Định nghĩa Anten:
Anten là thiết bị dùng để bức xạ và (hoặc) thu nhận năng lượng điện từ.Anten là thiết bị dùng để truyền năng luợng điện từ giữa máy phát và máy thu mà không cần phương tiện truyền dẫn tập trung.
Lịch sử phát triển của anten:
1886 Heinrich Hertz (Đức) đã kiểm tra sự tồn tại của sóng điện từ. Ông đã phát triển các dipole đơn giản, các anten vòng và các anten có thanh phản xạ đơn giản.
1897 Alexader Popov (Nga) Đã thiết lập tuyến anten thật đầu tiên với khoảng cách 3 dặm.
1901 Marconi đã thực hiện thông tin vô tuyến xuyên đại tây dương (tần số 60KHz).
262 trang |
Chia sẻ: haohao89 | Lượt xem: 4303 | Lượt tải: 5
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Bài giảng kỹ thuật anten truyền sóng, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
KỸ THUẬT ANTEN
TRUYỀN SÓNG
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. TRUYỀN SÓNG VÀ ANTEN – LÊ TIẾN THƯỜNG, TRẦN VĂN SƯ
2. LÝ THUYẾT VÀ KỸ THUẬT ANTEN – PHAN ANH
3. ANTENNA THEORY ANALYSIS AND DESIGN – CONSTANTINE A.
BALANIS
Phần 1 Anten
• Chương 1 Giới Thiệu Về Anten
• Chương 2 Các Đặc Tính Của Anten
• Chương 3 Lý Thuyết Anten
• Chương 4 Hệ Thống Bức Xạ
• Chương 5 Các Loại Anten
Phần 2 Truyền Sóng
• Chương 6 Truyền Sóng Trên Đường Dây dẫn
• Chương 7 Truyền Sóng Qua Ống dẫn Sóng
• Chương 8 Truyền Sóng Vô Tuyến
Phần 1 Anten
Chương 1 Giới Thiệu Về Anten
I. GIỚI THIỆU LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA ANTEN
Định nghĩa Anten:
Anten là thiết bị dùng để bức xạ và (hoặc) thu nhận năng lượng điện từ.
Anten là thiết bị dùng để truyền năng luợng điện từ giữa máy phát và máy
thu mà không cần phương tiện truyền dẫn tập trung.
Lịch sử phát triển của anten:
1886 Heinrich Hertz (Đức) đã kiểm tra sự tồn tại của sóng điện từ. Ông đã
phát triển các dipole đơn giản, các anten vòng và các anten có thanh phản
xạ đơn giản.
1897 Alexader Popov (Nga) Đã thiết lập tuyến anten thật đầu tiên với
khoảng cách 3 dặm.
1901 Marconi đã thực hiện thông tin vô tuyến xuyên đại tây dương (tần số
60KHz).
1916 lần đầu tiên tiếng nói được truyền đi bằng vô tuyến (điều biên).
1920 các hệ thống có thể đạt được đến tần số 1MHz, do đó kích thước
anten được giảm nhỏ.
1930 các nguồn phát dao động có thể đạt đến tần số hàng GHz (Klistron,
magnetron).
1934 hệ thống vô tuyến thương mại đầu tiên giữa Pháp và Anh được thiết
lập (1,8GHz).
1940-1945 nhằm phục vụ thế chiến thứ 2 nhiều phát minh trong việc phát
triển Rada, các anten phản xạ, các anten thấu kính.
1945- nay: kỷ nguyên của anten hiện đại, với nhiều công nghệ và kỹ thuật
mới đáp ứng cho Mạng lưới thông tin vô tuyến có tính toàn cầu và tốc độ
cao, băng thông rộng : (GPS, Wireless, GSM, CDMA, UWB, WiMax,
MIMO…).
II. CÁC LOẠI ANTEN
• Anten dây (thanh):
Dipole Anten vòng : tròn, vuông
Anten Helix
• Anten khe
Anten dạng loa kèn hình chóp
Anten dạng loa kèn hình nón (cone)
Ống dẫn sóng với đầu cuối hở
• Anten vi dải (patch - microstrip antennas):
Anten vi dải vuông, kích thích bằng đường truyền vi dải
Anten vi dải tròn, kích thích bằng cáp đồng trục
• Anten phản xạ
Mặt phản xạ parabol với nguồn
kích thích đặt phía trước
2 Mặt phản xạ parabol với nguồn
kích thích đặt phía sau
Mặt phản xạ phẳng
• Anten thấu kính
Hệ số khúc xạ n>1
Hệ số khúc xạ n<1
lồi – phẳng lồi – lồi lồi – lõm
Lõm – phẳng Lõm – lõm Lõm – lồi
• Hệ thống bức xạ (array antenna)
Anten Yagi Mảng các khe bức xạ
Mảng anten vi dải Mảng các khe trên ống dẫn sóng
Hình minh họa một số anten
Anten dipole nửa bước
sóng (λ/2=5mm)
f=29,9GHz
Cường độ điện trường đo tại mặt cầu cách anten 100m
Anten Yagi
Với chấn tử kích
thích l= λ/2=5mm
f=29,9GHz
Cường độ trường điện đo tại mặt cầu cách anten 100m
Anten Helix
D=4mm, f=1GHz
Cường độ điện trường đo tại mặt cầu cách anten 100m
III. MỘT SỐ HỆ THỨC GIẢI TÍCH VETOR
332211 ... iAiAiAA
• Vector:
r
• Hệ toạ độ cầu:
Mri
i
i
• Hệ toạ độ cầu:
Tọa độ điểm M xác định bởi:
),,( rM
Các vector đơn vị:
iiiiiiiii rrr
,,
321 ,, uuru
.sin .cos ,
.sin .sin ,
.cos
x r
y r
z r
Các hệ số Larmor (metric):
sin.,,1 321 rhrhh
Vector dịch chuyển:
idridridrdl r ..sin....
2 2 2
. .sin .dl dr r d r d
Vi phân diện tích:
idrdrdS
idrdrdS
idrdrdS rr
)..)((
)..sin.)((
)..sin.)(.(
Vi phân thể tích:
).sin.)(.)(( drdrdrdV
• Một số hệ thức vector
Tích vô hướng 2 vector:
332211 .... BABABABA
Tích vector:
321
321
321
BBB
AAA
iii
BA
Gradient: (tác động lên vô hướng):
3
33
2
22
1
11
.
1
.
1
.
1
. i
u
f
h
i
u
f
h
i
u
f
h
ffgrad
Divergence:
)()()(
1
. 321
3
213
2
132
1321
Ahh
u
Ahh
u
Ahh
uhhh
AAdiv
0
.
lim S
V
AdS
divA
V
Toán tử Laplace:
Tác động lên vô hướng:
2. .f f f div grad f
Tác động lên vector:
AAA
)..(
Curl:
332211
321
332211
321
1
AhAhAh
uuu
ihihih
hhh
AArotAcurl
0
.
. lim ln
S
Adl
curlA i
S
IV.BỨC XẠ ĐIỆN TỪ
• Từ những vùng có điện tích hay dòng điện biến thiên có thể bức xạ sóng
điện từ lan truyền trong không gian. Các vùng có điện tích hay dòng điện
biến thiên đó gọi là nguồn bức xạ.
• Chúng ta chỉ xét trường điện từ biến thiên điều hoà với tần số ω . Các đại
lượng của trường được biểu diễn bằng các biên độ phức.
• Thông thường, để xác định trường bức xạ, chúng ta phải giải phương trình
sóng để tìm thế vector A . Các vector điện trường và từ trường được suy ra
từ thế vector nay.
Phương trình sóng:
2A k A J
2
k
v
Với:
1
v
Nghiệm phương trình này:
'
1 ( ').
( ) '
4
jkR
V
J r e
A r dv
R
V’
'
1 ( ').
( ) '
4
jkR
V
J r e
A r dv
R
'
',
1
( , ) '
4
V
R
J r t
v
A r t dv
R
1,
',
1
( , ) .
4
i
i N i
R
J r t
v
A r t v
R
1 'J r
2 'J r
3 'J r
1 'r
2 'r
3 'r
r
M
y
x
z
1R
2R
3R
C’
'
1 ( ').
( ) '
4
jkR
C
I r e
A r dl
R
Nếu nguồn là dòng điện phân bố dài trên một đoạn cong C’, với dòng
điện thì nghiệm trở thành:
)'(rI
• Bức xạ điện từ của nguyên tố anten thẳng
'1 .
'.
4
jkR
z
C
I e
A dl i
R
. .
'
. .
1 .
'.
4
.
. . .
4 .
j k r
z
C
j k r
z z z
I e
A dl i
r
l I
e i A i
r
iAiAA rr
..
. .
. .
.
.cos . .cos
4 .
.
.sin . .sin
4 .
j k r
r z
j k r
z
l I
A A e
r
l I
A A e
r
H A rotA
iHH
.
Công suất bức xạ:
Một số nhận xét:
1) Từ biểu thức: với
rr itPtP
.)()( 0)( tPr
Như vậy ở miền xa năng lượng điện từ luôn luôn
truyền từ nguồn ra không gian chung quanh
theo hướng vector .
ri
2) Từ biểu thức:
2
. . . .. . . . .sinsin . .
4 . 2. .
j k r j k rI l k j j I lH e e
k r r
Hzer
klIj
E C
rkj ..sin.
.4
... ..
2
Suy ra : các vector E, H cùng pha, vuông
góc với nhau và vuông góc với
phương truyền
ri
3) Biên độ của E, H tỉ lệ nghịch với khoảng cách r. Còn mật độ
công suất bức xạ tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách r.
Suy ra Các mặt đẳng pha E, H là các mặt cầu có bán kính r=const
5) Từ biểu thức: 22
3
..
lIz
P mCbx
Công suất bức xạ tỉ lệ nghịch với bình phương bước sóng (tức tỉ lệ thuận với
bình phương tần số f. Công suất bức xạ càng lớn khi tần số càng cao.
4) Từ biểu thức:
)
2
..cos(
.2
sin..
)(
rkt
r
lI
tH m )(.)( tHztE C
6) Từ biểu thức:
2
. . . .. . . . .sinsin . .
4 . 2. .
j k r j k rI l k j j I lH e e
k r r
Hzer
klIj
E C
rkj ..sin.
.4
... ..
2
Các nhận xét 1, 2, 3, 4 được rút ra đối với nguyên tố anten thẳng , nhưng có
thể chứng minh rằng chúng cũng đúng với nguồn bức xạ phân bố bất kỳ.
CHƯƠNG 2 CÁC ĐẶC TÍNH CỦA ANTEN
A A AZ R jX
1. TRỞ KHÁNG VÀO CỦA ANTEN
~
,S SV Z Anten
AISR SjX
AR
AjX
SV
~
AV
2
1
2
S
A A
S A
V
P R
Z Z
.A t SP q P
2
1tq A S
A S
Z Z
Z Z
2. HIỆU SUẤT CỦA ANTEN
~
,S SV Z Anten
R
A
P
e
P
A A A
A R D A
Z R jX
Z R R jX
AISR SjX
RR
AjX
SV
~
AV
DR
(1 )D A R AP P P e P
2
2
2
1
. .
2
1
. .
2
1
. .
2
A A A
R R A
D D A
P R I
P R I
P R I
R R R
A A R D
P R R
e
P R R R
3. TRÖÔØNG ÑIEÄN TÖØ BÖÙC XAÏ TÖØ ANTEN
. .
ˆ ˆ( ) ( , ). ( , ).
j k re
E r F F
r
2
.k
Tröôøng ñieän ôû mieàn xa anten, moät caùch toång quaùt coù daïng
Cöôøng ñoä trường ñiện tæ leä nghòch vôùi r (cöôøng ñoä tröôøng caøng giaûm khi
caøng xa anten)
,
Cöôøng ñoä tröôøng ñieän phuï thuoäc höôùng böùc xaï:
. .
ˆ ˆ( ) ( , ). ( , ).
j k re
E r F F
r
Khi ñieåm quan saùt ñuû xa anten, tröôøng böùc xaï töø anten coù theå
ñöôïc xem laø soùng phaúng. Khi ñoù tröôøng töø H coù theå ñöôïc tính:
1
ˆ( ) ( )H r r E r
1 ˆ ˆˆ ˆ( ) . ( , ). ( , ).
jkre
H r r F r F
r
1 ˆ ˆ( ) . ( , ). ( , ).
jkre
H r F F
r
: Laø trôû khaùng soùng cuûa moâi tröôøng
Cz
. .
ˆ ˆ( ) ( , ). ( , ).
j k re
E r F F
r
1 ˆ ˆ( ) . ( , ). ( , ).
jkre
H r F F
r
Tröôøng ñieän vaø tröôøng töø ôû vuøng xa anten
thì vuoâng goùc gôùi nhau vaø vuoâng goùc vôùi
chieàu truyeàn soùng.
4. COÂNG SUAÁT TRÖÔØNG ÑIEÄN TÖØ BÖÙC XAÏ TÖØ ANTEN
Vector Poynting ñöôïc ñònh nghóa:
*1( ) . ( ) ( )
2
S r E r H r
Phaàn thöïc cuûa vector Poynting ñaëc tröng cho doøng coâng suaát cuûa tröôøng
ñieän töø. Noù ñöôïc goïi laø vector maät ñoä coâng suaát:
( ) Re ( )W r S r
. . *1ˆ ˆ ˆ ˆ( ) Re ( , ). ( , ). . ( , ). ( , ).
j k r jkre e
W r F F F F
r r
22
2
1
ˆ( ) ( , ) ( , )
2. .
W r F F r
r
22
2
1
ˆ( ) ( , ) ( , )
2. .
W r F F r
r
Vector maät ñoä coâng suaát coù höôùng cuûa vector r. Nhö vaäy ôû mieàn xa anten
coâng suaát chaûy theo chieàu tia xa daàn anten
Maät ñoä coâng suaát tæ leä nghòch vôùi bình
phöông cuûa r.
Maät ñoä coâng suaát:
22
2
1
( ) ( ) ( , ) ( , )
2. .
W r W r F F
r
Goùc khoái:
Goùc tính theo radian:
( )
dl
d rad
r
Goùc khoái tính theo steradian:
2
( )
dS
d sr
r
Vi phaân dieän tích:
( . ).( .sin . )dS r d r d
sin . .d d d
Cöôøng ñoä böùc xaï ñöôïc ñònh nghóa:Cường ñộ
bức xạ U của anten theo một hướng cho trước laø
coâng suất bức xạ treân moät ñôn vò goùc khoái theo
hướng ñoù.
2( ) . ( )U r r W r
Cöôøng ñoä böùc xaï khoâng phuï thuoäc vaøo r maø chæ phuï thuoäc .
,
Coâng suaát böùc xaï töø anten:
( ).R
S
P W r dS
dS
r
Mặt cầu
Coâng suaát böùc xaï göûi qua dieän tích dS:
2( ). ( ). .W r dS W r d r
222 1( , ) . ( ) ( , ) ( , )
2.
U r W r F F
ˆrˆ
r
M
ˆ
ˆ( . )( .sin . ).dS r d r d r
Choïn S laø maët caàu baùn kính r raát lôùn bao truøm toaøn boä anten
ˆ( ). .R
S
P W r r dS
( ).R
S
P W r dS
2
0 0
ˆ ˆ( ). . ( . )( .sin . ).RP W r r r d r d r
2
2
0 0
( ). .sin . .RP W r r d d
2
0 0
( , ). sin . .RP U d d
( , ).R
S
P U d
5. SÖÏ PHAÂN CÖÏC
Khi quan saùt tröôøng böùc xaï ôû raát xa anten. Taïi vò trí quan saùt coù theå xem nhö
tröôøng böùc xaï cuûa anten laø soùng phaúng: vector tröôøng ñieän E vaø tröôøng töø H
vuoâng goùc vôùi nhau vaø vuoâng goùc vôùi phöông truyeàn soùng. Tuy nhieân theo
thôøi gian vector tröôøng coù theå coù phöông coá ñònh hoaëc quay khi quan saùt doïc
theo höôùng truyeàn soùng.
Neáu vector tröôøng coù phöông coá
ñònh : phaân cöïc tuyeán tính.
Neáu vector tröôøng veõ thaønh 1
ñöôøng troøn : phaân cöïc troøn.
Neáu vector tröôøng veõ thaønh 1 ellip:
phaân cöïc ellip.
Chieàu quay coù theå laø cuøng chieàu
kim ñoàng hoà (right hand
polarization) hoaëc ngöôïc chieàu kim
ñoàng hoà (left hand polarization).
Ví duï: vector tröôøng ñieän cuûa anten ôû vuøng xa coù bieåu thöùc:
. .
ˆ ˆ( ) sin .cos . .sin .
j k re
E r j
r
Xaùc ñònh söï phaân cöïc cuûa tröôøng anten doïc theo: a) +x b)-x c)+y d)-y
a) Doïc theo truïc +x:
ˆ ˆ ˆˆ, 0, ; ,
2
r x z y
. .
ˆˆ( ) .
j k xe
E r z j y
x
( , ) Re ( ). j tE r t E r e
.
2ˆˆ( , ) Re . . . . .
jkx jkx
j
j t j te eE r t z e y e e
x x
cos( )
cos( ) 2ˆˆ( , ) . .
t kx
t kx
E r t z y
x x
x
y
z
anten
r
Ñieåm quan saùt
( , )E r t
ˆ zˆ
ˆ yˆ
Soùng phaân cöïc troøn tay traùi (quay ngöôïc chieàu
kim ñoàng hoà)
Tröôøng böùc xaï töø anten coù caùc kieåu phaân cöïc khaùc nhau tuøy theo höôùng.
Ngöôøi ta theå hieän söï ñaëc tröng phaân cöïc cuûa anten baèng moät vector phaân cöïc:
ˆ ˆ( , ). ( , ).
ˆ ( , )
( , )
F F
p
F
22
( , ) ( , ) ( , )F F F
. .
ˆ( ) ( , ). ( , )
j k re
E r F p
r
. .
ˆ ˆ( ) ( , ). ( , )
.
j k re
H r F r p
r
6. ÑOÀ THÒ BÖÙC XAÏ
Ñoà thò veà cöôøng ñoä tröôøng E hoaëc H.
Ñoà thò veà coâng suaát, maät ñoä coâng suaát tröôøng böùc xaï.
Ñoà thò cöôøng ñoä böùc xaï U.
Ñoà thò veà ñoä ñònh höôùng D .
Ñoà thò ôû daïng 3 D
Ñoà thò ôû daïng 2D: Heä toaï ñoä cöïc hoaëc heä toaï ñoä decard.
Thöôøng caùc ñoà thò ñöôïc veõ theo haøm ñaõ chuaån hoaù:
max
( , )
( , )n
F
F
F
max
( , )
( , )n
U
U
U
90
o
-90
o
0
o
180
o
60
o
-60
o
30
o
-30
o
120
o
-120
o
150
o
-150
o
0.5 1
0 50 100 150 200 250 300 350
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
7. ÑOÄ ROÄNG NÖÛA COÂNG SUAÁT, ÑOÄ ROÄNG GIÖÕA CAÙC GIAÙ TRÒ KHOÂNG
ÑAÀU TIEÂNÏ (-)
HPBW
HP
left
HP
right
1
( )
2
HP
n leftU
1
( )
2
HP
n rightU
BWFN
null
left
null
right
xy
z
A
8. GOÙC KHOÁI CUÛA ANTEN (-)
Goùc khoái cuûa anten laø moät goùc khoái theo chuøm
chính cuûa anten ñang khaûo saùt. Coâng suaát chaûy
qua goùc khoái ñoù baèng vôùi toaøn boä coâng suaát böùc
xaï cuûa anten. vôùi giaû thuyeát laø cöôøng ñoä böùc xaï
phaân boá trong goùc khoái phaân boá ñeàu vaø coù ñoä lôùn
baèng cöôøng ñoä böùc xaï cöïc ñaïi cuûa anten ñang
khaûo saùt.
Xeùt 2 anten: anten chuùng ta ñang khaûo saùt vaø
moät anten giaû thuyeát. Anten giaû thuyeát coù cöôøng
ñoä böùc xaï phaân boá ñeàu vaø baèng cöôøng ñoä böùc
xaïcöïc ñaïi cuûa anten ñang khaûo saùt.
( , ).R
S
P U d
Toång coâng suaát böùc xaï töø anten ñang khaûo saùt:
Coâng suaát böùc xaï qua goùc khoái cuûa anten giaû thuyeát:
A
( ) max
.
A
R AP U
max max
( , ).
( )SRA
U d
P
sr
U U
9. ÑOÄ ÑÒNH HÖÔÙNG, HEÄ SOÁ ÑÒNH HÖÔÙNG
Xeùt 2 anten: anten chuùng ta ñang khaûo saùt vaø moät anten giaû thuyeát. Anten giaû
thuyeát (ñaúng höôùng) coù cöôøng ñoä böùc xaï phaân boá ñeàu vaø coù cuøng coâng suaát böùc
xaï vôùi anten ñang khaûo saùt.
Ñoä ñònh höôùng D laø tæ soá giöõa cöôøng ñoä böùc xaï cuûa anten theo höôùng ñoù vaø
cöôøng ñoä böùc xaï cuûa anten ñaúng höôùng theo höôùng töông öùng vaø coù cuøng coâng
suaát böùc xaï.
Vaäy cöôøng ñoä böùc xaï cuûa anten ñaúng höôùng naøy baèng cöôøng ñoä böùc xaï trung
bình cuûa anten ñang khaûo saùt.
1
( , ).
4 4
R
a
S
P
U U d
( , )
( , )
a
U
D
U
Ñoä ñònh höôùng:
Heä soá ñònh höôùng:
max ( , )D D Max D
10. ÑOÄ LÔÏI CUÛA ANTEN
Trong tröôøng hôïp hieäu suaát e cuûa anten laø 100% thì ñoä lôïi cuûa anten theo
höôùng chính laø ñoä ñònh höôùng theo höôùng töông öùng.
Tröôøng hôïp toång quaùt ñoä lôïi cuûa anten:
( , ) . ( , )G eD
.R AP e P
( , ) 4 ( , )
( , )
4
A A
U U
G
P P
Ñoä lôïi cöïc ñaïi cuûa anten:
maxmax
4
( , )
A
U
G G Max G
P
11. ANTEN THU
LI
LR
LjX
AR
AjX
CV
~
LV
LZAnten
Taûi
incE
( , )
Khi coù söï phoái hôïp trôû khaùng giöõa
anten vaø taûi:
*
A LZ Z
Coâng suaát ñeán taûi laø lôùn nhaát:
2
8
C
L C
A
V
P P
R
Neáu khoâng coù söï phoái hôïp trôû khaùng:
.L r CP q P
2
4. .A L
r
L A
R R
q
Z Z
Dieän tích hieäu duïng cuûa anten thu
Khi bieát dieän tích hieäu duïng cuûa anten thì
coù theå tính ñöôïc coâng suaát khaû duïng cuûa
anten thu ñöa ñeán taûi:
. incC eP A S
incS
Laø maät ñoä coâng suaát trung bình cuûa soùng tôùi trong maët phaúng tôùi.
ˆ, ,e e incA A p
Laø dieän tích hieäu duïng cuûa anten
ˆ
incp
Laø vector phaân cöïc cuûa soùng tôùi
2
2.
inc
inc
E
S
LZAnten
Taûi
incE
( , )
ˆ
inc
inc inc
E
p
E
2
2
ˆ ˆ ˆ, , . , . , .
4
e inc incA p G p p
LI
LR
LjX
RR
AjX
CV
~
LV
Dieän tích hieäu duïng cuûa anten dipole Hertz:
,L R L AR R X X Khi phoái hôïp trôû khaùng :
2 2
21
2 2 8
C C
L C L R R
R R
V V
P P I R R
R R
2 2
2. 240
inc inc
inc
E E
S
2
2
30 CC
e inc inc
R
VP
A
S R E
.inc incC E lvôùi chieàu daøi l, soùng tôùi E taïo ra söùc ñieän ñoäng : V
2
280R
l
R
23
8
eA
1,5dipoleHertzD
2
4
e
D
A
2
2 2ˆ ˆ ˆ, , . , . , . , ( )
4
e inc incA p G p p m
Dieän tích hieäu duïng cuûa anten theo höôùng cho tröôùc tæ leä vôùi ñoä lôïi G
cuûa anten theo höôùng ñoù.
Heä soá cho thaáy: theo moät höôùng cho tröôùc neáu ôû cheá
ñoä phaùt anten khoâng theå böùc xaïvôùi moät kieåu phaân cöïc naøo ñoù thì ôû cheá ñoä
thu noù cuõng khoâng theå thu nhaän ñöôïc naêng löôïng cuûa tröôøng vôùi kieåu phaân
cöïc ñoù.
2
ˆ ˆ, . incp p
0 ˆ( ) . .sin .
jkre
E r E
r
,
2
ˆ.incE E
ˆˆ ( , )
2
p
ˆˆ
incp
ˆ ˆ( , ). 1 : maxincp p
l
z
rˆ
ˆ
M
O
r
I
ˆ
2
Anten
nguyeân toá thaúng
12. TUYEÁN ANTEN
LZ
Taûi
( , )r r
~
,S SV Z
( , )t t
r
,A tZ
,A rZ
Anten phaùt
Anten thu
.L r CP q P
Coâng suaát ñeán taûi:
ˆ, , . incC e r r t tP A p S
Dieän tích hieäu duïng cuûa anten
thu theo höôùng vôùi
phaân cöïc cuûa soùng tôùi laø
,r r
ˆ
tp
Maät ñoä coâng suaát böùc xaï töø
anten phaùt taïi vò trí anten
thu
Maät ñoä coâng suaát böùc xaï töø anten phaùt taïi vò trí anten thu:
22
, ,2
1
( ) ( , ) ( , )
2. .
t tW r F F
r
inc
tS
2
1
, , . ,inct t t t t tS W r U
r
, .
,
4
t t t A
t t t
G P
U
2
, .
4 .
t t t Ainc
t
G P
S
r
ˆ, , . incC e r r t tP A p S
22
2
ˆ ˆ. , . , . , . , .
4 .
r r r r r r t t t t t t A
C
G p p G P
P
r
22
2
ˆ ˆ. , . , . , . , .
4 .
r r r r r r t t t t t t A
C
G p p G P
P
r
22
2
ˆ ˆ. . , . , . , . , . .
4 .
r r r r r r r t t t t t t t S
L
q G p p G q P
P
r
.L r CP q P
.A t SP q P
, . ,r r r r r r rG e D , . ,t t t t t t tG e D
22
2
ˆ ˆ. . . , . , . , . , . . .
4 .
r r r r r r r r t t t t t t t t S
L
e q D p p D e q P
P
r
Ñaây laø Coâng thöùc truyeàn daãn Friis
22
2
ˆ ˆ. . . , . , . , . , . . .
4 .
r r r r r r r r t t t t t t t t S
L
e q D p p D e q P
P
r
. :r re q
Heä soá thể hiện maát maùt cuûa phía thu
. :t te q
Heä soá thể hiện maát maùt cuûa phía phaùt
2
ˆ ˆ, . ,r r r t t tp p
Heä soá thể hiện maát maùt do maát phoái hôïp phaân cöïc cuûa
tuyeán anten
2
:
4 .r
Heä soá maát maùt khoâng gian
Coâng thöùc tính coâng suaát nhaän ñöôïc ôû taûi phía thu tính theo dBm:
, ,
20log( ) 20log( )
ˆ ˆ20log , . ,
32,43
L S r r r t t t
t r r r r t t t
P dBm P dBm G dB G dB
r km f MHz
q dB q dB p p
CHÖÔNG 3
LYÙ THUYEÁT ANTEN
1. CAÙC PHÖÔNG TRÌNH MAXWELL VAØ