Xác định cự ly phủ sóng vô tuyến trung tần trong vùng biển A2 Đài Thông tin duyên hải Hải Phòng

ThS. NCS. Nguyễn Thái Dương PGS. TS. Nguyễn Cảng Sơn PGS. TS. Trần Xuân Việt Trường Đại học Hàng hải Việt Nam

Tóm tắt: Bài báo giới thiệu phương pháp xác định cự ly phủ sóng vô tuyến trung tần trong vùng biển A2 của Đài Thông tin duyên hải Hải Phòng theo các tiêu chuẩn của IMO, khuyến nghị của ITU và phù hợp với điều kiện thực tế tại Việt Nam.

Từ khóa: MF phạm vi, khu vực biển GMDSS.

Abstract: This article presents a method to determine the MF range in sea area A2 of the Hai Phong Coast Station conform to applicable criteria of IMO, recommendations of ITU and actual conditions of Vietnam as well.

Keywords: MF range, GMDSS sea area.

1. Đặt vấn đề

Tính toán bán kính vùng phủ sóng MF cho đài bờ trong hệ thống GMDSS được Tổ chức Hàng hải quốc tế (IMO) quy định tiêu chuẩn áp dụng và Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU) đưa ra các khuyến nghị hướng dẫn thực hiện cụ thể. Tuy nhiên, khi áp dụng cho mỗi khu vực và quốc gia khác nhau phải nghiên cứu tới các điều kiện thực tế. Trên cơ sở phân tích tác động của điều kiện địa lý và môi trường truyền sóng thực tế tại địa phương, bài báo giới thiệu cách tính toán cự ly phủ sóng thông tin vùng biển A2 cho Đài Thông tin duyên hải Hải Phòng.

2. Tiêu chuẩn xác định cự ly phủ sóng vùng biển A2 trong hệ thống GMDSS

Phụ lục 3, nghị quyết A.801(19) [7] ngày 15/12/1995 quy định tiêu chuẩn xác định cự ly phủ sóng MF cho đài bờ. Vùng biển A2 nằm trong vòng tròn bán kính B, tâm là vị trí đặt anten thu của đài bờ. Bán kính B được xác định dựa trên các khuyến nghị ITU-P.368-9 [8] và ITU-R P.372-11 [9] cho thông tin liên lạc thoại đơn biên J3E với các điều kiện theo Bảng 2.1:

Bảng 2.1. Điều kiện xác định bán kính phủ sóng của đài bờ MF

Ghi chú: (*) Cơ quan quản lý phải xác định khoảng thời gian và mùa phù hợp với khu vực địa lý dựa trên mức độ tạp âm thực tế. Cự ly thông tin vùng biển A2 cần được kiểm nghiệm bằng việc đo đạc cường độ điện trường thực tế.

3. Phương pháp tính cự ly phủ sóng của đài bờ MF

Tính cường độ tạp âm En đối với anten đơn cực ngắn, sóng phân cực thẳng đứng, theo khuyến nghị ITU- R P.372-11:

En = F_a + 20 lgF(MHz) + 10 lgB(Hz) - 95,50, [dB(μV/m)]

Theo tiêu chuẩn thiết lập, tần số phát F = 2182 KHz, dải thông B = 3000 Hz:

                                En = Fa – 53,95dB                       (1)

Tính hệ số tạp âm Fa theo khuyến nghị ITU - M.1467-1 [8]:

       (2)

 

Trong đó:

- Ds = 3 dB - Độ dự trữ Fading theo nghị quyết A.801 của IMO;

- Fam - Giá trị trung bình của hệ số tạp âm;

- Du - Giới hạn độ lệch trên của Fam;

- Fam và Du - Xác định bằng đồ thị hoặc phần mềm NOISDAT.

Cường độ tín hiệu yêu cầu Es phải lấn át tạp âm và thỏa mãn các tiêu chuẩn thiết lập:

Es = En + (Chỉ số S/N) + (Công suất bức xạ đài tàu) + (Độ lùi công suất đỉnh)

Es = Fa – 53,95dB + 9dB + 18,24dB – 8dB

Es = Fa – 34,71dB

Trong đó:

- Chỉ số S/N = 9dB - Tiêu chuẩn theo Nghị quyết A.801 của IMO;

- Công suất bức xạ đài tàu - 10lg (60Wx25%) = 10lg (0,015);

- Độ lùi công suất đỉnh 8dB - Công suất khai thác theo nghị quyết A.801 của IMO;

- Fam và Du - Xác định bằng đồ thị hoặc phần mềm NOISEDAT.

Sơ đồ tính toán bán kính phủ sóng MF của vùng biển A2 trong hệ thống GMDSS theo Hình 3.1:

Hình 3.1: Sơ đồ tính toán cự ly phủ sóng vùng biển A2

 

Bán kính phủ sóng B của đài bờ MF phụ thuộc vào nhiều tham số: B = f(h,H,σ,ε',Es).

Trong đó:

- h - Độ ao anten phát đài tàu, mặc định là 10m so với mặt nước biển;

- H - Độ cao anten thu, phụ thuộc vào vị trí đài bờ;

- σ,ε' - Phụ thuộc vào tính chất mặt đệm, độ mặn nước biển;

- Es - Cường độ tín hiệu yêu cầu.

Các tham số (H,σ,ε') xác định dựa trên kết quả khảo sát thưc tế. Giá trị cường độ tín hiệu yêu cầu Es phải thỏa mãn các tiêu chuẩn của nghị quyết IMO-A.801 và lấn át tạp âm trên 50% thời gian theo khuyến nghị ITU - M.1467-1 [10]. Khoảng cách tới trạm bờ là B tương ứng cường độ trường là E_B, giá trị của cường độ trường E_B nghịch biến với khoảng cách B tới aten đài phát. Bán kính vùng phủ sóng A2 là B được xác định bằng phần mềm GRWAVE.

4. Tính toán bán kính phủ sóng MF vùng biển A2 đài Hải Phòng

Sử dụng phần mềm NOISEDAT với các tham số:

- Vị trí: 20⁰52’0N; 106⁰42’0E

- Tần số: 2182KHz

- Tạp âm nhân tạo: Khu công nghiệp

Thời gian: 24 giờ/ngày, 4 mùa trong năm.

Kết quả thu các giá trị Fam = 64,5dB và Du = 17,6dB thỏa mãn điều kiện cường độ trường yêu cầu lấn át tạp âm trên 50% thời gian theo khuyến nghị M.1467-1. Thay vào (1), (2) và (3) tính được giá trị cường độ trường yêu cầu: Es = 85,3dB.

Sử dụng phần mềm GRWAVE với các tham số:

- Độ cao anten phát: 10m (mặc định)

- Độ cao anten thu: 61m (Anten thu mặc định 50 mét, trạm bờ có độ cao 11m)

- Độ dẫn điện: σ= 4 S/m (dự tính gần đúng theo [5] và [6] )

- Hằng số điện môi: ε'= 70.

Kết quả thu được so sánh với cường độ trường yêu cầu Es xác định được bán kính phủ sóng A2 của đài Hải Phòng là B = 322km.

5. Kết luận

Nhóm tác giả đã tính toán được cự ly phủ sóng vùng biển A2 đài Hải Phòng theo tiêu chuẩn của IMO, hướng dẫn của ITU và các điều kiện tự nhiên thực tế. Tuy nhiên, một số yếu tố môi trường cần số liệu thực tế và cập nhật để kết quả thu được có độ chính xác cao. Phương pháp này hoàn toàn có thể áp dụng tính bán kính phủ sóng MF cho các đài bờ khác trong hệ thống GMDSS.

Tài liệu tham khảo

[1]. GS. TSKH. Phan Anh (2006), Trường điện từ và sóng truyền, NXB. Khoa học và Kỹ thuật.

[2]. PGS. TS. Trần Xuân Việt (2013), Hệ thống thông tin hàng hải, NXB. Hàng hải.

[3]. ThS. Nguyễn Thái Dương (2013), Nghiên cứu quy hoạch hệ thống phối hợp tìm kiếm cứu nạn hàng hải trên vùng biển Việt Nam, Tạp chí khoa học công nghệ Hàng hải, số 35.

[4]. ThS. NCS. Nguyễn Thái Dương (2015), Cơ sở khoa học thiết lập hệ thống thông tin cứu nạn và an toàn hàng hải toàn cầu Việt Nam, Kỷ yếu Hội nghị khoa học công nghệ GTVT.

[5]. Tổng cục Biển và Hải đảo Việt Nam, Báo cáo hiện trạng môi trường biển năm 2010.

[6]. TS. Ngô Kim Định (2007), Chất lượng thủy hóa môi trường biển vùng Hải Phòng - Quảng Ninh từ năm 2002 đến nay, Tuyển tậpcác bài báo cáo khoa học Hội nghị khoa học và công nghệ môi trường lần thứ nhất của Trường Đại học Hàng hải Việt Nam.

[7]. Resolution A.801(19), 1995.

[8]. Recommendation ITU-R P.368-9, 2007.

[9]. Recommendation ITU-R P.372-11, 2013.

[10]. Recommendation ITU-R M.1467-1, 2006.