost).GAUSSŮV SVAZEK
Z důvodu vlnové povahy světla není možné, aby byla energie soustředěna pouze vymezeného prostoru. Prvním případem rovinná vlna, druhým je
sférická vlna. Sférická vlna se
šíří jediného bodu, takže také normály vlnoploch vycházejí pouze jediného bodu.
Nicméně velmi hrubém přiblížení možné uvažovat soustředění energie velmi úzkého svazku (paprsku). Při detekci světla tato kvanta zaznamenávají. Aproximace
světelné vlny Gaussovými svazky však možná pouze případě tzv. Světlo lze tedy
definovat jako elektromagnetické vlnění detekované energetických kvantech, proto mluví dualismu světla. Pro komplexní amplitudu platí [1]:
( )jkzrArU exp (4. Normály pak vytvářejí úzký kužel prostoru. krčku.
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).1) dospět vztahu [1]:
(
+
−=
z
yx
jk
z
A
rA
2
exp
22
1
, (4.
V dalších úvahách budeme předpokládat, Gaussova vlna modulovaná proměnnou funkcí polohy,
nazývanou komplexní obálka nebo komplexní amplituda A(r). Paraxiálními vlnami jsou
takové vlny, jejichž normály vlnoploch svírají směrem šíření vlny velmi malý úhel. Rozložení intenzity příčné rovině dáno kruhově symetrickou
Gaussovou funkcí, která osu shodnou osou svazku. paraxiálních vln. Normály rovinné vlny jsou paralelní sobě navzájem hlavnímu směru šíření.
Světlo emitováno kvantech energie. Úhlovou
divergencí nazýváme jev, kdy paprsek rozbíhá, roste jeho tloušťka (zvětšuje jeho stopa).
Základem vlnové optiky Helmholtzova rovnice [1], která několik možných úprav.
Není ovšem reálné předpokládat, paprsek šíří volným prostorem bez úhlové divergence.
Z vlnové rovnice jsme schopni určit minimální úhlovou divergenci normál vlnoploše pro danou šířku
svazku.
Za předpokladu, obálku lze lokálně považovat rovinnou vlnu, jejíž normála vlnoploše směr
paraxiálního paprsku, lze řešením rovnice (4.
Pro vakuum Helmholtzova rovnice tvar:
022
2
2
2
=
∂
∂
−
∂
∂
+
∂
∂
z
A
kjA
yx
, (4. Potom lze
komplexní obálku Gaussova svazku přepsat tvaru [1]:
. Gaussových svazků.2)
kde souřadnice podélné osy směru šíření vlny vlnové číslo.26
4.
Jedním možných řešení paraxiální Helmholtzovy rovnice Gaussův vlnový svazek.
Světelné vlny principiálně mohou šířit dvěma způsoby.
Komplexní obálka vyhovuje paraxiální Helmholtzově rovnici pro posunutí konstantu pokud tato
konstanta čistě imaginární jz0, kde reálná hodnota představuje tzv. obě strany krčku Gaussův
svazek postupně rozšiřuje. Vlnoplochy jsou krčku rovinné, postupně zakřivují.3)
kde konstanta, souřadnice podélné osy směru šíření vlny vlnové číslo.
Ve směru šíření Gaussův svazek minimální šířku tzv. Výkon Gaussova
svazku soustředěn střed úzkého kužele.
Za určitých podmínek lze šíření světelné vlny aproximovat šířením tzv.1)
kde značí intenzitu vlnění, souřadnice podélné osy (směr šíření vlny) vlnové číslo
