Chương 1: Lịch sử phát triển anten

Chia sẻ: Cao Van Manh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:65

Thêm vào BST

Báo xấu

172
lượt xem 24
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Anten là hệ thống cho phép truyền và nhận năng lượng trường điện từ. Anten có thể được xem như thiết bị dùng để truyền năng lượng trường điện từ giữa máy phát và máy thu mà không cần bất kỳ phương tiện truyền dẫn tập trung nào như cáp đồng, ống dẫn sóng hoặc sợi quang… Anten được ưa chuộng trong việc chuyển tải các trường điện từ ở tần số cao.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Chương 1: Lịch sử phát triển anten

ề Lecturer: M.Eng. P.T.A. Quang 1
Tài liệu tham khảo [1] - Lê Tiến Thường-Trần Văn Sư ,Truyền sóng và Anten, NXB Đại học Quốc Gia TPHCM –2010 [2] Constantine A.Balanis, Antenna theory analysis and design, John Wiley & Son.Inc.,1997. [3] David M. Pozar, Microwave Engineering, John Wiley & Son.Inc, 1998 2
Chương trình môn học  Phần 1  Chương 1: Lịch sử phát triển anten  Chương 2: Mô tả các đặc tính bức xạ của anten  Chương 3: Lí thuyết anten  Chương 4: Hệ thống bức xạ  Chương 5: Các loại anten  Phần 2  Chương 1: Truyền sóng vô tuyến  Chương 2: Truyền sóng đường dây dẫn  Chương 3: Truyền sóng ống dẫn sóng  Chương 4: Truyền sóng qua cáp quang 3
Đánh giá  Tiểu luận  Thi giữa kỳ  Hình thức thi tự luận  Thời gian thi 60 phút  Thi cuối kỳ  Hình thức thi tự luận  Thời gian thi 90 phút(45 tiết), 60 phút(30 phút) 4
ươ ị ử ể 5
ị ử ể  Anten là hệ thống cho phép truyền và nhận năng lượng trường điện từ.  Anten có thể được xem như thiết bị dùng để truyền năng lượng trường điện từ giữa máy phát và máy thu mà không cần bất kỳ phương tiện truyền dẫn tập trung nào như cáp đồng, ống dẫn sóng hoặc sợi quang…  Anten được ưa chuộng trong việc chuyển tải các trường điện từ ở tần số cao. 6
ị ử ể  Các sóng trường điện từ chi phối hoạt động của Anten được diễn tả bởi hệ phương trình Maxwell (1876).  Hệ phương trình Maxwell đã thống nhất các định luật trước đó như Ampere, Faraday…  1886: Heinrich Hertz kiểm chứng được sự tồn tại sóng điện từ.  1897: Alexander Popov phát triển tuyến Anten thật đầu tiên có khả năng truyền xa 3 dặm. 7
ị ử ể  1901: Guglielmo Marconi đã hiện thực được thông tin vô tuyến xuyên Đại Tây Dương.  1916: Lần đầu tiên sử dụng điều biên để truyền tín hiệu tiếng nói.  1934: Tạo ra hệ thống vô tuyến thương mại đầu tiên giữa Anh và Pháp hoạt động ở 1.8G  1940-1945: Phát triển Anten dùng trong radar, Anten phản xạ, Anten thấu kính, Anten dãy…  Hiện nay Anten được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như GPS, WLAN… 8
ươ ặ ủ ở ủ ệ ấ ủ ườ ệ ừ ượ ạ ở ấ ườ ệ ừ ự ự ồ ị ứ ạ ộ ộ ử ấ ộ ộ ị ầ ố ủ ộ ợ ướ ệ ố ị ướ ộ ợ ứ ứ ạ ụ ủ ế 9
ươ ặ ủ ở ủ  Xem Anten như mạng một cửa Trở kháng vào: ZA = RA + jXA Thông thường RA gồm 2 thành phần + Rr là điện trở bức xạ + RL là điện trở tiêu hao của Anten 10
ươ ặ ủ ở ủ  Gọi PA là công suất hấp thụ tại đầu vào Anten.VA và IA là điện áp và dòng điện tại đầu vào Anten.   2 1 VS RA PA  Re VA I A * PA  2 2 Zs  Z A 2 ZA VA  VS Z A  ZS VS IA  Z A  ZS 11
ươ ặ ủ ở ủ Nếu có phối hợp trở kháng liên hợp ZA* = ZS 2 VS PA  8RS Nếu không thoả ZA* = ZS thì chỉ có một phần công suất của nguồn đến được anten: 4 RA Rg q PA  qPS | Z g  Z A |2 q được gọi là hệ số ghép công suất 12
ươ ặ ủ ở Khi ZS là thuần trở (XS = 0) Z A  ZS PA  qPS q  1-  2  Z A  ZS Các phương trình trên cho phép đánh giá công suất PA (công suất hấp thụ bởi Anten) với PS trong đó quan tâm đến hệ số q là hệ số ghép công suất giữa máy phát và tải . 13
ươ ặ ủ ệ ấ  Gọi PA là tổng công suất do nguồn cung cấp đến Anten, Pr là công suất bức xạ, PL là công suất tiêu hao do toả nhiệt (PA = Pr + PL).  Hiệu suất bức xạ của Anten là tỉ số giữa công suất bức xạ và công suất nhận được tại ngõ vào Anten Pr Pr e  PA Pr PL  Sự khác nhau giữa PA và Pr là do công suất tiêu hao PL. 14
ươ ặ ủ ệ ấ PГ PL Ps Pa Pr Pr Rr e  PA R r  R L 15
ươ ặ ủ ườ ệ ừ ứ ạ ạ ở  Xét trường bức xạ trong hệ toạ độ cầu 16
ươ ặ ủ ườ ệ ừ ứ ạ ạ ở  Trường điện ở vùng xa Anten có thể biểu diễn   e jkr     E( r )  F (, ) i  F (, ) i r  Trong đó k   00  2 /  0,  0 là độ thẩm từ và điện trong KGTD r là khoảng cách từ Anten đến điểm khảo sát D là đường kính hình cầu ngoại tiếp Anten D 2  Điều kiện vùng xa: r>>D, r>>, r>>  17
ươ ặ ủ ườ ệ ừ ứ ạ ạ ở  Nhận xét:  Trường điện lan truyền xa dần Anten theo hướng ir  Trường điện suy hao theo 1/r vì sự mở rộng hình cầu của sóng (hình cầu khảo sát)  Trường điện chỉ có các thành phần vuông góc với chiều   truyền sóng i và i    Cường độ của trường theo i và i phụ thuộc vào hướng bức xạ và được xác định bởi các hàm tương ứng là F (, ) và F (, ) 18
ươ ặ ủ ườ ệ ừ ứ ạ ạ ở  Trường từ ở vùng xa Anten có thể biểu diễn     1   H (r )  ir  E (r )    1 e  jkr   H (r )   r F ( , )i  F ( , )i   là trở sóng của môi trường. Trong không khí 0   0   120 0 D 2  Điều kiện vùng xa: r>>D, r>>, r>>  19
ươ ặ ủ ườ ệ ừ ứ ạ ạ ở  Nhận xét:  Trường từ của Anten không có thành phần dọc theo ir   Giống như sóng phẳng, cả trường điện và trường từ ở vùng xa Anten đều vuông góc với phương truyền sóng và vuông góc với nhau 20