CHƯƠNG VIII: LÝ THUYẾT VỀ ANTEN PHÁT HÌNH

Chia sẻ: Tran Huu Tap | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:14

1
235
lượt xem
116
download

CHƯƠNG VIII: LÝ THUYẾT VỀ ANTEN PHÁT HÌNH

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

Tham khảo tài liệu 'chương viii: lý thuyết về anten phát hình', kỹ thuật - công nghệ, kĩ thuật viễn thông phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: CHƯƠNG VIII: LÝ THUYẾT VỀ ANTEN PHÁT HÌNH

  1. CHƯƠNG VIII: LÝ THUYẾT VỀ ANTEN PHÁT HÌNH Có rất nhiều vấn đề về anten mà các sách đã viết, song có lẽ viết về anten phát hình thì hầu như rất ít tài liệu. Ở đây, người thực hiện nêu ra một số đặc điểm cũng như các công thức tính toán tương đối dựa vào tài liệu nước ngoài. Anten phát hình khác với anten thu hình, anten phát hình phải được thiết kế để bảo đảm các yêu cầu cơ bản sau: - Tạo biểu đồ hướng ngang theo yêu cầu cụ thể địa hình của đài phát hình cần phủ sóng. - Tạo biểu đồ hướng đứng càng hẹp càng tốt, có nghĩa là bức xạ đứng phải cực tiểu. - Tạo được góc nghiêng của búp hướng chính từ -0,5o ( 1o tùy theo độ cao của anten. - Đáp ứng tất cả các thông số kỹ thuật cần có. Để tạo được một anten phát hình với công suất mong muốn, có rất nhiều điều kiện phải được thỏa mãn. Sau đây, chúng ta tìm hiểu những đặc điểm về lan truyền và các công thức tính để thiết kế anten phát hình. I. SỰ TRUYỀN SÓNG RADIO TRONG KHÔNG GIAN: 1. Khái niệm về sóng Radio: Sóng Radio còn được gọi là sóng vô tuyến, nó bao gồm từ dải sóng dài có bước sóng hàng ngàn mét đến dải sóng cực ngắn có bước sóng dưới 10 mét và dải sóng siêu ngắn có bước sóng centimet và milimét. Con ngưới đã dùng sóng vô tuyến để làm sóng mang (carrier) truyền tải qua không gian các dạng tín hiệukhác nhau tùy theo ý muốn. Người ta chia ra làm các loại sóng: sóng dài, sóng trung, sóng ngắn, sóng cực ngắn. Ở dải sóng trung từ 200m - 3000m (1,5MHz ( 100KHz), ở dải sóng ngắn từ 10m - 200m (30MHz ( 1,5 MHz) chủ yếu dùng để phát thanh. Ở dải sóng cực ngắn dùng cho phát thanh FM, truyền hình, điều khiển và nghiệp dư. Ở dải sóng siêu ngắn (viba), ngày nay được dùng cho mạng lưới viba hỗn hợp chứa nhiều dạng tín hiệu, truyền tải được cả hai chiều. Sóng Radio dược dùng làm sóng mang (carrier) để truyền tải tín hiệu có ích dưới hai dạng điều biên (AM) hay điều tần (FM). Sóng này có dạng hình sin và có tính chu kỳ. Sóng radio mang tính chất sóng điện từ, nó có thể chuyển đổi lẫn nhau trong không gian truyền dẫn từ dạng điện trường sang từ trường và ngược lại.
  2. Anten phát bức xạ sóng điện từ ra không gian theo mặt cầu vô hướng như hình vẽ sau: E E P P soùng Maët phaúng E E soùng Maët P P E E * Mặt sóng và phương tuyến. P P Ở mỗi thời điểm trên mặt cầu các sóng bức xạ đều đồng pha nhưng có biên độ thay đổi. Vectơ điện trườngĠ tiếp tuyến với mặt cầu, còn phương truyền p thẳng góc vớiĠ. Nếu xét một đoạn mặt cầu thì sẽ được mặt phẳng sóng như hình b. Trong không gian truyền sóng, điện trường và từ trường có mối liên hệ với nhau theo công thức: E = 120π = 876.8Ω H với E tính bằng V/m H tính bằng A/m Mối liên hệ trên được gọi là trở kháng sóng truyền lan trong không gian. Vận tốc truyền lan của sóng điện từ trong không gian được tính theo công thức: c v= εμ Với c : tốc độ ánh sáng (c=300.000km/s) hay 186.000 miles (: hằng số điện môi của môi trường truyền sóng. (: độ từ thẩm của môi trường truyền sóng. Trong chân không, giá trị ( = ( = 1, nên tốc độ truyền lan sóng điện từ bằng tốc độ ánh sáng. Còn trong không gian, giá trị ( và ( luôn lớn hơn 1 nên tốc độ truyền lan nhỏ hơn tốc độ ánh sáng đôi chút.
  3. Sóng Radio truyền lan trong không gian bao gồm hai thành phần: điện trường E và từ trường H, được mô tả ở dạng vectơ như hình sau: Ñoä daûi böôùc soùng E 900 P Phöông truyeàn (b) (a) H Maët phaúng laøm vieäc Phöông truyeàn E 0 Phaùt 90 Thu P P H (c) Hai vectơĠ vàĠ luôn thẳng góc với nhau và nằm trong một mặt phẳng. Còn phương truyền p luôn luôn thẳng góc với mặt phẳng chứaĠ vàĠ và hướng từ tâm mặt cầu sóng ra ngoài. Giá trị cho p biểu thị năng lượng bức xạ qua 1m2 trong 1 giây và được tính: E2 p = E .H = 120π Mặt phẳng chứa điện trường phân cực E và phương truyền sóng p được gọi là mặt phẳng truyền sóng phân cực, gọi tắt là mặt phẳng phân cực. Ở đây, ta đang xét mặt phẳng phân cực tuyến tính. Căn cứ vào đặc tính phân cực của truyền lan sóng điện từ để thiết kế loại anten thích hợp. Phần lớn anten đều cho dạng sóng phân cực tuyến tính, ví dụ như anten roi, anten cột hình trụ. Do quá trình truyền lan trong không gian có môi trường không đồng nhất ở tầng điện ly do bụi, mây, ion gây nên hiện tượng tán xạ và khúc xạ sóng truyền, làm thay đổi hướng phân cực, một số phần tử chuyển thành phân cực ngang. Điều quan trọng là ta phải chú ý để khắc phục các tác nhân này. * Các đại lượng liên quan:
  4. - Trong trường hợp phát đẳng hướng, công suất trung bình trên mặt cầu được tính: Pt PAV = 4πd 2 trong đó: PAV : công suất trung bình trên đơn vị diện tích [W/m2]. Pt : công suất tổng [W]. d : bán kính của mặt cầu (khoảng cách từ trung tâm phát đến điểm thu) (m). - Góc mở hiệu dụng (effective aperture) Ae của anten thu có quan hệ với khả năng thu năng lượng EM (electromagnetive) để cấp cho tải. Xét trường hợp anten thu đặt trong mặt phẳng nhỏ của mặt cầu đẳng hướng thì: λ2 Ae = 4π - Công suất phân phối trên tải: Pt λ2 PL = (4π )2 d 2 Trong đó :Ġ - Tổn hao trên đường truyền từ trung tâm phát đẳng hướng đến anten thu: Pt LdB = 10 log PL Hoặc LdB = 20log d + 20log f + kd Trong đó : d là cự ly truyền [m], f là tần số sóng mang [MHz]. Kd là hằng số phụ thuộc vào đơn vị tính của d như sau: kd = 32,4 nếu d tính bằng Km. kd = 36,58 nếu d tính bằng miles theo quy chuẩn thông thường. kd = 37,80 nếu d tính bằng miles dùng trong hàng hải. kd = -37,87 nếu d tính bằng feet. kd = -27,55 nếu d tính bằng mét. * Sơ lược về cấu trúc tầng khí quyển:
  5. Lớp khí quyển bao quanh trái đất có bề dày từ (2000 ( 3000) km, được cấu tạo chủ yếu bằng khí nitơ, oxy và hơi nước, là môi trường truyền dẫn sóng khá tốt. Nó được phân thành các lớp cơ bản sau đây: - Tầng đối lưu (tropo layer, troposphere) nằm cách mặt đất từ 8 đến 18 km và phân bố tùy theo vĩ độ. Ở miền nhiệt đới, lớp trên của tầng đối lưu ở độ cao từ 16 ( 18km, ở vĩ độ ôn đới hạ xuống từ 10 ( 12km, còn ở miền hàn đới (hai cực) lại hạ xuống từ 8 ( 10km. - Tầng bình lưu (stratosphere) nằm bên trên tầng đối lưu ở độ cao từ 60 ( 80 km. Đặc trưng của tầng này là hoàn toàn không có hơi nước. - Tầng ion: (ionsphere) hay tầng điện ly nằm bên trên tầng bình lưu, ở thượng tầng khí quyển. Đặc trưng của tầng này là có nhiều phần tử tích điện, điện tử và ion; được tạo nên là do sự bắn phá các phân tử khí trung hòa của các tia cực tím, tia bức xạ của mặt trời, tia vũ trụ và của hàng chục ngàn dòng sao băng luôn xâm nhập vào bầu khí quyển trong một ngày đêm, đã tạo nên quá trình ion hóa. Mật độ ion ở tầng điện ly luôn biến đổi, theo đó sự truyền lan sóng Radio ở tầng này cũng thay đổi theo. Áp suất, nhiệt độ và độ ẩm sẽ giảm dần theo độ cao của lớp khí quyển. Nếu tăng độ cao lên 1km (kể từ tầng đối lưu) thì nhiệt độ ở lớp dưới giảm 5oC, còn ở lớp trên thì giảm 7oC. 2. Truyền lan sóng Radio: Sóng Radio truyền lan trong không gian và trên mặt đất được mô tả như hình sau: D1 D2 D3 H H Space Ware Pro agation
  6. Sóng truyền lan trong không gian ở tầng điện ly thường được gọi là sóng trời, truyền lan chủ yếu ở tầng điện ly (hay ion). Sóng truyền lan trên bề mặt trái đất thường được gọi là sóng đất, bao gồm sóng truyền ở phía dưới bề mặt trái đất, các sóng được phản xạ từ bề mặt trái đất, sóng nhiễu xạ ngoài tầm nhìn và sóng khúc xạ ở tầng đối lưu. Trên đường truyền xảy ra hiện tượng sớm pha hay chậm pha do phản xạ sẽ làm thay đổi phân cực và biên độ của chùm sóng tới, gây ra hiện tượng pha đinh và tổn hao năng lượng bức xạ. Hệ số tổn hao được tính bằng: Sr n= Sf Trong đó: Sr : mức tín hiệu ở điểm thu bao gồm sóng phản xạ từ mặt đất (ground reflection), theo đường D2 - D3 Sf : năng lượng sóng không gian (free space) truyền trực tiếp theo đường D1, không có phản xạ. Công thức được tính cụ thể như sau: ⎛ 2πht .h p ⎞ n = 2 Sin⎜ ⎜ λD ⎟ ⎟ ⎝ 1 ⎠ Độ dịch chuyển pha trong quá trình truyền được tính: ⎛ 2πht .h p ⎞ SΦ = π + ⎜ ⎜ λD ⎟ ⎟ ⎝ 1 ⎠ Trong quá trình khúc xạ (xảy ra với dải tần VHF) sẽ làm uốn cong phương truyền và hướng theo bề mặt trái đất. Ngưới ta gọi là hiệu ứng bán kính trái đất, biểu thị qua thông số ke và được tính: R ke = R0 Trong đó: - Ro : bán kính trái đất, Ro = 6370 km = 3440 miles. -R : bán kính của mặt cong phương truyền. Giá trị ke vào khoảng 1,2 ( 1,234. Đối với sóng cực ngắn (UHF) mặt cong khúc xạ gần mặt đất hơn nên lấy ke = 4/3 = 1,33 làm giá trị tiêu chuẩn trong tính toán.
  7. Ở Việt Nam lại hay dùng khái niệm sóng đất và sóng trời. Sóng đất có ý mô tả sóng truyền trên bề mặt và trong lòng đất; còn sóng trời có ý mô tả các dạng sóng truyền trong không gian. Ở vùng không gian gần bề mặt đất, cự ly truyền lan được tăng cường nhờ vào các hiện tượng nhiễu xạ, khúc xạ, và tán xạ. - Sóng nhiễu xạ (diffraction) phát sinh tác dụng khi trên đường truyền sóng gặp các vật cản có kích thước bằng hoặc lớn hơn nhiều lần bước sóng sẽ làm lệch hướng đường truyền. Các vật cản như là các đám mây đá, đồi núi nhấp nhô hay các cao ốc ... Trong quá trình nhiễu xạ năng lượng bức xạ bị tổn hao do bị vật cản hấp thụ. Tổn hao bắt đầu xuất hiện ở dải sóng trung và tăng nhanh tỉ lệ thuận theo tần số (hay giảm theo độ dài bước sóng). Bởi vậy hiện tượng nhiễu xạ xảy ra ở dải sóng dài và phần cuối dải sóng trung, mà không có truyền lan bằng nhiễu xạ ở dải sóng ngắn. Ở dải sóng cực ngắn thì hiện tượng nhiễu xạ lại xuất hiện trên đường truyền nhưng lại bị suy giảm mạnh theo cự ly. - Sóng khúc xạ (refraction): sẽ làm cong quĩ đạo truyền sóng khi sóng truyền từ lớp này qua lớp khác với tốc độ khác nhau. Ví dụ: từ không khí với đất hay với nước; hoặc truyền từ lớp thấp của tầng điện ly đến tầng đối lưu. Mặt khác còn do tính không đồng nhất của lớp không khí nên làm thay đổi tốc độ truyền từ điểm này đến điểm kia. Hiện tượng khúc xạ bị phụ thuộc nhiều vào điều kiện khí tượng. Nó tham gia vào quá trình truyền lan gần như ở tất cả các dải sóng Radio. Tuy nhiên có tác dụng rõ rệt nhất là ở dải sóng ngắn. - Sóng tán xạ (dicpersion): ở tầng đối lưu sẽ làm thay đổi phương truyền sóng một khoảng cách không định hướng bắt đầu từ sự không đồng nhất của dòng không khí ở lớp trên di chuyển xuống lớp dưới do nhiệt độ khác nhau. Sự không đồng nhất của nhiệt độ, áp suất và độ ẩm biến đổi theo dạng xoáy luôn luôn xảy ra ở tầng đối lưu giữa lớp này với lớp kế bên sẽ làm cho tốc độ truyền sóng ở phần này hay phần kia luôn thay đổi bập bềnh. Truyền lan bằng sóng tán xạ chỉ xảy ra ở dải tần sóng cực ngắn. Tổn hao lớn trên đường truyền quá tầm nhìn, làm méo dạng sóng do các sóng tới điểm thu có pha khác nhau và cũng có vùng lặn sóng. Dải sóng Radio truyền lan được xa phần lớn nhờ phản xạ (reflection) ở tầng điện ly mà chủ yếu bằng sóng khúc xạ (refraction). Tốc độ truyền qua mỗi mặt sóng ở tầng ion (Vi) khác với tốc độ truyền lan trong không khí thông thường; nó phụ thuộc vào độ tập trung của điện tử N (hay là mật độ) và tần số truyền sóng f, theo quan hệ:
  8. C c Vi = = 1 n ⎡ N ⎤ 2 ⎢1 − k i 2 ⎥ ⎢ ⎣ f ⎥⎦ Trong đó: ki : là hằng số nhân hay còn gọi là nhân tử. c : là tốc độ ánh sáng c = 3.108 m/s Trong điều kiện nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn thì giá trị n(1,0003. Cũng do hiện tượng phản xạ và qua nhiều bước sóng nhảy nên nhiều phần tử sóng đến điểm thu theo nhiều hướng với độ dài khác nhau, pha giữa chúng khác nhau sẽ gây hiện tượng giao thoa. Nếu có nhiều bước sóng đồng pha tại điểm thu thì mức tín hiệu được tăng cường, còn khác pha thì mức tín hiệu bị giảm nhỏ. Người ta gọi đó là hiện tượng pha đinh. Thời gian làm suy giảm tín hiệu đến mức không còn nghe được kéo dài từ 1/10 giây đến hàng chục giây hay lớn hơn. Nếu thời gian pha đinh (fading) dưới 5 phút gọi là pha đinh nhanh, thường nghe thấy ở dải sóng ngắn phát thanh và VHF. Còn thời gian pha đinh lớn hơn 5 giây gọi là pha đinh chậm, lấy giá trị trung bình trong ngày đêm. Hiện tượng pha đinh thường xuất hiện vào ban đêm và sáng sớm, ít thấy vào ban ngày. 3. Truyền lan sóng cực ngắn: Sóng cực ngắn truyền lan chủ yếu trên mặt phẳng sóng của tầng đối lưu ở băng tần VHF và UHF. Với bước sóng lớn hơn 5m thì sự truyền lan chủ yếu bằng tầng điện ly. Dải tần của nó từ 30MHz ( 300000MHz, tương ứng với bước sóng từ 1mm ( 10m. Để thuận tiện trong việc khai thác, ngưới ta chia dải sóng này thành hai băng tần. - Băng tần VHF có dải tần từ 30 MHz đến 300MHz thường dành cho làn sóng truyền hình. - Băng tần UHF có dải tần từ 470MHz đến 900MHz được dùng cho băng tần cao của truyền hình, còn ở bước sóng nhỏ hơn thì chủ yếu dùng cho thông tin chuyển tiếp như viba (microwave). Sóng cực ngắn có thể lan truyền trực tiếp trong tầm nhìn sau: D2 D1 Cöï ly nhìn h1 h1 Maët ñaát h2 B
  9. * Hình thể hiện: cự ly trong tầm nhìn, không có và có khúc xạ. Nhưng nó dễ bị hấp thụ ở mặt đất cùng các vật cản trên đường truyền như rừng rậm, đồi núi, cao ốc, hạt mưa và dễ bị đổi hướng truyền qua các khe núi, vách đá ... Hiện tượng nhiễu xạ theo phương truyền là không đáng kể so với truyền trực tiếp. Như vậy, sóng cực ngắn truyền lan xa hơn tầm nhìn là nhờ sóng khúc xạ và tán xạ ở tầng đối lưu. Cự li truyền lan ở trong tầm nhìn như vậy thì chỉ cần máy phát sóng có công suất từ vài watts đến chục watts; với máy thu có độ nhạy không cao lắm (vào khoảng 0,3mV) là thu được tốt và ổn định. Nếu cự ly giữa điểm thu và phát cách nhau không xa lắm thì có thể dùng công thức sau để tính: ( Dd = 3,57 h p + ht ) Trong đó Dd : là cự ly trong tầm nhìn thẳng (km,m) hp : là chiều cao anten phát (m) ht : là chiều cao anten thu (m) Trong trường hợp có tính đến khúc xạ (ở mức xa hơn tầm nhìn) thì cự ly được kéo dài thêm (Dr), và được tính theo cơng thức: Dr = 4,12⎛ h p + ht' ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ Trong đó: Dr : là cự ly có tính đến sóng khúc xạ (km,m) ĉ : là chiều cao anten thu (m) để nhận sóng khúc xạ Nếu cự ly từ điểm thu đến trung tâm phát ngắn hơn cự ly của tầm nhìn (D < Dd ), và khi đã thỏa mãn điều kiện ht .hp < D( /18 thì công thức tính cường độ điện trường tại điểm thu như sau: 2,18h p .ht PG E ef = λD 2 Trong đó: P: là công suất máy phát [W, KW] cung cấp cho anten phát. G: là độ lợi anten [lần] (: là độ dài bước sóng [m] Eef : là cường độ trường hiệu dụng tại điểm thu [mV/m] D: là cự ly [m,km] II. CẤU TRÚC VÀ ĐẶC TÍNH CỦA ANTEN- FIĐƠ: Anten và đường dây phiđơ là hai phần tử đặc biệt quan trọng để đưa năng lượng điện trường từ máy phát bức xạ ra không gian. Đường dây phiđơ được nối từ ngõ ra máy phát đến ngõ vào anten. Nó làm nhiệm vụ truyền năng lượng và
  10. phối hợp trở kháng giữa máy phát và anten. Nếu sự phối hợp trở kháng không đúng thì sẽ phát sinh sóng đứng làm tổn hao năng lượng, giảm hiệu suất và còn gây méo dạng sóng truyền. 1. Các đặc tính của anten: a. Hiệu suất anten: được biểu thị bằng tỉ số giữa công suất do anten bức xạ với công suất cung cấp cho anten (bao gồm công suất bức xạ và công suất tổn hao) qua công thức: P∑ η= P∑ + pth Công suất tổn hao (Pth) có thể do sự phối hợp trở kháng giữa dây phiđơ và anten chưa phù hợp, do cấu trúc anten có trở kháng bức xạ chưa thích hợp với bước sóng, do độ dẫn điện ở mặt đất xung quanh anten xấu, đặc biệt là anten trụ dùng cho sóng trung, sóng ngắn ... Để tăng cường độ dẫn điện ở phạm vi quanh anten trụ, người ta đã chôn ở độ sâu từ 0,3m - 0,5m các tấm đồng lá hoặc các dây đồng có đường kính ( = 0,3mm - 0,5mm theo hình rẽ quạt kéo dài từ chân trụ anten trở ra với độ dài ít nhất phải bằng 1/2 bước sóng. b. Điện trở bức xạ: R( biểu thị quan hệ giữa công suất bức xạ với dòng điện chạy qua một điểm bất kỳ của anten, được tính theo công thức: P∑ R∑ = 2 IA Trong đó các đơn vị tính R( [(], P( [W], IA [A], thông thường điện trở bức xạ được tính tại một điểm có giá trị cực đại hay một ngõ nối nào đó, ví dụ như tại ngõ vào. Điện trở bức xạ phụ thuộc vào kích thước anten so với độ dài bước sóng, vào hình dạng cấu trúc và một vài yếu tố khác của anten và được mô tả trên đặc tuyến sau: Rz 240 200 140 120 80 40 0 1/λ 0.4 0.8 1,2 1,4 1,6 2
  11. * Điện trở bức xạ của chấn tử đối xứng Từ đặc tuyến ta nhận thấy rằng, R( của anten sẽ tăng theo bước sóng cho đến khi độ dài của nó bằng một bước sóng (l = (). c. Tổng trở vào của anten: bao gồm điện trở bức xạ và điện trở tổn hao. Điện trở tổn hao của anten bao gồm các tổn hao năng lượng bức xạ đã nung nóng dây hay cây dẫn và chất cách điện của anten, tổn hao ở mặt đất và hệ thống dây đất gây nên. Nó được tính như sau: RA = R∑ + Rth Nếu tổng trở được tính tại điểm có dòng vào anten thì gọi là tổng trở vào, ký hiệu là ZA hay RA. Điện trở tổn hao phụ thuộc vào dạng cấu trúc anten, dải tần bước sóng. Khi giảm độ dài bước sóng thì điện trở tổn hao cũng giảm theo. Ở dải sóng trung chủ yếu là tổn hao do mặt đất, còn tổn hao do trụ bức xạ và vật liệu cách điện như các sứ không đáng kể. Ở dải sóng ngắn, điện trở tổn hao có thể bỏ qua. d. Đặc tính phương hướng anten: Hướng bức xạ anten được biểu thị bằng búp sóng hay còn được gọi là đặc tính phương hướng. Nó phụ thuộc vào biên độ tín hiệu theo búp hướng. Đồ thị đặc tính có thể được vẽ trên các mặt phẳng khác nhau, nhưng thông thường là trên mặt phẳng tròn theo hai toạ độ nằm ngang và thẳng đứng so với bề mặt đất. Đặc tính phương hướng được mô tả cho loại anten có phân cực thẳng đứng. Sau đây là hai hình vẽ mô tả đặc tính phương hướng anten theo điện trường trong tọa độ cực (Smith) và theo công suất bức xạ trong tọa độ phẳng (Decade). Đặc tính phương hướng bao giờ cũng có một búp hướng chính chứa mức năng lượng lớn và kèm theo các búp hướng phụ. Đánh giá đặc tính phương hướng bằng đơn vị độ rộng của búp chính tính ở mức nữa công suất bức xạ, đôi khi nó được tính ở mức 0,707 theo điện trường. Đồ thị này được mô tả với độ rộng là θo=50o. Ngoài thông số độ rộng (o đặc trưng cho tính hướng, còn có thông số về hệ số tính hướng sóng. Nó là đại lượng dùng để so sánh giữa anten có hướng và vô
  12. hướng. Đặc tính phương hướng theo điện trường có ký hiệu FA ((,v) với ( là góc hướng trong mặt phẳng ngang, v là góc trong mặt phẳng đứng so với trục. Lúc này, hệ số tính phương hướng có quan hệ với chúng và điện trở bức xạ theo công thức: 120 F A (ϕ , v ) 2 D= R∑ e. Đặc tính tần số và dải tần của anten: Anten coi như một mạch dao động có chọn lọc. Dải tần số làm việc của anten phải đảm bảo được hai tính năng là hiệu suất bức xạ và tính phương hướng. Dải tần làm việc của anten sẽ đảm bảo không làm méo dạng tín hiệu bức xạ và có độ rộng khoảng vài MHz. Muốn tìm độ rộng dải tần phải căn cứ vào đặc tính tần số của anten có các thông số xác định. IAf / IA0 1 0,8 0,6 0,4 0,2 f 0 6 7 8 9MHz Điển hình như đặc tính cộng hưởng tần số của chấn tử 1/2 bước sóng được vẽ với độ dài l=20m (tần số cộng hưởng là 7,5MHz), và trở kháng sóng (A = 500(. Do chấn tử 1/2 bước sóng có hướng tính yếu nên có thể bỏ qua sự biến đổi của đặc tính phương hướng theo tần số. Nếu tính từ mức 0,707 của giá trị dòng anten Iaf/Iao cực đại thì dải thông tần của anten 2(f = 1,25MHz. Dải thông tần của anten được tính: f0 RA 2Δf = 0,64 ρ l A λ 2. Aûnh hưởng của mặt đất đối với anten: Phần lớn các anten đều bố trí trên mặt đất và chịu ảnh hưởng về độ dài bước sóng mạnh mẽ. Mặt đất dẫn điện tốt ở dải sóng dài hơn 100m sẽ kém hơn khi
  13. bước sóng giảm và cách điện hoàn toàn ở sóng cực ngắn. Mặt đất ảnh hưởng đặc biệt với anten chấn tử không đối xứng. l l I I Ñaët tính ñaúng höôùng E I l * Mặt gương phản xạ đối với chấn tử đứng Mặt đất cũng ảnh hưởng đặc biệt đến hai thông số là điện trờ bức xạ và tính phương hướng. Nếu bề mặt đất dẫn điện tốt thì nó trở thành gương phản xạ. Dòng điện chạy trong chấn tử đứng sẽ chạy cùng chiều, còn trong chấn tử ngang thì chạy ngược chiều. Do vậy nó làm thay đổi tính hướng búp sóng giá trị điện trở bức xạ.

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản