hần 1
Chương 1: Lịch sử phát triển anten
Chương 2: Mô tả các ñặc 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 ñường dây dẫn
Chương 3: Truyền sóng ống dẫn sóng
Chương 4: Truyền sóng qua cáp quang
32 trang |
Chia sẻ: nyanko | Lượt xem: 1367 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Bài giảng Anten và truyền sóng (tiếp theo), để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
11
Anten và truyền sóng
ThS. Phạm Minh Nam
2
Tài liệu tham khảo
Lê Tiến Thường-Trần Văn Sư ,Truyền sóng và
Anten, NXB ðại học Quốc Gia TPHCM –2010
Constantine A.Balanis, Antenna theory analysis
and design, John Wiley & Son.Inc.,1997.
David M. Pozar, Microwave Engineering, John
Wiley & Son.Inc, 1998
23
Chương trình môn học
Phần 1
Chương 1: Lịch sử phát triển anten
Chương 2: Mô tả các ñặc 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 ñường dây dẫn
Chương 3: Truyền sóng ống dẫn sóng
Chương 4: Truyền sóng qua cáp quang
4
ðánh giá
Tiểu luận
Hình thức làm ngoài giờ
Thời gian 3 tuần
Thi giữa kỳ
Hình thức thi tự luận
Thời gian thi 60 phút
Thi cuối kỳ
Hình thức thi tự luận
Thời gian thi 60 phút
35
Chương 1 Lịch sử phát triển Anten
ThS. Phạm Minh Nam
6
Lịch sử phát triển Anten
Anten là hệ thống cho phép truyền và nhận
năng lượng trường ñiện từ.
Anten có thể ñược xem như thiết bị dùng ñể
truyền năng lượng trường ñiện từ giữa máy
phát và máy thu mà không cần bất kỳ phương
tiện truyền dẫn tập trung nào như cáp ñồng,
ống dẫn sóng hoặc sợi quang
Anten ñược ưa chuộng trong việc chuyển tải
các trường ñiện từ ở tần số cao.
47
Lịch sử phát triển Anten
Các sóng trường ñiện từ chi phối hoạt ñộng của
Anten ñược diễn tả bởi hệ phương trình Maxwell
(1876).
Hệ phương trình Maxwell ñã thống nhất các ñịnh luật
trước ñó như Ampere, Faraday
1886: Heinrich Hertz kiểm chứng ñược sự tồn tại
sóng ñiện từ.
1897: Alexander Popov phát triển tuyến Anten thật
ñầu tiên có khả năng truyền xa 3 dặm.
8
Lịch sử phát triển Anten
1901: Guglielmo Marconi ñã hiện thực ñược thông tin
vô tuyến xuyên ðại Tây Dương.
1916: Lần ñầu tiên sử dụng ñiều biên ñể truyền tín
hiệu tiếng nói.
1934: Tạo ra hệ thống vô tuyến thương mại ñầu tiên
giữa Anh và Pháp hoạt ñộng ở 1.8G
1940-1945: Phát triển Anten dùng trong radar, Anten
phản xạ, Anten thấu kính, Anten dãy
Hiện nay Anten ñược sử dụng trong nhiều lĩnh vực
khác nhau như GPS, WLAN
59
Chương 2 Các đặc tính của Anten
ThS. Phạm Minh Nam
10
Các đặc tính của Anten
Trở kháng vào của Anten
Xem Anten như mạng một cửa
Trở kháng vào: ZA = RA + jXA
Thông thường RA gồm 2 thành phần
+ Rr là ñiện trở bức xạ
+ RL là ñiện trở tiêu hao của Anten
611
Các đặc tính của Anten
Trở kháng vào của Anten
Gọi PA là công suất hấp thụ tại ñầu vào Anten. VA
và IA là ñiện áp và dòng ñiện tại ñầu vào Anten.
{ }*Re
2
1
AAA IVP =
SA
A
SA
ZZ
Z
VV
+
=
SA
S
A
ZZ
V
I
+
=
2
2
2 As
AS
A
ZZ
RV
P
+
=
12
Các đặc tính của Anten
Trở kháng vào của Anten
Nếu không thoả ZA* = ZS thì chỉ có một phần công
suất của nguồn ñến ñược anten:
2
2
Ag
gA ||1
|ZZ|
RR4
q Γ−=
+
=
q ñược gọi là hệ số ghép công suất
S
S
A
R
V
P
8
2
=
SA qP P =
Nếu có phối hợp trở kháng liên hợp ZA* = ZS
713
Các đặc tính của Anten
Trở kháng vào Anten
Các phương trình trên cho phép ñánh giá công suất
PA (công suất hấp thụ bởi Anten) với PS trong ñó
quan tâm ñến hệ số q là hệ số ghép công suất giữa
máy phát và tải .
Khi ZS là thuần trở (XS = 0)
2
-1q Γ=
SA
SA
ZZ
ZZ
+
−
=Γ SA qP P =
14
Các đặc tính của Anten
Hiệu suất Anten
Gọi PA là tổng công suất do nguồn cung cấp ñến
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 ñược tại ngõ vào Anten
Lr
r
A
r
PP
P
P
P
e
+
==
Sự khác nhau giữa PA và Pr là do công suất tiêu
hao PL.
815
Các đặc tính của Anten
Hiệu suất Anten
Ñieän trôû böùc xaï Rr theå hieän phaàn coâng suaát coù ích ñöôïc
böùc xaï bôûi anten. Ñaây laø ñieän trôû töông ñöông tieâu thuï
löôïng coâng suaát baèng coâng suaát böùc xaï Pr.
Ñieän trôû tieâu hao RL theå hieän phaàn coâng suaát tieâu taùn bôûi
anten döôùi daïng nhieät do vaät lieäu laøm neân anten.
Neáu anten khoâng tieâu taùn thì RL = 0. Hieäu suaát anten theå
hieän phaàn coâng suaát böùc xaï treân Rr so vôùi coâng suaát treân
toaøn RA.
Lr
r
A
r
RR
R
P
Pe
+
==
16
Các đặc tính của Anten
Trường điện từ bức xạ tạo bởi Anten
Xét trường bức xạ trong hệ toạ ñộ cầu
917
Các đặc tính của Anten
Trường điện từ bức xạ vùng xa tạo bởi Anten
Trường ñiện ở vùng xa Anten có thể biểu diễn
Trong ñó
là ñộ thẩm từ và ñiện trong KGTD
r là khoảng cách từ Anten ñến ñiểm khảo sát
D là ñường kính hình cầu ngoại tiếp Anten
ðiều kiện vùng xa: r>>D, r>>λ, r>>
( )ϕϕθθ
−
ϕθ+ϕθ= i),(Fi),(F
r
e
)r(E
jkr rrrr
λ
π 2D
λπ=µεω= /2k 00
0,0 εµ
18
Các đặc tính của Anten
Trường điện từ bức xạ tạo bởi Anten
Nhận xét:
Trường ñiện lan truyền xa dần Anten theo
hướng
Trường ñiện suy hao theo 1/r vì sự mở rộng
hình cầu của sóng (hình cầu khảo sát)
Trường ñiện chỉ có các thành phần vuông
góc với chiều truyền sóng và
Cường ñộ của trường theo và phụ
thuộc vào hướng bức xạ và ñược xác ñịnh
bởi các hàm tương ứng là và ),(F ϕθθ),(F ϕθϕ
θi
r
ϕi
r
θi
r
ϕi
r
rir
10
19
Các đặc tính của Anten
Trường điện từ bức xạ tạo bởi Anten
Trường từ ở vùng xa Anten có thể biểu diễn
là trở sóng của môi trường. Trong không khí
ðiều kiện vùng xa: r>>D, r>>λ, r>>
( )ϕϕθθ ϕθϕθη iFiFr
e
rH
jkr rrrr
),(),(
1
)( +=
−
λ
π 2D
π
ε
µ
ηη 120
0
0
0 ===
{ })(1)( rExirH r
rrrr
η
=
η
20
Các đặc tính của Anten
Trường điện từ bức xạ tạo bởi Anten
Nhận xét:
Trường từ của Anten không có thành phần
dọc theo
Giống như sóng phẳng, cả trường ñiện và
trường từ ở vùng xa Anten ñều vuông góc
với phương truyền sóng và vuông góc với
nhau
rir
11
21
Các đặc tính của Anten
Cường độ, công suất trường điện từ
Vector Poynting trung bình, tức mật ñộ dòng công
suất của trường bức xạ [W/m2]
Nhận xét
Công suất chảy theo chiều trục xa dần Anten
Mật ñộ bức xạ suy giảm theo bình phương khoảng cách
( )
r
*
i),(F),(F
r
HERe)r(W
r
&r&rrr
⋅
ϕθ+ϕθ
η
=
×=
ϕθ
22
22
1
2
1
22
Các đặc tính của Anten
Cường độ, công suất trường điện từ
ðịnh nghĩa cường ñộ bức xạ [W/SteRadian]
=> Cường ñộ bức xạ không phụ thuộc vào r
Công suất bức xạ
ϕθ+ϕθ
η
==ϕθ ϕθ
222
2
1 ),(F),(F)r(Wr),(U r
( )rad
S
P W r dS= ∫∫
uurr r
12
23
Các đặc tính của Anten
Cường độ, công suất trường điện từ
Công suất bức xạ
( )rad
S
P W r dS= ∫∫
uurr r
∫∫ Ω=
S
rad dUP ),( ϕθ
ϕθθ ddd ..sin=Ω
24
Các đặc tính của Anten
Ví dụ 1
Một Anten bức xạ một trường ñược cho bởi
, giả sử hiệu suất Anten là 25%,
dòng ngõ vào Anten là 1A.
a) Vector mật ñộ bức xạ
b) Mật ñộ bức xạ
c) Cường ñộ bức xạ
d) Tổng công suất ñược bức xạ bởi Anten
e) ðiện trở Rr của Anten
f) ðiện trở RL của Anten
g) ðiện trở vào của Anten
h) Tổng công suất ñầu vào của Anten
θϕθθ sin),( =F
13
25
Các đặc tính của Anten
Ví dụ 1
Giải
a) Vector mật ñộ bức xạ
Với KGTD:
=>
[ ] rrr i
r
iFF
r
iW
rrrr
.sin
.2
1
.),(),(
.2
1
)( 2
2
22
2
θ
η
ϕθϕθ
η ϕθ
=+=
πη 120=
rr i
r
iW
rrr
.sin
.240
1
)( 2
2
θ
π
=
26
Các đặc tính của Anten
Ví dụ 1
b) Mật ñộ bức xạ Anten
c) Cường ñộ bức xạ
rr i
r
iW
rrr
.sin
.240
1
)( 2
2
θ
π
=
θ
π
ϕθ 22 sin
240
1
)(),( == riWrU
r
14
27
Các đặc tính của Anten
Ví dụ 1
d) Tổng công suất bức xạ bởi Anten
∫∫ Ω=
S
rad dUP ),( ϕθ
θθ
π
π
ϕθθ
π
πππ
ddd .sin
240
2
..sin
240
1
0
3
0
32
0 ∫∫∫ ==
∫∫ ∫==
S S
dddd ϕθθ
π
ϕθθθ
π
..sin
240
1
..sinsin
240
1 32
][
90
1
3
4
240
2
Wx ==
π
π
28
Các đặc tính của Anten
Ví dụ 1
e) ðiện trở Rr của Anten
f) ðiện trở RL của Anten
25.0=
+
==
Lr
r
A
r
RR
R
P
P
e
][
45
1.2
2 Ω==
A
r
r
I
P
R
( ) ][
15
1
45
1
.25.01 Ω=−=LR
15
29
Các đặc tính của Anten
Ví dụ 1
g) ðiện trở RA của Anten
h) Công suất tại ngõ vào của Anten
][
45
4
Ω=+= LrA RRR
][
90
4
Ω=+= LrA PPP
A
r
P
P
e =
30
Các đặc tính của Anten
Sự phân cực
Là hình ảnh ñể lại bởi ñầu mút của vetor trường
khi ñược quan sát dọc theo chiều truyền sóng
Ví duï: theo höôùng ñang quan saùt treân hình veõ laø phaân cöïc tuyeán tính
16
31
Các đặc tính của Anten
Sự phân cực
Phân cực của một Anten có thể ñược phân loại:
Tuyến tính
Tròn
Elip
Phân cực Anten là một ñặc tính phụ thuộc vào
chiều.
ðối với phân cực tròn hay Elip còn phân biệt
quay theo chiều kim ñồng hồ (tay phải) hay
ngược chiều kim ñồng hồ (tay trái)
32
Các đặc tính của Anten
Sự phân cực – Ví dụ
Ví dụ: Trường ñiện từ ở vùng xa ñược bức xạ
bởi anten như sau:
Xác ñịnh sự phân cực của Anten dọc theo
a) +x
b) +y
( )ϕθ θϕθ iji
r
e
rE
jkr rrrr
.sin..cos.sin)( +=
−
17
33
Các đặc tính của Anten
Sự phân cực – Ví dụ
Giải:
a) +x: 0,
2
== ϕ
π
θ xriiii yz ==−= ,,
rrrr
ϕθ
( )yz
jkx
iji
x
e
rE
rrrr
.)( +−=
−
34
Các đặc tính của Anten
Sự phân cực – Ví dụ
Nếu biểu diễn theo thời gian)(rE
rr
{ }tjetrEtrE ω−= ).,(Re),( rrrr
).(
)2/cos(
).(
)cos(
),( yz i
x
kxt
i
x
kxt
trE
rrrr πωω +−
+−
−
=
( )
+−=
−
yz
jkr
iji
r
e rr
.Re
+−=
−−
x
e
eie
x
e
i
jkr
j
y
tj
jkr
z .).(.).(Re
2
π
ω
rr
18
35
Các đặc tính của Anten
Sự phân cực – Ví dụ
Các thành phần trường theo z, y bằng nhau và
lệch pha nhau 900 => Dấu vết của ñỉnh vector
trường tổng hợp là hằng số theo thời gian
=> Trường ñược phân cực tròn.
Nếu nhìn theo chiều truyền sóng thì sóng ñược
phân cực tròn tay trái
).(
)2/cos(
).(
)cos(
),( yz i
x
kxt
i
x
kxt
trE
rrrr πωω +−
+−
−
=
36
Các đặc tính của Anten
Sự phân cực – Ví dụ
b) +y:
2
,
2
π
ϕ
π
θ ==
yriiii xz =−=−= ,,
rrrr
ϕθ
x
jky
i
y
e
jrE
rrr
..)(
−
−=
Trường ñiện theo thời gian cho bởi:
{ } xtj i
y
kyt
erEtrE
rrrrr
.
)2/cos(
).(Re),(
πωω −−==
19
37
Các đặc tính của Anten
Sự phân cực – Ví dụ
b) +y:
xi
y
kyt
trE
rrr
.
)2/cos(
),(
πω −−
=
Chỉ có thành phần trường ñiện theo phương x
=> Trường ñược phân cực tuyến tính dọc theo
trục x.
38
ðồ thị bức xạ của một Anten là một sự biểu
diễn bằng ñồ thị các tính chất bức xạ của một
Anten.
ðồ thị bức xạ có thể bao gồm các thông tin về
phân bố năng lượng, pha, sự phân cực trong
các trường bức xạ.
Thông thường quan tâm nhất là vẽ phân bố
năng lượng tương ñối trên hình cầu bao
quanh Anten và sẽ ñược tham khảo như ñồ thị
công suất.
Các đặc tính của Anten
Đồ thị bức xạ
),( ϕθU
20
39
Các đặc tính của Anten
Đồ thị bức xạ
Người ta thường
dùng mặt cắt
thay cho hình
khối không gian
ñể biểu diển ñồ
thị bức xạ
40
Các đặc tính của Anten
Đồ thị bức xạ
Khi vẽ ñồ thị bức xạ, thường so sánh chất lượng
Anten theo các chiều khác nhau, do ñó người ta
thường chuẩn hoá giá trị tối ña của hàm ñược vẽ là
ñơn vị. ðồ thị bức xạ bây giờ thành ñồ thị chuẩn hoá.
Cường ñộ bức xạ chuẩn hoá và hàm ñộ lớn của trường
như sau
max
),(
),(
F
F
Fn
ϕθ
ϕθ =
{ }πϕπθϕθ 20,0),,(maxmax ≤≤≤≤= UU
{ }πϕπθϕθ 20,0),,(maxmax ≤≤≤≤= FF
max
),(
),(
U
U
U n
ϕθ
ϕθ =
21
41
Các đặc tính của Anten
Đồ thị bức xạ
So sánh ñồ thị bức xạ với các ñáp ứng tần số khác nhau
42
Các đặc tính của Anten
Đồ thị bức xạ
Búp sóng chính
(Majorlope) xác
ñịnh hướng bức xạ
cực ñại của Anten
Búp sóng phụ là
các búp sóng còn
lại
22
43
Các đặc tính của Anten
Góc nữa công suất và góc bức xạ không đầu tiên
Góc nữa công suất (Half Power Beam Width - ñộ rộng
nữa công suất) và góc bức xạ không ñầu tiên (Beam
Width between First Nulls - ñộ rộng giữa các giá trị
không ñầu tiên) là ñặc tính bức xạ của Anten ñặc trưng
cho diện tích mặt cắt hai chiều của một chùm tia Anten
chính trong mặt phẳng cho trước.
44
Các đặc tính của Anten
Góc nữa công suất
HPBW là số ño của góc
bao quanh hướng bức
xạ cực ñại với cường ñộ
bức xạ chuẩn hoá lớn
hơn ½ trong mặt phẳng
ñó.
và chính là
số ño góc từ chiều giá
trị cực ñại của bức xạ
chính ñến giới hạn trái
và phải.
HP
rightθ
HP
leftθ
HP
left
HP
rightHPBW θθ +=
23
45
Các đặc tính của Anten
Góc bức xạ không đầu tiên
BWFN là góc giữa các
không ñầu tiên của ñồ
thị kề búp sóng chính.
và chính là
số ño góc không từ
chiều giá trị cực ñại của
bức xạ chính (búp sóng
chính) ñến giới hạn trái
và phải.
null
rightθ
null
leftθ
null
left
null
rightBWFN θθ +=
46
Các đặc tính của Anten
Góc nữa công suất và góc bức xạ không đầu tiên
Ví dụ
24
47
Các đặc tính của Anten
Góc khối của Anten
Góc khối của Anten
(ABSA) là góc khối của
chùm tia chính của một
Anten giả thuyết với ñiều
kiện là bức xạ cùng công
suất với Anten ñang
khảo sát nhưng với một
cường ñộ bức xạ là hằng
số bằng với cường ñộ
bức xạ cực ñại Umax của
Anten ñang khảo sát
( )
( )
( )
2
0 0
4max
, sin
,
,A
U d d
F d
U
π π
π
θ φ θ θ φ
θ φ
θ φ
Ω = = Ω
∫ ∫
∫∫
48
Các đặc tính của Anten
Góc khối của Anten
Vì diện tích mặt cầu là 4πr2
nên ta có góc khối 4π trên
toàn mặt cầu kín[1]
Diện tích vi phân mặt cầu
là
Góc khối vi phân là
ϕθθ= ddsinrdA 2
ϕθθ==Ω ddsinr/dAd 2
25
49
Hệ số hướng tính là tiêu chuẩn chất lượng
ñể ño các tính chất ñịnh hướng của Anten khi so
sánh với các Anten vô hướng.
Các đặc tính của Anten
Độ lợi hướng tính và hệ số định hướng
Hệ số ñịnh hướng
∫∫
π
Ωϕθ
π
=
4
a d),(U4
1
U
),( ϕθD
∫∫
=== ππ
ϕθθϕθ
ϕθπϕθϕθ
ϕθ
0
2
0
..sin),(
),(.4),(),(
),(
ddU
U
U
U
W
W
D
aa
Cường ñộ bức xạ trung bình
50
Các đặc tính của Anten
Độ lợi hướng tính và hệ số định hướng
Hệ số ñịnh hướng D:
A
max),(DD Ω
π
=ϕθ=
4
θϕθ 2sin5),( =U
θ
θθπ
θπ
ϕθθθ
θπ
ϕθ πππ
2
0
3
2
0
2
2
0
2
sin
2
3
.sin2.5
sin.5.4
..sin.sin5
sin.5.4
),( ===
∫∫∫ ddd
D
),( ϕθD
ðộ lợi hướng tính
Ví dụ: Một cường ñộ bức xạ Anten cho bởi
ðộ lợi ñịnh hướng D là cực ñại của
26
51
Các đặc tính của Anten
Độ lợi Anten
ðộ lợi Anten ñược ñịnh nghĩa
ðộ lợi công suất (là ñộ lớn cực ñại của ñộ lợi
Anten)
),(eD
P
),(U4
),(G
A
ϕθ=
ϕθπ
=ϕθ
A
max
max P
),(U4
),(GG
ϕθπ
=ϕθ=
52
Các đặc tính của Anten
Độ lợi Anten
Công suất bức xạ ñẳng hướng tương ñương
EIRP là tổng công suất mà nó ñược bức xạ bởi
Anten vô hướng , cường ñộ bức xạ bằng cường
ñộ bức xạ cực ñại của Anten ñang khảo sát.
][),(4 max WDPeDPGPUEIRP radAA ==== ϕθπ
27
53
Các đặc tính của Anten
Mức bức xạ phụ và tỉ số trước sau
Mức bức xạ phụ SSL (Side Lobe Level) là tỉ số của cường
ñộ bức xạ theo chiều bức xạ phụ lớn nhất (thường là bức
xạ phụ ñầu tiên sát bức xạ chính) với cường ñộ bức xạ
cực ñại
max
SLL
),(U
),(USLL
ϕθ
ϕθ
=
laïingöôïcchieàu
max
),(U
),(UFBR
ϕθ
ϕθ
=
FBR (Front to Back Ratio) là tỉ số của cường ñộ bức xạ
theo chiều bức xạ cực ñại và cường ñộ bức xạ theo
chiều ngược lại.
54
Các đặc tính của Anten
Các Anten thu
Giả sử một Anten thu ñược kích thích bởi sóng phẳng
ñến có góc tới và ñược ñặc tính bởi trường ñiện E
tại ñầu vào Anten
),( ϕθ
incE
r
incE
r
),( ϕθ Tải
RA
XA
RL
XLVc
VL
IL
28
55
Các đặc tính của Anten
Các Anten thu
Nếu phối hợp liên hợp ZA* = ZL:
Pc là công suất khả dụng phía thu
Nếu không phối hợp liên hợp ZA* # ZL:
2
2
||1
||
4
Γ−=
+
=
AL
LA
ZZ
RR
q
A
c
c
R
V
P
8
2
=
CL qP P =
56
Các đặc tính của Anten
Các Anten thu
Diện tích hiệu dụng của Anten
Công suất Pc bằng mật ñộ công suất S của sóng
tới nhân cho diện tích hiệu dụng Ae.
Sinc là mật ñộ công suất trung bình trong mặt phẳng tới
là vector phân cực liên quan ñến sóng tới
inc
incec SxpAP )ˆ,,( ϕθ=
incpˆ
η.2
2
inc
inc
E
S
r
=
E
E
pinc r
r
=ˆ
29
57
Các đặc tính của Anten
Các Anten thu
Diện tích hiệu dụng của Anten
là vector phân cực của Anten thu theo
chiều ñến của sóng tác ñộng
2ˆ).,(ˆ).,(
4
)ˆ,,( incince ppGpA ϕθϕθπ
λ
ϕθ =
),(ˆ ϕθp
58
Các đặc tính của Anten
Các Anten thu
• Khi một Anten không thể bức xạ ở một phân cực nào ñó
theo chiều cho trước thì nó cũng không thể nhận phân
cực từ chiều ñó.
GAem π
λ
4
=
• ðộ lợi của bộ thu theo chiều ñến của mặt phẳng tới (Khi một
Anten phát không hiệu quả theo chiều cho trước thì nó cũng
là bộ thu không hiệu quả ñối với sóng tác ñộng lên Anten từ
hướng ñó)
• Giá trị cực ñại của Ae trên tất cả các chiều và các phân cực
ñược xem như diện tích hiệu dụng tối ña, ký hiệu Aem
• Ae có thức nguyên m2
Diện tích hiệu dụng của Anten ñối với một chiều cho trước
thì tỉ lệ với:
30
59
Các đặc tính của Anten
Tuyến Anten
Thöôøng ñöôïc söû duïng khi caàn thieát keá moät tuyeán
thoâng tin
Theå hieän moái lieân quan giöõa coâng suaát anten phaùt
vaø anten thu ñaët caùch nhau moät khoaûng trong khoâng
gian.
60
Các đặc tính của Anten
Tuyến Anten
Pt = PRad Coâng suaát anten phaùt
Gt Ñoä lôïi coâng suaát anten phaùt
Dt Ñoä lôïi ñònh höôùng anten phaùt
et hieäu suaát anten phaùt
Γt Heä soá phaûn xaï anten phaùt
31
61
Các đặc tính của Anten
Tuyến Anten
o Pr = PRad Coâng suaát anten thu
o Gr Ñoä lôïi coâng suaát anten thu
o Dr Ñoä lôïi ñònh höôùng anten thu
o nr Hieäu suaát anten thu
o Γr Heä soá phaûn xaï anten thu
62
Các đặc tính của Anten
Tuyến Anten
Giaû söû anten phaùt ñaúng höôùng. Maät ñoä doøng coâng
suaát taïi ñieåm caùch anten phaùt moät khoaûng R laø:
Trong tröôøng hôïp anten phaùt khoâng ñaúng höôùng:
et laø hieäu suaát anten phaùt.
20 4 R
PeW tt
π
= Pt = PRad
22 44 R
),(DPe
R
),(GPW tttttttttt
π
ϕθ
=
π
ϕθ
=
32
63
Các đặc tính của Anten
Tuyến Anten
Goïi Ar laø dieän tích hieäu duïng cuûa anten thu, ta coù:
π
λ
ϕθ=
4
2
),(DeA rrrrr
( )
2
2
( , ) ( , )
4
t t t r r r t
r t r t r
D D P
P W A e e
R
λ θ φ θ φ
π
= =
( )2
2
4 R
),(D),(Dee
P
P rrrttt
rt
t
r
π
ϕθϕθλ
=
(COÂNG THÂÂÂ ÖÙÙÙÙC FRIIS )
Vaäy tæ leä coâng suaát thu vaø coâng suaát phaùt laø:
Coâng suaát anten thu thu ñöôïc laø:
64
Các đặc tính của Anten
Tuyến Anten
Neáu caùc anten ñöôïc phoái hôïp trôû khaùng, höôùng vaøo
nhau vaø phaân cöïc phuø hôïp thì D = Gmax = G0:
orotrt
t
r GG
R
ee
P
P 2
4
π
λ
=
2
4
r
t r
t
P
GG
P R
λ
π
=
Neáu caùc anten ñöôïc phoái hôïp trôû khaùng, khoâng toån
hao, höôùng vaøo nhau vaø phaân cöïc phuø hôïp thì: