intTypePromotion=1

Chương 4: Hệ thống bức xạ

Chia sẻ: Cao Van Manh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:46

0
85
lượt xem
12
download

Chương 4: Hệ thống bức xạ

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

Trong thực tế chúng ta cần độ định hướng cao nhằm thực hiện liên lạc ở khoảng cách lớn. Có hai cách thực hiện chính Tăng kích thước điện của Anten Phối hợp nhiều Anten với nhau (Antenna Array) Phương pháp phối hợp nhiều Anten với nhau theo một cấu trúc vật lý nào đó gọi là Array Anten (tạm dịch dãy Anten hay dàn Anten)

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Chương 4: Hệ thống bức xạ

  1. ươ ệ ố ứ ạ
  2. ệ ố ứ ạ ệ  Trong thực tế chúng ta cần độ định hướng cao nhằm thực hiện liên lạc ở khoảng cách lớn. Có hai cách thực hiện chính  Tăng kích thước điện của Anten  Phối hợp nhiều Anten với nhau (Antenna Array)  Phương pháp phối hợp nhiều Anten với nhau theo một cấu trúc vật lý nào đó gọi là Array Anten (tạm dịch dãy Anten hay dàn Anten)
  3. ệ ố ứ ạ ệ ạ  Anten Dipole Hertz jIm k  e jkR  E     sin  V / m 4  R       E  H A / m 
  4. ệ ố ứ ạ ệ  Array 2 phần tử dipole chiều dài hữu hạn đặt ngang theo trục Oz (trong mặt phẳng z0y)
  5. ệ ố ứ ạ ệ   j kr       j kr        E  E    j kI m   e   2       e  2  E i  cos 1  cos  2  r1 r2 1 2 4       Với: -β là sự khác pha giữa các elements -Giả sử biên độ là giống nhau -Giả sử điểm khảo sát là vùng xa Khi xeùt pha: 1  2   d r1  r  cos  ; 2 d r2  r  cos  ;
  6. ệ ố ứ ạ ệ Khi xeùt bieân ñoä: r1  r2  r Tröôøng böùc xaï ôû vuøng xa laø:   j kr       j kr    e    E  E  i  j kI m          2 e  2   E   cos 1  cos  2  r1 r2 1 2 4          E  i . j kIm.e  jkr 4 .r . cos  . e   j  kd cos    / 2 e  j  kd cos    / 2    kIm .e  jkr 1  . cos  .2 cos  kd cos      E  i . j 4 .r 2 
  7. ệ ố ứ ạ ệ    jkr kIme 1  cos   2 cos  kd  cos      E  i  j 4 .r 2  Tröôøng xa cuûa 1 dipole Array Factor (Heä soá daøn) 1  AF  2 cos  kd  cos     2  Tröôøng vuøng xa cuûa moät daøn anten goàm nhöõng phaàn töû ñoàng nhaát baèng tröôøng cuûa moät phaàn töû anten thaønh phaàn ñaët taïi ñieåm tham chieáu (thöôøng laø goác toaï ñoä) vaø heä soá daøn anten (AF) cuûa daøn anten ñoù.
  8. ệ ố ứ ạ ệ Nếu dàn Anten được đặt dọc theo các trục Ox, Oy ta có thể dùng công thức chuyển đổi giữa toạ độ Decard và toạ độ cầu. Ar = Ax.sinθ.cosφ + Ay.sinθ.sinφ + Az.cosθ Aθ = Ax.cosθ.cosφ + Ay.cosθ.sinφ - Az.sinθ Aφ = -Ax.sinφ + Ay.cosφ Ax = Ar.sinθ.cosφ + Aθ.cosθ.cosφ - Aφ.sinθ Ay = Ar.sinθ.sinφ + Aθ.cosθ.sinφ + Aφ.cosθ Az = Ar.cosφ - Aθ.sinφ
  9. ệ ố ứ ạ ệ Khi tính toaùn Antenna Array, caùc thoâng soá caàn bieát ban ñaàu laø:  Caáu truùc hình hoïc cuûa toaøn array  Thoâng tin veà töøng phaàn töû trong array  Khoaûng caùch giöõa caùc phaàn töû trong array  Bieân ñoä kích thích ban ñaàu cuûa caùc phaàn töû  Pha ban ñaàu cuûa caùc phaàn töû Caàn tính toaùn ñaëc tính cuûa array:  Caáu truùc tröôøng ñieän töø  Heä soá daøn (Array factor)  Ñoà thò ñònh höôùng, BWFN, HPBW, ñoä ñònh höôùng, coâng suaát böùc xaï, …
  10. ệ ố ứ ạ ệ ố ứ ạ ử ẳ ề  Các phần tử được bố trí dọc theo một đường thẳng theo trục Oz. Nếu các toạ độ được ký hiệu bởi Zi thì giá trị hệ số dàn cho bởi N 1 AF ( , )   I i e jkzi cos i 0    I C N 1 N 1 jkd cos AF ( ,  )   I i e jkd cos i i i Với C e i 0 i 0 Người ta chứng minh được:[1] N 1 N 1 AF ( ,  )   I i C i  I N 1  C  Ci  i 0 i 0 AF với N phần tử có thể biểu diễn như đa thức bậc N-1 của biến phức C và Ci là zero thứ i của đa thức
  11. ệ ố ứ ạ ệ ố ứ ạ ử ẳ ề N 1 AF ( ,  )  I N 1  C  Ci  i 0 Muốn xây dựng hệ số dàn với các Nulls trong các chiều cụ thể θi (i=1, …, N-1) => chọn zero cho đa thức trên Ci  e jkd cosi i  1,..., N  1 AF sẽ bằng 0 tại mỗi góc θi (i=1, …, N-1)
  12. ệ ố ứ ạ ệ ố ứ ạ ử ẳ ề  Ví dụ1: Xây dựng một hệ số dàn với 3 phần tử và các Nulls theo chiều θ=π/4 và θ=π/2. Cho biết khoảng cách giữa các phần tử là d=λ/4. Biết N 1 AF ( ,  )  I N 1  C  Ci  Tìm các Ii i 0
  13. ệ ố ứ ạ ệ ố ứ ạ ử ẳ ề  Giải:  Chọn C1  e jk0 cos( / 4) C2  e jk0 cos( / 2) I N 1  I 2  1 N 1 N 1 AF ( ,  )   I i C  I N 1  C  Ci  i i 0 i 0 N 1   AF ( ,  )  I N 1  C  Ci   1. C  e jkd cos( / 4) . C  e jkd cos( / 2)  i 0    e jkd cos( / 4)cos( / 2)   .  e jkd cos( / 4)  e jkd cos( / 2) .C  C 2  Suy ra I 0  e jkd cos( / 4)cos( / 2)   I1  .  e jkd cos( / 4)  e jkd cos( / 2)  I2  1
  14. ệ ố ứ ạ ệ ố ứ ạ ử ẳ ề  Ví dụ 2: Cho Anten dãy gồm 2 phần tử như lý thuyết. Tìm Nulls của vector trường tổng biết d=λ/4 và:  β=0  β = Л/2  β = -Л/2
  15. ệ ố ứ ạ ệ ố ứ ạ ử ẳ ề  Với β = 0:   kIme  jkr 1  cos   2 cos  kd  cos       Trường E  i  j 4 .r 2   Chuẩn hoá 1  Enorm  cos  .2 cos  kd cos     2   Nulls xảy ra khi Enorm = 0 o Cos θ = 0 o Cos [1/2(kd.cos θ+β)] =0  Kết luận Nulls chỉ xảy ra khi θ = 90o
  16. ệ ố ứ ạ ệ ố ứ ạ ử ẳ ề  Với β = π/2:  Chuẩn hoá 1  Enorm  cos  .2 cos  kd cos     2    Enorm  cos  .2 cos  cos  1 4   Nulls xảy ra khi Enorm = 0 o Cos θ = 0 o Cos [π/4.(cos θ+1] =0  Kết luận Nulls chỉ xảy ra khi θ = 90o và θ = 0o
  17. ệ ố ứ ạ ệ ố ứ ạ ử ẳ ề  Với β = -π/2:  Tương tự
  18. ệ ố ứ ạ ệ ố ứ ạ ử ẳ ề Heä thoáng tuyeán tính LUEESA – Linear Uniformaly Excited Equally Spaced Array laø daõy anten caùch ñeàu, kích thích bôûi doøng ñieän gioáng nhau veà pha vaø bieân ñoä  Moãi phaàn töû ñaúng höôùng  Bieân ñoä doøng ñieän kích thích ñeàu  Ñoàng pha  = 0
  19. ệ ố ứ ạ ệ ố ứ ạ ử ẳ ề Heä thoáng tuyeán tính LCPESA – Linear Cophasal Equally Spaced Array laø daõy anten caùch ñeàu, kích thích bôûi doøng ñieän gioáng nhau veà bieân ñoä vaø leäch pha ñeàu nhau  Moãi phaàn töû ñaúng höôùng  Bieân ñoä doøng ñieän kích thích ñeàu  Leäch pha luõy tieán (doøng ñieän phaàn töû thöù i leäch pha so vôùi phaàn töû thöù (i+1) moät goùc )
  20. ệ ố ứ ạ ệ ố ứ ạ ử ẳ ề Array factor cuûa daøn tuyeán tính leäch pha ñeàu nhau LCPESA AF  1  e j(kd cos   )  e j2(kd cos   )  ...  e j(N 1)( kd cos   ) N AF   e j(n 1)( kd cos   ) n 1 Ñaët goùc lệch pha   kd cos    ta coù N AF   e j(n 1) n 1  Coù theå ñieàu khieån AF baèng caùch thay ñoåi ! 20
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2