ĐÁP ÁN ANTEN TRUYỀN SÓNG

Trường Đại Học Bách Khoa Khoa Điện - Điện Tử Bộ Mơn Viễn Thơng ĐÁP ÁN ANTEN TRUYỀN SĨNG Ngày thi: 10/12/2014 Câu 1: Cho trường điện từ vùng xa anten sau:     e jkr E r   200 sin ˆ  j sin ˆ r Các vùng khác khơng có trường xạ a Xác định phân cực anten theo hướng +y b Xác định cường độ xạ trường điện từ U 0      0      ,  c Tính cơng suất xạ trường điện từ PR d Tính độ lợi công suất biết hiệu suất anten 90% e Cho I A  10 A Tính điện trở xạ, điện trở anten điện trở tổn hao Đáp án: a pˆ  ,     b c d e zˆ  jxˆ phân cực tròn xoay trái nhì từ gốc tọa độ trục +z 500 U  ,    sin    sin    5.375sin    sin   …[W/sr] 3 3500 PR   39.423 W 9 450 G  1.7 * 0.9  1.54 RR  0.788 Ω; R A  0.876 Ω ; RD  0.088 Ω Câu 2: Cho máy phát UHF tần số 762MHz Anten phát dipole bước sóng, hiệu suất 97.3% nối với nguồn phát có cơng suất PS  50 dBm, điện trở nội nguồn phát 50 Anten thu anten có phân cực tròn xoay, độ lợi 14dB, trở kháng anten thu 50 , hiệu suất 100% Anten thu nối với tải 50 Hai anten cách 30km Vị trí hai anten đặt hình vẽ anten thu nhìn hướng cực đại a Tính công suất tiêu thụ công suất xạ anten phát b Dùng cơng thức Friis tính cơng suất thu tải Dipole bước sóng Anten thu     cos cos     Cho biết đặc tính xạ dipole bước sóng cho theo biểu thức: U n   sin      CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt a 4 Ra Rs Qt  ( Ra  Rs)  Xa Qt  0.862 et=0.973 ; Ps=100W; PA=86.2W; Pr= 83.873W  b PsdBm 50 Rs  50 f  762 et  0.973 Ra  73 Xa  42.5 t  2   cos   cos ( t)    4 Ra Rs  Qt     2 Gt  et  1.643   ( Ra  Rs)  Xa sin ( t)   Gt  0.63 Qt  0.862 GtdB  10log(Gt) QtdB  10log(Qt) QtdB  0.644 GtdB  2.004 PadBm PsdBm  QtdB FPL 32.44 20log(f)  20log(r) PadBm 49.356 FPL 119.622 PLF 3 PLdBm PsdBm  GtdB  GrdB  FPL QtdB  QrdB  PLF PLdBm 61.27 dBm PLdBm PL  10 10 7  7.464 10 Câu 3: Một hệ thống xạ gồm dipole đặt dọc theo trục z hình sau: z 𝑑 𝜃 y 𝜆 Dòng điện dipole theo hướng +x ( ) –x ( ) Cường độ dòng điện kích thích có biên độ Khoảng cách phần tử a Xác định Array Factor (AF) hệ thống xạ b Xác định vị trí (độ) búp sóng c Xác định vị trí (độ) giá trị không d Vẽ đồ thị hệ thống xạ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Cách 1: a Hệ thống xạ hệ thống xạ tuyến tính gồm phần tử cách với biên độ dòng điện kích thích độ lệch pha phần tử liền kề AF hệ thống xạ là: ( ) ( ( ) ) ( ) Với: Cách 2: ( ) b Vị trí búp sóng búp sóng phụ có biên độ búp sóng (SV cần giải giá trị): ( ) c Vị trí giá trị không (SV cần giá trị): ( d Đồ thị ) hệ thống xạ trên: 90 60 0.8 0.8 0.6 150 0.7 30 0.4 0.6 |AF| 120 0.9 0.2 0.5 180 0.4 0.3 210 330 0.2 0.1 -4 240 300 270 -2 10 phi CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Câu 4: A B Mặt đất Xét tuyến anten hoạt động tần số 150MHz, khoảng cách anten 5km Anten phát A dipole nửa bước sóng có hiệu suất 85%, nguồn anten phát có nội trở 50 Ω, dòng đặt vào anten A 5A Anten A đặt ngang so với mặt đất có độ cao so với mặt đất 90m, hướng xạ hướng phía anten thu B Anten thu B anten vi dải phân cực tròn tay trái, độ lợi 6dBi (ứng với trường hợp phối hợp phân cực co-polarization, tỉ số trục AR=1) Anten B có trở kháng ZB=50+j10 Ω (tại 150MHz), tải anten B có trở kháng 50 Ω Anten B đặt với hướng hướng anten A, cách mặt đất 90m Giả sử hệ số phản xạ sóng mặt đất (ứng với sóng tới có phân cực ngang góc tới so với bề mặt đất nhỏ) a Xác định phân cực trường sóng tới anten B b Xác định mật độ cơng suất sóng đến anten B c Xác định công suất tiêu thụ tải anten B d Nếu anten B anten phát, anten A anten thu, nguồn phát có nội trở 50 Ω, dòng đặt vào anten B 5A, tải anten A 50 Ω Công suất tiêu thụ tải anten A có thay đổi so với trường hợp trước hay khơng, có yếu tố ảnh hưởng, giải thích? a Phân cực trường sóng tới anten B phân cực ngang b Mật độ công suất sóng tớn anten B | | c Cơng suất tiêu thụ tải B | ̂ ̂| | | | ̂ ̂| d Công suất tiêu thụ tải A có thay đổi do: - Khác biệt phối hợp trở kháng anten với nguồn / tải - Với phân cực tròn, hệ số phản xạ sóng mặt đất thay đổi ( nhiên anten thu thu thành phần phân cực ngang, phương diện khơng có thay đổi so với trường hợp trước) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Câu 5: Thiết kế hệ thống xạ cho phần tử anten vi dải đặt mặt phẳng xy thỏa mãn yêu cầu sau: - Hướng theo hướng +z, búp hẹp - Bức xạ triệt tiêu theo hướng hai mặt phẳng xz yz - Hệ thống có đồ thị hướng tính (về cường độ xạ) giống mặt phẳng xz yz - Các búp phụ có cường độ khơng vượt -10dB so với búp a Xác định cách bố trí khơng gian cho phần tử anten mặt xy việc kích thích cho phần tử b Vẽ đồ thị hệ số xếp (AF) hệ thống mặt phẳng xz yz c Giả sử phần tử anten vi dải đặt mặt phẳng xy có: | ̅ | { mặt phẳng xz yz Vẽ đồ thị xạ hệ thống vừa thiết kế a Một phương án: phần tử xếp thành ma trận vuông theo chiều x y, khoảng cách phần tử liên chiều x y b Đồ thị |AFn| giống mặt phẳng xz yz: 90 120 0.9 60 0.8 0.8 0.6 150 0.7 30 0.4 AFn() 0.6 0.2 0.5 180 0.4 0.3 210 0.2 330 0.1 240 -2pi -pi pi 2pi 300 270 -2    2 c Đồ thị |En| giống mặt phẳng xz yz: 90 90 120 60 0.8 0.8 0.6 0.6 150 150 30 30 0.4 0.4 0.2 0.2 180 180 210 210 330 240 120 60 330 240 300 300 270 270 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... sóng tới anten B b Xác định mật độ cơng suất sóng đến anten B c Xác định công suất tiêu thụ tải anten B d Nếu anten B anten phát, anten A anten thu, nguồn phát có nội trở 50 Ω, dòng đặt vào anten. .. đất Xét tuyến anten hoạt động tần số 150MHz, khoảng cách anten 5km Anten phát A dipole nửa bước sóng có hiệu suất 85%, nguồn anten phát có nội trở 50 Ω, dòng đặt vào anten A 5A Anten A đặt ngang... kháng ZB=50+j10 Ω (tại 150MHz), tải anten B có trở kháng 50 Ω Anten B đặt với hướng hướng anten A, cách mặt đất 90m Giả sử hệ số phản xạ sóng mặt đất (ứng với sóng tới có phân cực ngang góc tới