Diversité spatiale dans les liaisons micro-ondes

Pourquoi utiliser Space Diversity?

Les liaisons hyperfréquences longue distance utilisent souvent la diversité spatiale pour assurer des communications fiables entre les deux points d'extrémité.Dans certaines zones géographiques, comme au-dessus de l'eau et dans les déserts, la propagation par trajets multiples constitue un obstacle aux performances radio longue distance sous la forme de pannes de liaison intolérables. Pour compenser, un système de protection doit être appliqué. La diversité spatiale est l'un de ces systèmes de protection largement mis en œuvre qui améliore les performances des liaisons radio micro-ondes longue distance.

Liens hyperfréquences en dessous et au-dessus de 10 GHz
Aux fréquences de liaison supérieures à 10 GHz, la longueur du trajet de la liaison est limitée par les évanouissements dus à l'occurrence des précipitations, tandis qu'aux fréquences de liaison inférieures à 10 GHz, l'atténuation de la pluie a un effet limité sur la longueur du trajet. Pour cette raison, les fréquences inférieures à 10 GHz sont les mieux adaptées aux réseaux de communication longue distance. Cependant, même dans ces fréquences longue distance préférées, la longueur du chemin et la disponibilité de la liaison peuvent être
limité par un autre phénomène - l'évanouissement causé par la propagation par trajets multiples.La probabilité d'évanouissement dû à la propagation par trajets multiples dépend de facteurs géographiques tels que le lieu, le terrain sur lequel les ondes radio se propagent et l'inclinaison du trajet (angle). La longueur du trajet elle-même a également un effet puisque la probabilité de propagation par trajets multiples augmente à mesure que la longueur du trajet augmente. En général, la propagation par trajets multiples est plus susceptible de se produire dans les zones tropicales, les zones désertiques et dans les liaisons sur de grandes étendues d'eau

Propagation par trajets multiples
La propagation par trajets multiples résulte du fait qu'une ou plusieurs ondes émises par l'antenne émettrice sont réfléchies ou renvoyées sur un trajet qui mène à l'antenne de réception. L'onde réfléchie / déviée est reçue en plus de l'onde de trajet direct.

Pourquoi utiliser plusieurs antennes?

La diversité spatiale utilise plusieurs antennes, généralement avec les mêmes caractéristiques, qui sont physiquement séparées les unes des autres. En fonction de l'incidence attendue du signal entrant, parfois un espace de l'ordre d'une longueur d'onde est suffisant. D'autres fois, des distances beaucoup plus grandes sont nécessaires.Comme la transmission par trajets multiples est typiquement provoquée par des couches fluctuantes dans l'atmosphère ou au niveau du sol, la différence de retard entre le trajet direct et les trajets réfléchis / déviés varie dans le temps. De plus, le coefficient de réflexion (intensité de la réflexion / déviation) varie dans le temps, ce qui entraîne un comportement d'évanouissement erratique. En plaçant une deuxième antenne de réception sur la tour, avec une séparation verticale de la première antenne, nous créons un deuxième ensemble de combinaisons de retard. Cette technique s'appelle la diversité spatiale. Comme décrit ci-dessous, un évanouissement sélectif se produira à des encoches de fréquence différentes dans les deux signaux reçus (un à chaque antenne) en raison de retards différents, résultant en une probabilité significativement plus élevée de recevoir un signal non déformé.

 Comment atteindre la diversité spatiale

La diversité spatiale est généralement obtenue en utilisant deux antennes verticalement espacées (diversité spatiale), plusieurs fréquences d'émetteur (diversité de fréquence), à ​​la fois une diversité spatiale et une diversité de fréquence (quadruple diversité) ou une réception utilisant deux diagrammes d'antenne différents (diversité angulaire). La diversité de fréquence a été la première diversité utilisée par les systèmes micro-ondes point à point fixes. La combinaison de l'espace double canal et de la diversité de fréquence produit une puissante configuration de récepteur d'amélioration de la diversité. Le chapitre illustre les niveaux de signal de réception pour un trajet à quadruple diversité. Le but des antennes à diversité angulaire est d'atténuer les effets destructeurs de la propagation par trajets multiples sans utiliser une antenne à diversité espacée verticalement sur la tour hyperfréquence.

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