1
Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Electromagnetics Field
Đường dây truyền sóng và ứng dụng
Lecture 12
Trường điện từ
EE 2015 : Signals & Systems Tran Quang Viet – FEEE - HCMUT
Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Electromagnetics Field
Đường dây truyền sóng
Đường dây truyền sóng = 2 vật dẫn song song cách điện
Đường dây truyền sóng truyền dẫn kiểu sóng TEM
Sóng được kích hoạt trên đường dây nhờ đ.áp nguồn
Đường dây truyền sóng là hệ thống truyền dẫn định hướng
ℓz
0
Vẽ ký hiệu đường dây truyền sóng:
Nguồn Tải
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
2
Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Electromagnetics Field
Phương trình đường dây
Trường điện từ
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.
EE 2015 : Signals & Systems Tran Quang Viet – FEEE - HCMUT
Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Electromagnetics Field
Mô hình mạch cho đường truyền hai bảng KTH
Xét sóng TEM trên đường truyền 2 bảng không tổn hao
x
E E(z,t).a
y
H H(z,t).a
conducting-plate
dielectric slab
(= 0; ; )
z
H(z,t)
E(z,t)
0
d
zy
s
(z,t)= E(z,t)
+
-
+ +
--
s
J (z,t)=H(z,t)az
i(z,t)=H(z,t)w
u(z,t)=E(z,t)d
H(z,t)=i(z,t)/w
Chuyển sóng điện từ thành sóng điện áp và sóng dòng điện:
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
3
EE 2015 : Signals & Systems Tran Quang Viet – FEEE - HCMUT
Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Electromagnetics Field
Áp dụng hpt Maxwell:
H
rotE μ
t
E
rotH
t
E H
μ
z t
H E
z t
0
u i
L
z t
0
i u
C
z t
u id
z w t
i u
w
z d t
0
μd
L = w
0
w
C =
d
: Điện cảm trên 1 đv chiều dài
: Điện dung trên 1 đv chiều dài
Mô hình mạch cho đường truyền hai bảng KTH
EE 2015 : Signals & Systems Tran Quang Viet – FEEE - HCMUT
Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Electromagnetics Field
Phương trình viết trên chiều dài z:
0
0 0
u(z+ z,t) u(z,t) i(z,t)
lim lim[ L ]
z
z z
t
0
0 0
i(z+ z,t) i(z,t) u(z+ z,t)
lim[ ] lim[C ]
z
z z
t
0
i(z,t)
u(z,t) u(z+ z,t)=L z
t
0
u(z+ z,t)
i(z,t) i(z+ z,t)=C z
t
z+z
z
+
-
u(z+z,t)
u(z,t)
+
-
i(z+z,t)
i(z,t)
Mô hình mạch cho đường truyền hai bảng KTH
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
4
EE 2015 : Signals & Systems Tran Quang Viet – FEEE - HCMUT
Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Electromagnetics Field
Mô hình mạch tương đương trên đoạn z:
ℓ
z
0z z+z
Mô hình mạch cho đường truyền hai bảng KTH
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
EE 2015 : Signals & Systems Tran Quang Viet – FEEE - HCMUT
Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Electromagnetics Field
ℓ
z
0z z+z
Mô hình mạch cho đường dây truyền sóng có tổn hao
R0z
L0z
G0z
C0z
i(z,t) i(z+z,t)
u(z,t)
+
-
u(z+z,t)
+
-
Chuyển từ mô hình không tổn hao sang mô hình có tổn hao
:
Không tổn hao Có tổn hao
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
5
EE 2015 : Signals & Systems Tran Quang Viet – FEEE - HCMUT
Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Electromagnetics Field
Mô hình mạch cho đường dây truyền sóng có tổn hao
Các thông số đơn vị của các đường truyền cơ bản:
R0
L0
C0
G0
Parallel-Plate Two-Wire Coaxial
S
2R
w
S
R
a
S
R
1 1
2 a b
μd
w
1
μ
cosh d/2a
μ
ln b/a
2
εw
d
1
πε
cosh d/2a
2
πε
ln b/a
w
d
1
π
cosh d/2a
2π
ln b/a
c
S
c
πfμ
R Re{η}
σ
•L0: chỉ xét điện cảm ngoài.
EE 2015 : Signals & Systems Tran Quang Viet – FEEE - HCMUT
Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Electromagnetics Field
Phương trình đường dây truyền sóng
R0z
L0z
G0z
C0z
i(z,t) i(z+z,t)
u(z,t)
+
-
u(z+z,t)
+
-
0 0
i(z,t)
u(z,t) u(z+ z,t)=R zi(z,t) L z
t
0 0
u(z+ z,t)
i(z,t) i(z+ z,t)=G zu(z+ z,t) C z
t
z+z
z
+
-
u(z+z,t)
u(z,t)
+
-
i(z+z,t)
i(z,t)
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt