V úvodní kapitole společně projdeme cestou objevů, nápadů i omylů, které umožnily vývoj prostředků pro bezdrátovou komunikaci až do jejich současné podoby. Dříve, než se vydáme na procházku historií, definujme si cíl, ke kterému chceme dojít. Komunikace je obecně charakterizována výměnou informací mezi dvěma (nebo více) uživateli.
Refrakce pro-
jevuje jako odsmˇerov´an´ı optick´eho svazku p˚uvodn´ıho smˇeru pˇri trval´e zmˇenˇe indexu lomu
nebo jako pomal´e putov´an´ı optick´eho svazku pˇri pomal´ych zmˇen´ach indexu lomu atmosf´erick´eho
pˇrenosov´eho prostˇred´ı. Variance atmosf´erick´e teploty fluktuace rychlosti vˇetru vytv´aˇrej´ı lok´an´ı ne-
stabiln´ı vzduchov´e masy, kter´e mohou projevit jako turbulentn´ı v´ıry nebo turbulentn´ı cely
o r˚uzn´ych velikostech. Podstatn´y rozd´ıl
je tom, ˇze refrakci pozorujeme hlavnˇe noˇcn´ıch hodin´ach, atmosf´erick´e turbulence jsou
nejv´yznamnˇejˇs´ı bˇehem sluneˇcn´ych dn˚u.3 Atmosf´erick´e turbulence
Standardnˇe rozliˇsujeme dva druhy proudˇen´ı vzduchu, lamin´arn´ı proudˇen´ı, pˇri kter´em jsou
dr´ahy jednotliv´ych ˇc´astic navz´ajem rovnobˇeˇzn´e ˇc´astice nepˇrech´az´ı mezi jednotliv´ymi vrst-
vami, turbulentn´ı proudˇen´ı, kdy trajektorie jednotliv´ych ˇc´astic pˇri proudˇen´ı navz´ajem
prom´ıch´avaj´ı ˇc´astice pˇrech´azej´ı mezi jednotliv´ymi vrstvami. Tyto nehomogenity dosahuj´ı velikosti nˇekolika milimetr˚u aˇz stovky
metr˚u [9.
Po pr˚uchodu turbulentn´ı celou dojde lomu optick´eho z´aˇren´ı rozhran´ı dvou prostˇred´ı
s odliˇsn´ym indexem lomu svazek odch´yl´ı sv´eho p˚uvodn´ıho smˇeru (obr. Kladn´y teplotn´ı gradient
se projevuje noci, kdy paprsky lom´ı smˇerem dol˚u. Bˇehem dne povrch tep-
lejˇs´ı neˇz vzduch, coˇz zp˚usobuje zahˇr´ıv´an´ı vzduchov´e masy niˇzˇs´ıch poloh´ach. ˇCinitelem, kter´y m´a vliv vznik v´yvoj at-
mosf´erick´ych turbulenc´ı, sluneˇcn´ı z´aˇren´ı, kter´e vyvol´av´a n´ahodn´e zmˇeny indexu lomu
prostˇred´ı. D˚uleˇzit´ym faktem je, ˇze atmosf´erick´e
turbulence naruˇsuj´ı koherenci laserov´eho z´aˇren´ı, coˇz m˚uˇze m´ıt nepˇr´ızniv´y ´uˇcinek optick´y
bezkabelov´y spoj. Pˇri turbulentn´ım proudˇen´ı ˇc´astice
nav´ıc vykon´avaj´ı vlastn´ı sloˇzit´y pohyb, kter´y vede vzniku vzduˇsn´ych v´ır˚u.5].
Pro urˇcov´an´ı vlastnost´ı optick´eho z´aˇren´ı atmosf´erick´em pˇrenosov´em prostˇred´ı d˚uleˇzit´e
zn´at index lomu prostˇred´ı.7). atmosf´erick´ych turbulenc´ı jsou tyto zmˇeny indexu lomu podstatnˇe
rychlejˇs´ı, proto projevuj´ı jako fluktuace optick´e intenzity laserov´eho svazku.
V atmosf´eˇre doch´az´ı vzniku turbulenc´ı pr´avˇe d´ıky proudˇen´ı vzduchu, jenˇz zp˚usoben
nestejnomˇern´ym rozloˇzen´ım tlakov´ych ´utvar˚u atmosf´eˇre, kter´e zase souvis´ı nestejnomˇern´ym
geografick´ym rozloˇzen´ım teploty vzduchu. Tento druh proudˇen´ı stochastick´y nestacion´arn´ı [9.
PĤvodní
smČr
SmČr
pozorování
H
n1(H1)
n2(H2)
n3(H3)
f(H)
Z
Povrch ZemČ
Obr. 9.106 Modern´ı bezdr´atov´a komunikace
kde n(H) index lomu svˇetla z´avislosti f(H), coˇz ´uhel mezi smˇerem pozorov´an´ı
a norm´alou ploˇse, ´uhel mezi p˚uvodn´ım smˇerem laserov´eho paprsku smˇerem pozorov´an´ı
a v´yˇska nad povrchem Zemˇe (obr.5].4.
Jak bylo zm´ınˇeno v´yˇse, refrakce projevuje st´alou zmˇenou indexu lomu dan´e oblast´ı anebo
pouze pomal´ymi zmˇenami. Tento negativn´ı
teplotn´ı gradient zp˚usobuje, ˇze svˇeteln´e paprsky zalamuj´ı vzh˚uru. Rychlosti jednot-
liv´ych ˇc´astic mˇen´ı nepravidelnˇe. Atmosf´erick´e turbulence jsou generov´any teplotn´ım rozd´ılem mezi povrchem Zemˇe
a atmosf´erou, coˇz ovlivˇnuje optick´e vlny ˇs´ıˇr´ıc´ı dan´em prostˇred´ı.6). 9. Hodnota indexu lomu dan´em m´ıstˇe z´avisl´a lok´aln´ı teplotˇe,
.
9. Dalˇs´ım rozd´ılem rychlost zmˇen indexu lomu prostˇred´ı.6: Zn´azornˇen´ı atmosf´erick´e refrakce. 9.
Atmosf´erickou refrakci lze d´at spojitosti atmosf´erick´ymi turbulencemi
