Anten( hệ thống bức xạ)

Chia sẻ: Nguyễn Trung Thành | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:37

0
255
lượt xem
142
download

Anten( hệ thống bức xạ)

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đặt an là tỷ số giữa dòng kích thích anten phần tử thứ nth và anten phần thứ nhất. Chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Anten( hệ thống bức xạ)

  1. Telecommunications Program Anten + Hệ thống bức xạ - Khái niệm - Hệ thống bức xạ thẳng z Đặt an là tỷ số giữa dòng kích thích anten N M(R,θ,ϕ) phần tử thứ nth và anten phần thứ nhất. θ Chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ d y I an = n = an e jΨ n I1 x 1
  2. Telecommunications Program Anten + Hệ thống bức xạ thẳng (tt) • Trường bức xạ r jk e − jkR r jk e − jkR r E=− f N (θ , ϕ ) = − f1 (θ , ϕ ) f k (θ , ϕ ) 4π R 4π R • Xét ψ n = ( n − 1)ψ    an = 1  r r N j ( k ( n −1) d cosθ +ψ n ) r N f N (θ , ϕ ) = f1 (θ , ϕ ) ∑ an e = f1 (θ , ϕ ) ∑ e j ( n −1)α n =1 n =1 Với α = kd cos θ + ψ 2
  3. Telecommunications Program Anten + Hệ thống bức xạ thẳng (tt) • Hàm phương hướng tổ hợp (hệ không gian – Space Factor) N f k (θ , ϕ ) = ∑ e j ( n −1)α n =1 Nα sin fK = 2 α sin 2 ( N − 1) α N −1 argf K = = ( kd cos θ +ψ ) 2 2 Nα Nα sin sin 1 2 ≈ 2 FKN = N sin α N α 3 2 2
  4. Telecommunications Program Anten + Hệ thống bức xạ thẳng (tt) • Hàm phương hướng tổ hợp (hệ không gian – Space Factor) Nhận xét: - Cực đại? - Chu kỳ - Độ rông búp sónh chính - Độ rộng búp sóng phụ - Đối xứng 4
  5. Telecommunications Program Anten + Hệ thống bức xạ thẳng (tt) • Hướng bức xạ KHÔNG N  N  sin  α  = sin  ( kd cos θ + ψ )  = 0 where n = 1, 2,..., n ≠ N , 2 N ,... 2  2  −1 1  2n   −1  λ  2n   θ 0 n = cos   −ψ ± π   = cos   −ψ ± π    kd  N   2π d  N  FNBW = θ 0( −1) − θ 01 = 2 θ 01 − θ m 5
  6. Telecommunications Program Anten + Hệ thống bức xạ thẳng (tt) • Hướng bức xạ CỰC ĐẠI α kd cos θ + ψ = = ± nπ where n = 0,1,..., 2 2  1  −1  λ  θ mn = cos  ( −ψ ± 2nπ )  = cos  −1 ( −ψ ± 2nπ )   kd   2π d   λψ  −1 θ m = cos  −   2π d  6
  7. Telecommunications Program Anten + Hệ thống bức xạ thẳng (tt) • Hướng bức xạ NỮA CÔNG SUẤT Nα sin 1 2 ≈ 0.707 FKN = N sin α 2 N N α = ( kd cos θ +ψ ) = ±1.391 2 2  1  −1 2.782   −1  λ  2.782   θ± 1 = cos   −ψ ±   = cos   −ψ ±  2  kd  N   2π d  N  HPBW = θ − 1 − θ 1 = 2 θ 1 − θ m 7 2 2 2
  8. Telecommunications Program Anten + Hệ thống bức xạ thẳng (tt) • Ví dụ: N = 5, d = λ/2, ψ = π/5  π   λ  θ m = cos  − 5 −1  = 101.5 0  2π λ   2    −1  λ  π 2n   θ0n = cos  − ± π  λ  5 5   2π  2    −1  λ  π 2.782   θ± 1 = cos  − ±  λ  5 5  2  2π  2  FNBW = ??? HPBW = ??? 8
  9. Telecommunications Program Anten + Hệ thống bức xạ Broadside (hệ thống bức xạ đồng pha) (tt) • Muốn hướng bức xạ cực đại vuông góc với trục hệ thống  λψ  −1 θ m = cos  −  = 900 ⇒ ψ = 00 , ∀d  2π d  • Khi d = nλ α = kd cos θ + ψ = 2π n cos θ = ± 2π n when θ = 0,180 0 • Chọn  1 d ≤ λ 1 −   N 9
  10. Telecommunications Program Anten + Hệ thống bức xạ Broadside (hệ thống bức xạ đồng pha) (tt) • Hướng bức xạ: θ m = cos −1 ( 0 ) = 900  nλ  θ 0 n = cos −1  ±   Nd   1.391λ  θ ± 1 = cos −1  ±  2  π Nd  FNBW = ??? HPBW = ??? 10
  11. Telecommunications Program Anten + Hệ thống bức xạ Broadside (hệ thống bức xạ đồng pha)(tt) • Ví dụ: N = 8, d = λ/2 11
  12. Telecommunications Program Anten + Hệ thống bức xạ Broadside (hệ thống bức xạ đồng pha)(tt) • Ví dụ: N = 8, d = λ/2 θ m = 900   −1  nλ  θ0n = cos  ±  λ  8   2    −1  1.391λ  θ± 1 = cos  ± λ  2  8π   2  FNBW = ??? HPBW = ??? 12
  13. Telecommunications Program Anten + Hệ thống bức xạ End-fire (hệ thống bức xạ theo hướng trục) • Muốn hướng bức xạ cực đại theo hướng trục θ = 00, θ = π α = kd cosθ +ψ = 0 ⇒ ψ = mkd • Khi d = λ/2 (both direction) 2π λ α = kd cosθ +ψ = ( m1+1) = 2nπ n = 0,1 λ 2 • Chọn λ 1 d ≤ 1 −  2 N 13
  14. Telecommunications Program Anten + Hệ thống bức xạ End-fire (hệ thống bức xạ theo hướng trục) (tt) • Hướng bức xạ (θ = 00)  −1 nλ  θ 0 n = cos 1 ±   Nd  −1 2.782  θ± 1 = cos  1 ±  2  Nkd  FNBW = ??? HPBW = ??? 14
  15. Telecommunications Program Anten + Hệ thống bức xạ hướng bất kỳ (Scanning Array) • Muốn hướng bức xạ cực đại về một hướng θm bất kỳ kd cos θ m +ψ = 0 ⇒ ψ = − kd cos θ m  −1 2nπ  θ 0 n = cos  cos θ m ±   Nkd   −1 2.782  θ± 1 = cos  cos θ m ±  2  Nkd  FNBW = ??? HPBW = ??? 15
  16. Telecommunications Program Anten + Hệ số hướng tính • Hệ thống Broadside N  r r sin  kd cos θ  E = E1 f k .max Fk where Fk ≈ 2  N kd cos θ 2 - Hệ số hướng tính 2  N   sin  kd cos θ   4π    2  N kd cos θ  4π Fm (θ , ϕ ) 2 4π Fk2   D (θ , ϕ ) = π 2π = π 2π =  2  2  N  ∫ ∫ Fm (θ , ϕ ) sin θ dθ dϕ ∫ ∫ Fk sin θ dθ dϕ π 2π  sin  2 kd cos θ   2 2 0 0 0 0   ∫∫ N   sin θ dθ dϕ 0 0  kd cos θ   16  2 
  17. Telecommunications Program Anten + Hệ số hướng tính (tt) - Khi N đủ lớn 1 Nkd Dmax = ≈ 1 − Nkd 2  sin ( x )  2 π − Nkd ∫ Nkd   x   dx 2 • Hệ thống End-fire N  sin  kd ( cos θ − 1)  Fk ≈ 2  N kd ( cos θ − 1) 2 17
  18. Telecommunications Program Anten + Hệ số hướng tính (tt) - Hệ số hướng tính 2  N   sin  kd ( cos θ − 1)   4π    2  N kd ( cos θ − 1)    D (θ , ϕ ) =  2  2  N  π 2π  sin  kd ( cos θ − 1)   ∫∫ N 2   sin θ dθ dϕ 0 0  kd ( cos θ − 1)    2  1 2 Nkd Dmax = ≈ 1 − Nkd 2  sin ( x )  2 π − Nkd ∫ 0   x   dx 18
  19. Telecommunications Program Anten + Hệ thống anten có dòng kích thích bất kỳ M M Giả thiết các anten phần tử được kích thích đối xứng qua điểm giữa (anten phần tử gần góc tọa độ được xem là anten phần tử thứ nhất). ai là tỷ số dòng kích thích của anten phần tử thứ ith với anten phần tử thứ nhất. Các anten phần tử đặt 2N Anten 2N+1 Anten cách đều nhau. Chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ. Hàm phương hướng tổ hợp của hệ thống 19
  20. Telecommunications Program Anten + Hệ thống anten có dòng kích thích bất kỳ (tt) - Hàm phương hướng tổ hợp cho hệ thống 2N d d d cos θ cos θ j ( 2 N −1 ) k cos θ f k ( 2 N ) = a1 e jk j3k 2 + a2e 2 + L + aN e 2 d d d − jk cos θ − j3k cos θ − j ( 2 N −1 ) k cos θ + a1 e 2 + a2e 2 + L + aN e 2 N  ( 2 n − 1)  = 2 ∑ a n cos  kd cos θ  n =1  2  - Hàm phương hướng tổ hợp chuẩn hóa cho hệ thống 2N N  ( 2n − 1)  N Fk ( 2 N ) = ∑ an cos  kd cos θ  = ∑ an cos ( ( 2n − 1) u ) n =1  2  n =1 πd where u = cos θ 20 λ
Đồng bộ tài khoản