intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Trường điện từ: Chương 12 - Trần Quang Việt

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:32

Thêm vào BST
Báo xấu
3
lượt xem 2
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Trường điện từ" Chương 12: Đường dây truyền sóng và ứng dụng, được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Đường dây truyền sóng; Phương trình đường dây; Mô hình mạch cho đường truyền hai bảng KTH; Mô hình mạch cho đường dây truyền sóng có tổn hao; Phương trình đường dây truyền sóng; Đường dây không tổn hao trong viễn thông;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Trường điện từ: Chương 12 - Trần Quang Việt

  1. Trường điện từ Lecture 12 Đường dây truyền sóng và ứng dụng Electromagnetics Field  Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Đường dây truyền sóng Đường dây truyền sóng là hệ thống truyền dẫn định hướng Đường dây truyền sóng = 2 vật dẫn song song cách điện Sóng được kích hoạt trên đường dây nhờ đ.áp nguồn Đường dây truyền sóng truyền dẫn kiểu sóng TEM Vẽ ký hiệu đường dây truyền sóng: Nguồn Tải 0 ℓ z EEElectromagnetics& Systems 2015 : Signals Field   Tran QuangViet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT 1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  2. Trường điện từ Phương trình đường dây L.O.4.1 – Dẫn ra phương trình đường dây mô tả quan hệ áp dòng và các thông số điện trở, điện dẫn, điện dung và điện cảm phân bố. Electromagnetics Field  Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Mô hình mạch cho đường truyền hai bảng KTH  Xét sóng TEM trên đường truyền 2 bảng không tổn hao   conducting-plate E  E(z,t).a x   dielectric slab H  H(z,t).a y  Chuyển sóng điện từ thành sóng điện áp và sóng dòng điện: 0 z  (z,t)= E(z,t) s y z u(z,t)=E(z,t)d +++     H(z,t) Js (z,t)=H(z,t)a z i(z,t)=H(z,t)w E(z,t) ( = 0;  ; ) E(z,t)=u(z,t)/d d ---  H(z,t)=i(z,t)/w EEElectromagnetics& Systems 2015 : Signals Field   Tran QuangViet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT 2 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  3. Mô hình mạch cho đường truyền hai bảng KTH  Áp dụng hpt Maxwell:   H E H rotE   μ  μ t  z t  E H E rotH     t z t u  d i u i   L 0 z w t z t i  w u i u     C0 z d t z t μd L0 = : Điện cảm trên 1 đv chiều dài w  w : Điện dung trên 1 đv chiều dài C0 = d EEElectromagnetics& Systems 2015 : Signals Field   Tran QuangViet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Mô hình mạch cho đường truyền hai bảng KTH  Phương trình viết trên chiều dài z: i(z,t) i(z+z,t) + + u(z,t) u(z+z,t) - - z z+z u(z+z,t)  u(z,t) i(z,t) lim  lim[  L 0 ] z  0 z z  0 t i(z+z,t)  i(z,t) u(z+z,t) lim[  ]  lim[C 0 ] z  0 z z  0 t i(z,t) u(z,t)  u(z+z,t)=L 0 z t u(z+z,t) i(z,t)  i(z+z,t)=C 0 z t EEElectromagnetics& Systems 2015 : Signals Field   Tran QuangViet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT 3 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  4. Mô hình mạch cho đường truyền hai bảng KTH  Mô hình mạch tương đương trên đoạn z: z z z+z 0 ℓ Nhận xét: Sai lệch áp trên đoạn z là do điện cảm gây ra, sai lệch dòng là do điện dung gây ra Kết luận: điều này cũng đúng cho mô hình đường dây truyền sóng khác EEElectromagnetics& Systems 2015 : Signals Field   Tran QuangViet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Mô hình mạch cho đường dây truyền sóng có tổn hao  Chuyển từ mô hình không tổn hao sang mô hình có tổn hao: z z z+z 0 ℓ i(z,t) L0z i(z+z,t) + R0z + u(z,t) G0z u(z+z,t) - C0z - Không tổn hao Có tổn hao EEElectromagnetics& Systems 2015 : Signals Field   Tran QuangViet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT 4 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  5. Mô hình mạch cho đường dây truyền sóng có tổn hao  Các thông số đơn vị của các đường truyền cơ bản: Parallel-Plate Two-Wire Coaxial 2R S RS RS  1 1  R0 w a    2  a b  μd μ μ L0 cosh 1  d/2a  ln  b/a  w  2 εw πε 2πε C0 1 d cosh  d/2a  ln  b/a  G0 w π 2π  1 d cosh  d/2a  ln  b/a  πfμ c • L0: chỉ xét điện cảm ngoài.  R S  Re{η}  σc EEElectromagnetics& Systems 2015 : Signals Field   Tran QuangViet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Phương trình đường dây truyền sóng i(z,t) L0z i(z+z,t) i(z,t) i(z+z,t) + R0z + + + u(z,t) u(z+z,t) u(z,t) G0z u(z+z,t) - - - C0z - z z+z i(z,t) u(z,t)  u(z+z,t)=R 0 zi(z,t)  L 0 z t u(z+z,t) i(z,t)  i(z+z,t)=G 0 zu(z+z,t)  C 0 z t EEElectromagnetics& Systems 2015 : Signals Field   Tran QuangViet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT 5 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  6. Phương trình đường dây truyền sóng z z 0 ℓ u ( z , t ) i ( z , t )   R0 i ( z , t )  L0 z t i ( z , t ) u ( z , t )   G0u ( z , t )  C 0 z t EEElectromagnetics& Systems 2015 : Signals Field   Tran QuangViet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT EE 2003: Trường điện từ Đường dây không tổn hao trong viễn thông L.O.4.3 – Giải đường dây tổn hao và không tổn hao trong miền tần số để tính trở kháng vào, hệ số phản xạ, biểu đồ sóng đứng, kỹ thuật hòa hợp, dòng, áp và công suất. Electromagnetics Field  Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT 6 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  7. Phương trình đường dây dạng phức u i với:   L0  z t u  z, t   Re[U  z  e jt ]  i  C0 u  i  z, t   Re[I  z  e jt ] z t dU   j L 0  I   U  U(z) dz d I   I I(z)   j C 0 U dz (phương trình đường dây dạng phức) EEElectromagnetics& Systems 2015 : Signals Field   Tran QuangViet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Giải phương trình đường dây dạng phức  d 2U   ( j L 0 C0 ) 2 U  0 2 dz   U(z)  Me j z  Ne j z  U  U     z)  1  Me j z  Ne j z   I   I  I( Z0    I U  / Z ; I   U / Z  0 0 (Vận tốc pha)    L0 C0 :Hệ số pha (rad/m) v p   /   1 / L0 C 0 Z0  L0 / C 0 :Trở kháng đặc tính của đường dây EEElectromagnetics& Systems 2015 : Signals Field   Tran QuangViet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT 7 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  8. Nghiệm phương trình đường dây theo hướng SL  Áp dụng ĐKB tại z=0:  I1  I(z)  I2 + Zg + + +   ( ,Zo )   Eg U1 U(z) Z2 U 2 - - - - z d z=l z=0 d=0 d=l  U Z     I M  1 0 1  U1 (Sóng tới tại ngỏ vào)  U1  M  N   2      Z0I1  M  N N  U1  Z0I1  U (Sóng px tại ngỏ vào)     2 1 EEElectromagnetics& Systems 2015 : Signals Field   Tran QuangViet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Nghiệm phương trình đường dây theo hướng SL  Nghiệm dạng hàm mũ phức:  +   U( z)  U1 e j z  U1 e j z  U+  U    U / Z I1  1 0  I( z)  1 e  1 e  I+  j  z I  j  z  +   I I     U / Z I1  1 0  Nghiệm dạng lượng giác: U( z)  U1 cos(βz)  jZ01 sin(βz)   I    U1  I( z)   j Z sin(βz)  I1 cos(βz)  0 EEElectromagnetics& Systems 2015 : Signals Field   Tran QuangViet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT 8 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  9. Nghiệm phương trình đường dây theo hướng LS  Thay z  d   I1 I(d)  I2 + Zg + + +   ( ,Zo )   Eg U1 U(d) Z2 U 2 - - - - z d z=l  U + z=0  d=0 2 d=l U2  +   U(d )  U1 e j e j d  U1 e je j d  U+  U  +  j   j  d  j    j  d I(d )  I1 e e  I1 e e   +   I I  I2  I2 EEElectromagnetics& Systems 2015 : Signals Field   Tran QuangViet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Nghiệm phương trình đường dây theo hướng LS  Nghiệm dạng hàm mũ phức:      U(d )  U+e jβd  Ue jβd  U+  U    U / Z I2  2 0 2 2      U / Z  I(d )  2 e  2 e  I+ jβd I  jβd  +   I I I2 2 0  Nghiệm dạng lượng giác: U(d)  U2 cos(βd)  jZ02 sin(βd)   I   U I(d)  j 2 sin(βd)  2 cos(βd) I  Z0 EEElectromagnetics& Systems 2015 : Signals Field   Tran QuangViet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT 9 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  10. Hệ số phản xạ áp trên đường dây  Định nghĩa:   U U.e jβd   j2βd   2 G  G2.e G2q  2d   U U2 .ejβd Áp dụng điều kiện biên tại d=0 (tại tải): U2  Z22  I   U2  U+  U2 2   +   +   I2  I2  I2 =(U2  U2 ) / Z0   U Z2  Z0 (0  G2  1 )   2 G2 G2q  U Z2  Z0 (–q
  11. Hệ số phản xạ áp trên đường dây Im Bk G2  G2 d q Re d=l d=0 EEElectromagnetics& Systems 2015 : Signals Field   Tran QuangViet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Hệ số phản xạ áp trên đường dây Im Bk G2  G2 d q Re d=l d=0 EEElectromagnetics& Systems 2015 : Signals Field   Tran QuangViet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT 11 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  12. Hệ số phản xạ áp trên đường dây Im Bk G2  G2 d q Re d=l d=0 EEElectromagnetics& Systems 2015 : Signals Field   Tran QuangViet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Hệ số phản xạ áp trên đường dây Im Bk G2  G2 d q Re d=l d=0 EEElectromagnetics& Systems 2015 : Signals Field   Tran QuangViet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT 12 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  13. Hệ số phản xạ áp trên đường dây Im Bk G2  G2 d q Re d=l d=0 EEElectromagnetics& Systems 2015 : Signals Field   Tran QuangViet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Hệ số phản xạ áp trên đường dây Im Bk G2  G2 d q Re d=l d=0 EEElectromagnetics& Systems 2015 : Signals Field   Tran QuangViet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT 13 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  14. Hệ số phản xạ áp trên đường dây Im Bk G2  G2 d q Re d=l d=0 EEElectromagnetics& Systems 2015 : Signals Field   Tran QuangViet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Hệ số phản xạ áp trên đường dây Im Bk G2  G2 d q Re d=l d=0 EEElectromagnetics& Systems 2015 : Signals Field   Tran QuangViet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT 14 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  15. Hệ số phản xạ áp trên đường dây Im Bk G2  G2 d q Re d=l d=0 EEElectromagnetics& Systems 2015 : Signals Field   Tran QuangViet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Hệ số phản xạ áp trên đường dây Im Bk G2  G2 d q Re d=l d=0 EEElectromagnetics& Systems 2015 : Signals Field   Tran QuangViet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT 15 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  16. Hệ số phản xạ áp trên đường dây Im Bk G2  G2 d q Re d=l d=0 EEElectromagnetics& Systems 2015 : Signals Field   Tran QuangViet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Hệ số phản xạ áp trên đường dây Im Bk G2  G2 d q Re d=l d=0 EEElectromagnetics& Systems 2015 : Signals Field   Tran QuangViet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT 16 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  17. Hệ số phản xạ áp trên đường dây Im Bk G2  G2 d /2 q Re d=l d=0 EEElectromagnetics& Systems 2015 : Signals Field   Tran QuangViet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Hệ số phản xạ áp trên đường dây Im Bk G2  G2 d q  Re d=l d=0 G1 EEElectromagnetics& Systems 2015 : Signals Field   Tran QuangViet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT 17 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  18. Trở kháng vào trên đường dây  I1  I(d)  I2 + Zg + + +   ( ,Zo )   Eg U1 U(d) Z2 U 2 - - - - z d z=l Z in z=0 Z d  d=0 d=l  U(d) Z(d)   d) I( EEElectromagnetics& Systems 2015 : Signals Field   Tran QuangViet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Trở kháng vào trên đường dây  Xác định dùng nghiệm dạng mũ phức:    U+e jβd  Ue jβd 1  G(d) Z (d)  2 jβd  2  jβd Z (d)  Z0  +e   e I2 I2  1  G(d)  Xác định dùng nghiệm dạng lượng giác: U2 cos(βd)  jZ02 sin(βd)  I Z2 +jZ0 tg(βd) Z (d)  Z(d)=Z0 U  Z0 +jZ2 tg(βd) j 2 sin(βd)  I2 cos(βd) Z0 EEElectromagnetics& Systems 2015 : Signals Field   Tran QuangViet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT 18 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  19. Trở kháng vào trên đường dây  Trở kháng nhìn vào đầu đường dây Zin  I1  I(z)  I2 + Zg + + +   ( ,Zo )   Eg U1 U(z) Z2 U 2 - - - - z d z=l Z in z=0 Z z  d=0 d=l  U1  1G1 Z  jZ0tg() Zin  Z(d  )   Z0  Z0 2  I1  1G1 Z0  jZ2tg() EEElectromagnetics& Systems 2015 : Signals Field   Tran QuangViet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Trở kháng vào trên đường dây  Khi đó ta thay thế toàn bộ đường dây & tải bằng Zin để tính điện áp và dòng điện đầu đường dây   I1 Eg + Zg +   I1  Eg  Zin U1 Z g  Z in - - U1  Zin 1  I Z in EEElectromagnetics& Systems 2015 : Signals Field   Tran QuangViet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT 19 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
  20. Trở kháng vào trên đường dây  Ví dụ 1: Tính trở kháng nhìn vào đầu đường dây Zin biết chiều dài đường dây l=4/3, Z2=50+j60, Z0=75.  Ví dụ 2: Xác định chiều dài đường dây (tính theo bước sóng) để trở kháng nhìn vào đầu đường dây Zin thuần trở và xác định giá trị Zin này. EEElectromagnetics& Systems 2015 : Signals Field   Tran QuangViet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Ví dụ về xác định áp dòng trên đường dây Xác định điện áp và dòng điện phức tại đầu, cuối và chính giữa đường dây biết l=4/3, Z2=50+j60, Z0=75, Zg=75, Eg=500 (V) Xác định điện áp tới và phản xạ phức tại đầu, cuối và chính giữa đường dây.  I1  I2 + Zg + +  Eg  U1 ( ,Zo )  Z2 U 2 - - - z d z=l z=0 d=0 d=l EEElectromagnetics& Systems 2015 : Signals Field   Tran QuangViet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT 20 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2