SỰ BỨC XẠ CỦA ANTEN VÒNG

MỤC TIÊU BÀI HỌCSau khi học xong bài này người học có khả năng:  Về kiến thức: • Trình bày được đặc điểm của anten khung nhỏ • Trình bày được sự bức xạ của anten khung nhỏ • Tri

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG THƯƠNG TP.HCM

KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ-VIỄN THÔNG

SỰ BỨC XẠ CỦA ANTEN VÒNG

Giáo sinh : Trần Thị Mỹ Quyên Email: tranthimyquyen1702@gmail.com

3/2016

MỤC TIÊU BÀI HỌC

Sau khi học xong bài này người học có khả năng:

 Về kiến thức:

• Trình bày được đặc điểm của anten khung nhỏ

• Trình bày được sự bức xạ của anten khung nhỏ

• Trình bày được các đặc tính thông số của anten khung nhỏ

 Về kỹ năng

• Tính toán chính xác các bài tập vận dụng

 Về thái độ

• Tập trung chú ý và phát biểu ý kiến xây dựng bài.

• Có tính kỷ luật, chịu khó trong học tập.

NỘI DUNG

I Giới thiệu

II Sự bức xạ của anten khung nhỏ

III Đặc tính thông số của anten khung nhỏ

IV Kết luận

V Bài tập

II SỰ BỨC XẠ CỦA ANTEN KHUNG NHỎ

1) Trường bức xạ của anten khung nhỏ

Theo lý thuyết anten thì ở anten khung nhỏ có vòng dây có kích thước rất nhỏ so với bước sóng được coi là một

vòng điện nguyên tố Như đã khảo sát trong phần “lý thuyết anten”, trường bức xạ của vòng điện nguyên tố được cho

bỡi:

  

II SỰ BỨC XẠ CỦA ANTEN KHUNG NHỎ

1) Trường bức xạ của anten khung nhỏ

Cấu trúc trường của vòng điện nguyên tố với các thành phần điện trường và từ trường được vẽ ở hình bên dưới  

Hình a: Trường bức xạ của vòng điện nguyên tố

Hình b: Trường bức xạ của dipole từ

1) Trường bức xạ của anten khung nhỏ

• So sánh hình a và hình b ta nhận thấy cấu trúc trường của vòng điện nguyên tố và của dipole

từ có dạng giống nhau

• Do đó có thể coi vòng điện nguyên tố tương đương với dipole từ mà trục của dipole vuông góc với mặt phẳng vòng điện

II SỰ BỨC XẠ CỦA ANTEN KHUNG NHỎ

II SỰ BỨC XẠ CỦA ANTEN KHUNG NHỎ

Hàm phương hướng F() = sin của trường bức xạ có cực đại theo phương nằm trong mặt phẳng vòng dây, và bằng không theo phương vuông góc với mặt phẳng vòng dây

Ta thấy đối với dipole điện ( và dipole từ

( thì điện trở bức xạ tỷ lệ nghịch với bình phương bước sóng còn đối với anten khung, điện trở bức xạ tỷ lệ nghịch

với lũy thừa bậc 4 của bước sóng.

  

II SỰ BỨC XẠ CỦA ANTEN KHUNG NHỎ

1) Sức điện động cảm ứng

Sức điện động cảm ứng của anten có 1 vòng dây

n

Sức điện động cảm ứng của anten có n vòng dây

⇒ Sức điện động cảm ứng cực đại sẽ nhận được ở hướng o

  

III ĐẶC TÍNH THÔNG SỐ CỦA ANTEN KHUNG NHỎ

2) Độ dài hiệu dụng của anten:

Độ dài hiệu dụng của anten, theo định nghĩa bằng tỷ số của sức điện động thu được ở hướng cực đại và cường độ trường ở điểm đặt anten Đối với anten khung ta nhận được:

(m)

  

III ĐẶC TÍNH THÔNG SỐ CỦA ANTEN KHUNG NHỎ

III ĐẶC TÍNH THÔNG SỐ CỦA ANTEN KHUNG NHỎ

3) Khảo sát một số trường hợp riêng:

a) Vòng dây lõi không khí hoặc lõi điện môi

Đối với không khí hoặc các vật liệu điện môi khác, có thể coi gần đúng Như vậy ta sẽ thu được sức điện động cảm ứng và độ dài hiệu dụng

 

III ĐẶC TÍNH THÔNG SỐ CỦA ANTEN KHUNG NHỎ

b) Vòng dây được mắc với tụ điện chuẩn C

Tạo thành mạch cộng hưởng vào của máy thu

 Điện áp cực đại thu được ở cực của vòng dây (điểm a-a’ ) sẽ lớn hơn Q lần sức điện động cực đại :

Trong đó : Q là hệ số phẩm chất của vòng dây.

 Độ dài hiệu dụng của anten trong trường hợp này cũng tăng lên Q lần.

III ĐẶC TÍNH THÔNG SỐ CỦA ANTEN KHUNG NHỎ

c) Vòng dây lõi từ tính

Ưu điểm của loại anten này so với loại không có lõi hoặc lõi điện môi là

do độ từ thẩm hiệu dụng của lõi lớn (>1) nên từ thông xuyên qua điện tích

III ĐẶC TÍNH THÔNG SỐ CỦA ANTEN KHUNG NHỎ3) Xét một số trường hợp riêng:

c) Vòng dây lõi từ tính

• Lõi từ tính thường được sử dụng là lõi ferit, độ từ thẩm tương đối của ferit có thể đạt tới vài trăm hoặc vài

nghìn lần

• Độ từ thẩm hiệu dụng của lõi là đại lượng phụ thuộc vào hình dạng, kích thước của lõi, vào độ từ thẩm

tương đối của vật liệu, và phụ thuộc vào tỷ số của độ dài cuộn dây với độ dài toàn phần của lõi L:

 

c) Vòng dây lõi từ tính

Trong đó

 là hệ số phụ thuộc vào tỷ số của , được xác định gần đúng theo công thức ;

 là hệ số từ thẩm của lõi, được xác định theo công thức

III ĐẶC TÍNH THÔNG SỐ CỦA ANTEN KHUNG NHỎ

Đối với trường hợp lõi elipsoit, N được tính theo công thức:

Trong đó :

• là suất ly tâm của elip.

• L và d là đường kính lớn và đường kính nhỏ của elip

  

Hình: đồ thị quan hệ của độ từ thẩm của lõi với các

kích thước của lõi

3) Xét một số trường hợp riêng:

 Trong mỗi anten đều có dòng điện chảy bức xạ tạo nên trường điện từ bao gồm từ trường () và điện

trường ()

sức điện động, chiều dài hiệu dụng,….

IV KẾT LUẬN

Ứng dụng: Anten vòng có thể thu phát tín hiệu ở mọi hướng trong dải tần số hoạt động của nó

Nó có thể hạn chế và loại bỏ những sóng điện từ ảnh hướng tới tín hiệu thu ở tần số cụ thể

Ưu điểm: Anten vòng có một lợi thế quan trong mà các anten khác không có Ví dụ anten vòng

phát và nhận sóng ở trong dải tần rộng Nó thuận tiện cũng như đủ nhỏ để tích hợp vào các thiết bị không dây Anten vòng cũng được sử dụng rộng rãi trong mục đích sinh hoạt

IV KẾT LUẬN

Bài 1: Trong một khung dây dẫn tròn lõi không khí đường kính 2R=20cm, có dòng điện biến

đổi chảy với biên độ I=1A, bước sóng do khung phát ra bằng 20m Hãy tính sức điện động của khung, biết n=2

Bài 2: Cho một enten vòng (n=1), có lõi hình elipsoit (lõi từ tính có độ từ thẩm tương đối

H/m) Đường kính lớn của elip L= 20cm, đường kính nhỏ của elip d=15cm Tỷ số của độ dài cuộn dây với độ dài toàn phần của lõi bằng 2 Bước sóng do khung phát ra bằng 20m Tính sức điện động và độ dài hiệu dụng của anten biết rằng cường đô điện trường E=5 V/m

V BÀI TẬP

Bài 3: Cho một anten vòng có đường kính vòng bằng 25cm, bước sóng do khung phát ra bằng

20m

Hãy tính điện trở bức xạ của anten

V BÀI TẬP

CẢM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE