Bài thuyết trình môn truyền sóng và ăng ten Kĩ thuật ăng ten tổng hợp đồ thị phương hướng

Nội dung của bài thuyết trình môn truyền sóng và ăng ten: Kĩ thuật ăng ten tổng hợp đồ thị phương hướng trình bày về Tổng quan và khái niệm chung, tổng hợp đồ thị phương hướng anten, Ứng dụng tổng hợp đồ thị phương hướng anten. Mời các bạn tham khảo

Trang 1

TRUYỀN SÓNG VÀ ĂNG TEN

Nguyễn Hữu Vinh D13VT 2

Lê Quốc Vinh D13VT 7

GIẢNG VIÊN: NGUYỄN VIỆT HƯNG

Bộ Môn: Vô Tuyến – Khoa 1 Viễn Thông

Trang 2

Nội dung:

+ Tổng quan và khái niệm chung

+ Tổng hợp đồ thị phương hướng anten

+ Ứng dụng

Trang 3

IẢNG VIÊN: NGUYỄN VIỆT HƯNG

Tổng quan và Khái niệm chung:

- Anten là thiết bị được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau của kỹ thuật vô tuyến điện Tùy theo từng nhiệm vụ mà sẽ có các yêu cầu khác nhau đối với thiết bị anten Ví dụ với kỹ thuật vô tuyến định vị cần sử dụng anten có búp sóng nhọn…

- Do đó, để quét hay thay đổi búp sóng ta có thể áp dụng 3 phương pháp: cơ học, cơ-điện, điện-điện tử Đây cũng chính là mục đích của việc tổng hợp đồ thị phương hướng anten

- Trong 3 phương pháp trên thì chỉ có phương pháp điện-điện tử là được áp dụng rộng rãi vì hiệu suất cao

và vận tốc quét búp sóng lớn

Trang 4

a, Sơ đồ tiếp điện liên tiếp

- Khảo sát hệ bức xạ thẳng tiếp điện liên tiếp, các phần tử bức xạ mắc liên tiếp vào đường dây dẫn sóng ( phide ) có đặc tính tán tần

Tổng hợp đồ thị phương hướng

anten

Trang 5

- Bước sóng s trong môi trong môi trường truyền sóng có quan hệ với vận tốc pha của sóng trong hệ thống, đồng thời vận tốc pha là hàm của tầm số và phụ thuộc vào đặc tính tán tần của hệ tống mô tả qua tham số ξ

tham số này phụ thuộc vào đặc điểm của mỗi loại hệ dẫn sóng

- Với ống dẫn sóng hình chữ nhật:

và giới hạn biến đổi của ξ trong khoảng ( 0 ÷1 )

Trang 6

Kh i d kh á lớn có th ể b ỏ qu a tác đ ộ n g tươn g h ỗ g iữa các p h ần tử, k h i đ ó h àm p hươn g h ướn g củ a đ ồ th ị ph ươn g h ướn g tổ h ợp củ a N p h ần tử bức x ạ đ ược v iết d ưới d ạn g :

Trong đó α = kd + ψ

ψ là góc lệch pha giữa hai phần tử kế nhau

ψ = - l: góc lệch pha cố định

Từ đó ta xác định được bức xạ cực đại của đồ thị phương hướng tổng hợp:

θ) = 1 => α = 2nπ

cos= ( n + ) +

trường hợp sóng bức xạ và sóng truyền

trong phide có cùng tần số thì:

Trang 7

Khi thay đổi tần số máy phát thì và ξ cũng thay đổi theo => hướng bức xạ cực đại của đồ thị phương hướng cũng thay đổi Như vậy bằng cách thay đổi tần số phát sẽ điều khuyển được đồ thị phương hướng tổng hợp của anten trong không gian.

Nếu chọn khoảng cách d giữa các

phần tử không quá lớn thì trong quá

trình điều khuyển quét búp sóng, đồ

thị phương hướng tổng hợp của

anten chỉ có 1 búp sóng chính.Trên

hình là đồ thị (θ) θ) )

- Nhươc điểm của hệ tống tiếp điện liên tiếp:

Công suất truyền theo hệ dẫn sóng bị hạn chế

dẫn đến suy giảm công suất chung của anten

Trang 8

- Để khắc phục, người ta sử dụng sơ đồ tiếp điện song song:

+ Công suất phân chia theo các nhánh=>Công suất bức xạ

tổng lớn hơn bức xạ liên tiếp

+ Phân bố pha giữa các phần tử được thực hiện bằng cách

thay đổi độ dài đoạn ống dẫn sóng tiếp điện

- Nhược điểm hệ thống song song:

Kết cấu anten quá phức tạp

Trang 9

2 Phương pháp pha

- Tần số máy phát phải được giữ cố định, còn quan hệ pha của dòng kích thích cho các phần tử sẽ thay đổi

- Mỗi anten điều khiển pha thường gồm 2 phần chính:

+ Hệ thống bức xạ

+ Hệ thống phân phối - định pha (θ) PPĐP ):

* Hệ thống PPĐF loại 1

* Hệ thống PPĐF loại 2

- Hệ thống phân phối - định pha có nhiệm vụ phân chia công suất của máy phát để cung cấp cho các phần tử bức

xạ đảm bảo phân bố pha trên anten theo đúng yêu cầu để tổng hợp đồ thị phương hướng theo đúng mong muốn

Trang 10

a Hệ thống PPĐF loại 1

- Là hệ thống có nhiều đầu vào độc lập và có một số đầu ra

- Có nhiệm vụ đảm bảo việc tiếp điện độc lập cho các phần tử bức xạ, khi tiếp điện cho anten qua từng đầu vào riêng biệt

- Số đầu vào tương ứng với số trạng thái phân bố pha có thể thiết lập được,

số đầu ra tương ứng với số phần tử bức xạ của hệ thống

- Khi tiếp điện cho đầu vào thứ n, góc lệch pha của dòng điện trong

các phần tử kề nhau là , ta có hướng cực đại của búp sóng

thứ n được xác định:

cos = -

- Hệ thống PPDF loại 1 có thể được biểu diễn theo

sơ đồ liên tiếp hoặc song song

Trang 11

Góc sai pha giữa hai phần tử kề nhau khi tiếp điện cho

phần tử đầu vào thứ n bằng:

= kξ

Trong đó: k: Hệ số sóng

ξ = , λs s là bước sóng trong phide

: là độ dài chênh lệch cho hai phần tử kề nhau khi tiếp

điện vào đầu vào thứ n

* Sơ đồ PPDF liên tiếp:

- Gồm hai dãy phide đan chéo nhau Dãy thẳng đứng nối các phần tử bức xạ ( các đầu ra ) còn dãy ngang nối các đầu vào Hai dãy được ghép với nhau bằng các bộ ghép định hướng tại chỗ giao nhau của chúng

Trang 12

- Khuyết điểm: Các bộ ghép định hướng không thể đảm bảo cách ly hoàn toàn các đầu vào của hệ thống PPĐF, nghĩa là không thể tránh khỏi sự dò năng lượng sang các đường khác khi một đầu được tiếp điện, đẫn đến méo dạng đồ thị phương hướng.

- Ưu điểm: Dải tần rộng

Trang 13

- Năng lượng cao tần từ các mạng đầu vào được phân bố cho các phần tử bức xạ nhờ các mạch cầu và các mạch quay pha cố định Mỗi mạch cầu có hai đầu vào và hai đầu ra độc lập với nhau Khi đưa công suất cao tần vào một trong các đầu vào của cầu sẽ nhận được công suất ra là đều nhau nhưng góc dịch pha là khác nhau.

+ Ưu điểm:

- Hiệu suất cao hơn sơ đồ PPĐF nối tiếp

- Cho phép thiết lập phân bố biên độ và pha

trên anten với độ tuyến tính và số cầu ghép ít

hơn sơ đồ PPĐF nối tiếp

* Sơ đồ PPĐF song song:

+ Nhược điểm:

- Dải tần hẹp

Trang 14

b Hệ thống PPĐF loại 2

- Việc điều khuyển phân bố pha được thực hiện nhờ các bộ quay pha riêng rẽ có lượng dịch pha cố định hoặc biến đổi được

- Hệ thống PPĐF loại 2 có thể được thực hiện theo mạch kín hoặc mạch hở

- Là hệ thống gồm 1 đầu vào ( đầu tiếp điện ) và một số đầu ra ( tương ứng với số phần tử bức xạ )

Trang 15

+ Ưu điểm: - Thực hiện tương đối đơn giản.

a, Sơ đồ mắc liên tiếp

Hệ thống PPĐF mạch kín:

+ Nhược điểm:

- Tổn hao năng lượng của các bộ quay pha tương đối lớn

- Các bộ quay pha hạn chế công suất bức xạ của anten

- Các bộ quay pha phải có độ chính xác khá lớn vì sai số

của một bộ sẽ ảnh hưởng đến sai số của toàn hệ thống

Trang 16

+ Ưu điểm: - Mỗi bộ chỉ cho qua một phần công suất của

hệ thống => Tổn hao năng lượng nhỏ, ít hạn chế công

suất bức xạ của anten, không yêu cầu các bộ sai pha có

độ chính xác lớn

b, Sơ đồ mắc song song

+ Nhược điểm: - Do điều khuyển búp sóng mỗi bộ quay

Pha phải cần biến đổi theo một quy luật nhất định =>

Khó khăn cho việc thực hiện

Trang 17

c Sơ đồ song song – nối tiếp

- Là sự kết hợp giữa sơ đồ song song

và sơ đồ nối tiếp

- Dung hòa được các ưu, nhược điểm

của hai sơ đồ song song và nối tiếp

Trang 18

- Các bộ quay pha thực hiện các góc dịch pha

theo yêu cầu

Hệ thống phân phối hở:

- Năng lượng điện từ trường được đưa đến các phần tử bức xạ sơ cấp và một hệ thống thu, năng lượng từ mỗi phân tử thu được đưa qua bộ quay pha để tạo góc dịch pha cần thiết rồi gửi đến phần tử anten tương ứng của hệ thống bức xạ

+ Nhược điểm:

- Khi bộ quay pha lớn thì sai số trong việc điều

khuyển pha sẽ dẫn đến méo dạng đồ thị phương

hướng hoặc làm sai lệch quy luật điều khuyển búp

sóng đã đinh định trước

Trang 19

Ứng dụng tổng hợp đồ thị phương hướng anten:

- Tổng hợp đồ thị cho phép tăng vận tốc kiểm soát không gian:

+ Tăng được lượng tin tức về các nguồn bức xạ

+ Tăng được lượng tin tức trong phản xạ điện từ

=> Ứng dụng trong kỹ thuật truyền tin, thông

tin liên lạc của quân sự

Trang 20

-Tổng hợp đồ thị phương hướng còn được ứng

dụng trong kỹ thuật điện tử, đặc biệt là trong các

vi mạch điện tử: Cho phép quét đồ thị phương

hướng bằng phương pháp điện và kết hợp thực

hiện xử lý tín hiệu

Trang 21

BÀI THUYẾT TRÌNH CỦA NHÓM 9 ĐẾN ĐÂY LÀ HẾT.

CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ THEO DÕI !

Định dạng
Số trang	21
Dung lượng	785,67 KB