TRƯỜNG ĐIỆN TỪ &ANTEN

Chia sẻ: Cù Văn Thanh | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:90

Thêm vào BST

Báo xấu

89
lượt xem 19
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khai niệm về điện trường: là một môi trường vật chất bao quanh các điện tích, ở đó tồn tại lực tương tác giữa các điện tích.Mọi điện tích đặt trong điện trường đều bị điện trường tác dụng một lực, lực này tỷ lệ với độ lớn của điện tích và độ lớn của điện trường.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: TRƯỜNG ĐIỆN TỪ &ANTEN

ói VIỆT NAM ĐAI TIẾNG N TRƯỜNG CAO ĐẲNG PHAT THANH TRUYỀN HINH1 TRƯỜNG ĐIỆN TỪ &ANTEN HỆ CAO ĐẲNG. HÀ NAM NGÀY 16/12/2009. BIÊN SOẠN GV:THẠC SĨ CÙ VAN THANH. 17/12/2009 1
TỔNG QUAN VỀ MÔN HỌC 1.Nội dung ( gồm 2 phần :phần trường điện từ và phần anten.) Phần trường điện từ: Chương1:Tổng quan về trường điện từ. Chương2: Lan truyền trường điện từ trong khí quyển. Chương3:Lan truyền trường điện từ trong hệ thống hưu tuyến.. Phần anten: Chương1:Tổng quan về anten. Chương2: Kỹ thuật điều chỉnh anten. Chương3:Một số anten thông dụng. 2.Mục đich yeu cầu: +Cung cấp cho sinh vien một sú kiến thức cơ bản ,cô đọng về trường điện từ và anten. +Sinh vien có thể thiết kế được một ante đơn giản. 3.Thời gian thực hiện:( 45 tiết) 17/12/2009 2
PHẦN MỘT: TRƯỜNG ĐIỆN TỪ. 17/12/2009 3
PHẦN MỘT: TRƯỜNG ĐIỆN TỪ. CHƯƠNG1:TỔNG QUAN VỀ TRƯỜNG ĐIỆN TỪ. 1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA TRƯỜNG ĐIỆN TỪ. 1.2.TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TRƯỜNG . 1.3. TỔNG QUAN VỀ TỪ TRƯỜNG. 1.4. TỔNG QUAN VỀ TRƯỜNG ĐIỆN TỪ. 1.5.LUẬN ĐIỂM MAXWELL VỀ TRƯỜNG ĐIỆN TỪ. 1.6. HỆ PHƯƠNG TRỐNH MAXELL VỀ TRƯỜNG ĐIỆN TỪ. 17/12/2009 4
1.1.LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VÀ ỨNG DỤNG CỦA TRƯỜNG ĐIỆN TỪ. • 1844 dịch vụ điện báo dùng cap đồng ứng dụng điện bao của samuel f b more. • 1862.maxwell-người anh đa đưa ra 2 luận điểm và 4 phương trinh về song điện từ. • 1888.henri hertz –người đức ,đa thử nghiệm thành cụng việc tạo ra song điện từ và thu phat chung trong phong thi nghiệm.(song dài lw) • 1895. alexander popov- người nga đa chế tạo ra may thu phat vo tuến điện bao với cự ly thong tin gần 500m.(sóng dài –lw) • 1911 marcononi-người ý đa đưa may thu phat vo tuyến xuống tầu biển.(song dài , song trung-mw, lw ) • 1917-1943. may thu phat vo tuyến điện bao đa được sử dụng trong quan sự phục vụ chiến tranh.(dải song mw, sw,vhf) 17/12/2009 5
1.1.LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VÀ ỨNG DỤNG CỦA TRƯỜNG ĐIỆN TỪ. • 1950.hệ thống phat hinh , hệ thống điện bao hữu tuyến ra đời.(vhf,uhf) • 1960 hệ thống thu phat vệ tinh, tải ba ra đời.(dải song cm,mm) • 1970 hệ thống thong tin quang, hệ thống thong tin di động ra đời.(dải vhf,uhf,ghz,thz) • 1980 mạng internet ra đời.(thong tin số). • ngày nay đó xuất hiện cac hệ thong thong tin băn g rộng , tốc độ cao , đa dịch vụ …đỏp ứng được cac nhu cầu trao đổi thong tin của mọi người. 17/12/2009 6
1.2. TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TRƯỜNG . 1.2.1. Khai niệm về điện trường: là một môi trường vật chất bao quanh các điện tích, ở đó tồn tại lực tương tác giữa các điện tích.Mọi điện tích đặt trong điện trường đều bị điện trường tác dụng một lực, lực này tỷ lệ với độ lớn của điện tích và độ lớn của điện trường. 1.2.2.Vec tơ cường độ điện trường. là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh yếu của điện trường , nó được xác định bởi tỷ số giữa đại lượng véc tơ lực tác dụng của điện trường với điện tích đặt trong điện trường. + công thức xác định véc tơ cường độ điện trường: → → → F → + đơ n vị : V E= q = const → F= 1 q .q r .1 .2 m o 4πε ε .r r 2 1.2.3. Đường sức của điện trường : 0 là những đường cong,mà tiếp tuyến tại mỗi điểm của nó trùng với phương của véc tơ cường độ điện trường tại điểm đó ; chiều của đường sức là chiều của véc tơ cường độ điện trường . 17/12/2009 7
1.2.TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TRƯỜNG . 1.2.4.Vec tơ cảm ứng điện trường: đặc trưng cho độ mạnh yếu của điện trường , khong phụ thuộc vào moi trường đặt điện tich. → → → → → F q r D = ε oε E D = εε o = . qo 4πr 2 r 1.2.5.Thông lượng cảm ứng điện. là đại lượng đặc trưng cho mối quan hệ giưú điện tich và vec tơ cảm ứng điện . → → → dΦ e = D .d S → Φ e = ∫ Φ e = ∫ D.d S (s) (s) → → Φe = ∫ D.d S = ∑ q i 1.2.6. Định lý Ôxtrôgratxki-gaoư: (s) i điện thong qua một mặt kin bằng tổng đại số cac điện tich chứa trong mặt kin đo. 17/12/2009 8
1.3. TỔNG QUAN VỀ TỪ TRƯỜNG. 1.3.1.Khái niệm về từ trường: là một môi trường vật chất bao quanh các nam châm hoặc dòng điện, ở đó tồn tại lực tương tác giữa các dòng điện, hoặc tương tác giữa các cực của nam châm..mọi điện tich , dòng điện, đặt trong từ trường đều bị từ trường tác dụng một lực, lực này tỷ lệ với độ lớn của dòng điện và độ lớn của từ trường. 1.3.2.Véc tơ từ lực. là đại lượng đặc trưng cho lực tương tác của từ trường lên phần tử dòng điện đặt trong từ trường : → → → → µ .µ 0 I 0. dI 0 . ∧ ( I dI ∧ . r ) dF = . . 4π .r 3 1.3.3.Véc tơ cảm ứng từ. đặc cho độ mạnh yếu của từ trường do phần tử dòng điện gây ra tại điểm đang xét;nó phụ thuộc vào độ lớn của dòng điện, khoảng cách từ điểm đang xét tới phần tử gây ra từ trường → → → µ .µ 0 I dI ∧ r dB = . . 4π .r 3 1.3.4.Nguyên lý chồng chất từ trường: véc tơ cảm ứng từ tại một điểm do nhiều dòng điện gây ra thì bằng tổng các vộc tơ cảm ứng từ của các dòng điện thành phần: → → → → B = B + B + ... + B 1 2 n 17/12/2009 9
1.3. TỔNG QUAN VỀ TỪ TRƯỜNG. 1.3.5.Véc tơ cường độ từ trường. là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh yếu của từ trường không phụ thuộc vào ảnh hưởng của môi trường : → → B + công thức xác định . H= µµ 0 +đơn vị : a/m. 1.3.6. Đường sức của từ trường. là những đường cong trong từ trường , tiếp tuyến tại mọi điểm trùng với phương của véc tơ cảm ứng từ tại điểm đó.chiều của đường sức là chiều của từ trường. 1.3.7.Từ thông của từ trường: là số lượng đường sức gửi qua diện tích một mặt cong bất kỳ, nó được xác định bởi công thức : → → → → Φ = ∫ B.d S m dΦ = B .d S m (s) 17/12/2009 10
1.4. TỔNG QUAN VỀ TRƯỜNG ĐIỆN TỪ. 1.4.1.Khái niệm về trường điện từ: trường điện từ là một môi trường vật chất bao quanh dòng điện tích chuyển dời hoặc dòng điện , ở đó tồn tại sự chuyển đổi giữa điện trường và từ trường. 1.4.2.Tính chất của điện trường: 1 +trường điện từ có năng lượng: w = .∫ ( we + wh )dv. 2 v → 1 we = .∫ ε E 2 dv = ∫ we dv. 1 → 2 v wh = .∫ µ H 2 dv = ∫ wh dv. c 2 v v v= v = c, khiεµ = 1 εµ +trường điện từ lan truyền với vận tốc ánh sáng trong chân không. +tổng năng lượng của trường điện từ bằng tốc độ biến thiên điện từ trường, công suất sinh nhiệt, và nguòn ngoài có trong thể tích đó. → dw ∫ Πds = − s dt − pt − p ng 1.4.3.Phân loại trường điện từ: trường điện từ tự nhiên. trường điện từ nhân tạo. 17/12/2009 11
1.5.LUẬN ĐIỂM MAXWELL VỀ TRƯỜNG ĐIỆN TỪ. 1.5.1.Luận điểm 1 . +phát biểu luận điểm. bất kỳ một từ trường nào biến đổi theo thời gian cũng sinh ra một điện trưỡng xoáy. +công thức biểu diễn : → dạng tích phân: → → → → dạng vi phân → dB ∫ E dl = − c d B. ds dt ∫ s rot E = − dt 1.5.2.Luận điểm2. + phát biểu luận điểm. bất kỳ một điện trường nào biến đổi theo thời gian cũng sinh ra một từ trưỡng xoáy. +công thức biểu diễn : dạng tích phân: dạng vi phân: → → → → dD → → ∫ H dl = ∫ (τ + dt .).d S → → dD → c s rot H = J + dt 17/12/2009 12
1.6. HỆ PHƯƠNG TRÌNH MAXELL VỀ TRƯỜNG ĐIỆN TỪ. 1.6.1.Hệ phương trinh1: mô tả luận điểm 1. → → → → → → dB ∫ E dl = − ∫ B. ds c d dt s rot E = − dt 1.6.2.Hệ phương trình2: mô tả luận điểm 2. → → → → → → → dD → → →dD ∫ c H dl = ∫ ( j + s dt .).d S rot H = J + dt 1.6.3Hệ phương trình3: điện thông trong một thể tíchv, bao bởi mặt cong kín s: → → ∫ D.d S = ∫ δ dV = Q s v → div D = δ 1.6.4.Hệ phương trình4: từ thông gửu qua một mặt kín s. → → ∫ B.d S = 0 s div B = 0 17/12/2009 13
1.7.CÂU HỎI BÀI TẬP CUỐI CHƯƠNG. 1.Ai là người tìm ra trường điện từ đầu tiên? 2.Ai là người ứng dụng trường điện từ để liên lạc đầu tiên? 3.Ai là người đưa song điện từ vào thông tin đường biển? 4.Trường điện từ là gì? các đại lượng đặc trưng? 5.Trình bấy luận điểm của maxwell về trường điện từ? 6.Nêu ý nghĩa của các phương trình maxwell. 17/12/2009 14
CHƯƠNG2: TRUYỀN LAN TRƯỜNG ĐIỆN TỪ TRONG KHÍ QUYỂN. 17/12/2009 15
CHƯƠNG2: SỰ TRUYỀN LAN TRƯỜNG ĐIỆN TỪ TRONG KHÍ QUỂN. 2.1.TỔNG QUÁT VỀ TRƯỜNG ĐIỆN TỪ TRONG KHÍ QUYỂN. 2.2. SỰ TRUYỀN LAN TRƯỜNG ĐIỆN TỪ -–SÓNG ĐẤT. 2.3. SỰ TRUYỀN LAN TRƯỜNG ĐIỆN TỪ -–SÓNG TRỜI 2.4. SỰ TRUYỀN LAN TRƯỜNG ĐIỆN TỪ -–SÓNG THẢNG. 2.5. SỰ TRUYỀN LAN TRƯỜNG ĐIỆN TỪ -–SÓNG VÔ HƯỚNG. 2.6. SỰ TRUYỀN LAN TRƯỜNG ĐIỆN TỪ -–SÓNG ĐỊNH HƯỚNG. 17/12/2009 16
2.1.TỔNG QUÁT VỀ TRƯỜNG ĐIỆN TỪ TRONG KHÍ QUYỂN 2.1.1.Băng sóng vô tuyến điện và ứng dụng: dải sóng tần số bước sóng. ứng dụng lw (30-300) khz phát thanh, tt hàng không, hàng hải. mw (300-1600) khz phát thanh am, tt ngiệp dư sw (1,6-30) mhz phát thanh am,tt hàng hải vhf (30-300) mhz tv,radio-fm. uhz (300-1000) mhz tv,ttdiđộng, ttvt. shf (1-100) ghz ttvt,ttdiđộng. Thz 10exp(14-15 ) thz ttquang. 17/12/2009 17
2.1.TỔNG QUÁT VỀ TRƯỜNG ĐIỆN TỪ TRONG KHÍ QUYỂN 2.1.2. Đặc trưng của trường điện từ (sóng vô tuyến điện )và ứng dụng: thông số năng lượng:công suất bức xạ lớn hàng kw.cự ly càng xa thì công sất càng lớn. đặc trưng cho biên độ gồm có các thông số:um,im,pm. thông số nhận dạng:giúp cho quá trình thu sóng nhận và sử lý được dễ dàng.các thông số này gồm có: tần số sóng mang (fx,) góc dịch pha của sóng mang t,biênx độ của sóng mang. Φ các phương thức điều chế. phương thức điều chế tín hiệu rf tương tự: +am,pm,fm. phương thức điều chế tín hiệu số: +ask, fsk, psk. +ofdm.qbsk,mqam. 17/12/2009 18
2.1.TỔNG QUÁT VỀ TRƯỜNG ĐIỆN TỪ TRONG KHÍ QUYỂN 2.1.3.TÝnh c hÊt c ña s ãng v« tuyÕn ®iÖn . 1. VËn tèc lan truyÒn : v= c v = c, khiεµ = 1 εµ c = 3.10 8 m / s 2. TÝnh ph© cùc cña sãng ® n iÖn tõ: +Ph© cùc th¼ng. n +Ph© cùc trßn, n +Ph© cùc ElÝp. n 17/12/2009 19
2.2.SỰ LAN TRUYỀN SÓNG ĐIỆN TỪ –SÓNG ĐẤT. 2.2.1.Khái niệm ,tính chất về sóng đất: +sóng điện từ lan truyền từ phía phát tới phía thu bằng cách bò lan sát mặt đất. + tổn hao bởi hấp thụ , khúc xạ của chướng ngại. +bước sóng lớn hơn chướng ngại 2.2.2.ứng dụng : sử dụng trong phát thanh sóng dài, sóng trung, thông tin hàng hải. 17/12/2009 20