Anten và truyền sóng P1

Anten-Truyền sóng Các thơng số anten (phần 3) Nội dung  Độ rộng nửa công suất, độ rộng xạ không  Hiệu suất búp sóng (beam efficiency)  Băng thơng (bandwidth)  Phân cực  Trở kháng ngỏ vào  Hiệu suất xạ anten 2.9 Độ rộng nửa công suất, độ rộng xạ không  Độ rộng nửa công suất     Ký hiệu: HPBW (Half-Power Beamwidth) Định nghĩa: góc hướng có cường độ xạ ½ giá trị cực đại mặt phẳng chứa hướng xạ cực đại búp sóng (cường độ xạ hướng giảm 3dB so với hướng cực đại) Khái niệm độ rộng búp sóng (beamwidth): góc hợp hướng có cường độ giảm 10dB so với giá trị cực đại Độ rộng xạ không   Ký hiệu: FNBW (First Null Beamwidth) Định nghĩa: góc hướng có cường độ xạ nằm bên hướng xạ cực đại mặt phẳng chứa hướng xạ cực đại búp sóng Độ rộng nửa cơng suất, độ rộng xạ không Thông thường: FNBW ≈ 2* HPBW 2.11 Hiệu suất búp sóng (beam efficiency): BE Định nghĩa: Cho anten có búp sóng hướng trục z (θ=0), BE tỉ số công suất phát (hoặc nhận) góc nón θ1 cơng suất phát nhận anten θ1 thường chọn góc mà xảy giá trị cực tiểu Sử dụng: * BE biểu thị lượng cơng suất búp sóng so với công suất tổng * BE dùng để đánh giá chất lượng anten sử dụng đo đạc sóng vô tuyến (radiometry), vũ trụ, radar ứng dụng mà tín hiệu thu từ búp phụ phải giảm thiểu 2.12 Băng thông (Bandwidth)  Định nghĩa: Là khoảng tần số mà (hoặc vài) đặc tính anten thỏa mãn tiêu chuẩn xác định  Các đặc tính là: trở kháng ngỏ vào, đồ thị xạ, phân cực, mức xạ phụ, hướng búp chính, hiệu suất…) phải thỏa mãn tần số trung tâm Băng thơng (Bandwidth) Băng thơng (Bandwidth): ví dụ anten MicrostripLine-Fed Shorted Patch (1) Băng thơng (Bandwidth): ví dụ anten Microstrip-Line-Fed Shorted Patch (2) Đồ thị xạ: 2.13 Phân cực (Polarization)  Phân cực anten theo hướng cho trước xác định phân cực sóng anten xạ  Phân cực sóng xạ đặc tính miền thời gian sóng điện từ, xác định theo hình vẽ đầu mút vector E theo thời gian Hướng Tính cực đại Diện tích hiệu dụng cực đại(tt) Giả sử anten xạ vơ hướng, mật độ cơng suất xạ điểm có khoảng cách R: Tổng công suất xạ Tổng mật độ công suất xạ Công suất thu anten đưa tới tải Nếu anten phát anten thu Hướng tính cực đại diện tích hiệu dụng cực đại (tt) Với Lần lượt diện tích hiệu dụng cực đại hướng tính cực đại anten Nếu anten vô hướng, Dot = 1, diện tích hiệu dụng lớn Diện tích hiệu dụng lớn anten vơ hướng: Tổng quát: Độ mở hiệu dụng lớn anten Aemthì liên quan tới định hướng lớn Do nó: Hướng tính cực đại diện tích hiệu dụng cực đại (tt) Nếu kể đến: Hiệu suất xạ (ecd: Radiation Efficiency); Hiệu suất phản xạ er (Reflection Efficiency); Và giả sử Hiệu suất phân cực (Polarization Efficiency) lớn (nghĩa hệ số phân cực PLF =1) Aem tính sau: 2.18 Cơng thức truyền dẫn FRIIS Công thức cho RADAR Công thức truyền dẫn Feriis: Liên quan đến công suất phát thu Anten hai anten cách khoảng cách R > 2D2λ Với D kích thước lớn anten Mơ hình phát thu anten Công thức truyền dẫn FRIIS Công suất vào đầu cuối Anten phát Pt Giả sử tương đương nguồn phát vơ hướng, mật độ cơng suất vơ hướng Wo điểm cách khoảng R là: Hiệu suất xạ anten phát Nếu anten phát vơ hướng (NonIsotropic), mật độ cơng suất theo hướng Độ lợi anten phát theo hướng θt, Φt Hướng tính anten phát theo θt, Φt Diện tích hiệu dụng (Ar) anten thu Hướng tính anten thu theo θr, Φr Hiệu suất anten thu Công thức truyền dẫn FRIIS Công suất thu từ anten thu Tỷ số công suất thu Pr công suất đầu vào (chính cơng suất phát Pt anten phát) Hiệu suất xạ đầu phát thu Cơng thức truyền dẫn FRIIS Nếu Anten có phối hợp phân cực phản xạ để đạt xạ hướng tính lớn ta có tỷ số Pr/ Pt sau: Hệ số Suy hao không gian tự (Free space Loss Factor) Cơng thức truyền sóng cho RADAR Xét mơ hình truyền sóng Giả sử cơng suất sóng tới đến điểm đích σ (target) bị tán xạ nên dội lại anten thu Mật độ công suất anten thu với mật độ tán xạ từ điểm đích σ tới anten thu Cơng thức truyền sóng cho RADAR (tt) Mật độ cơng suất sóng tán xạ tới anten thu Mật độ cơng suất sóng tới Mật độ cơng suất sóng tán xạ Cơng thức truyền sóng cho RADAR (tt) Lượng cơng suất sóng tới điểm (σ) Pc mật độ sóng tới Wt nhân với hệ số phân đoạn RADAR (σ) Công suất tới điểm đích σ (Pc) bị tán xạ vơ hướng tới anten thu Mật độ công suất tán xạ Ws là: Lượng công suất tới tải thu (anten thu) Diện tích hiệu dụng (Effective area) anten thu Cơng thức truyền sóng cho RADAR (tt) ... Areas); Độ mở hiệu dụng Anten (Antenna Effective Aperture) Mỗi anten, ta kết hợp tới số vùng tương đương anten (Equivalent Areas) để mơ tả đặc tính thu cơng suất anten có sóng điện từ tác động... tả phối hợp phân cực sóng tới anten đánh giá thông qua hiệu suất phân cực (polarization efficiency) 2.14 Trở kháng ngỏ vào (input impedance), chế độ phát Trở kháng ngỏ vào: anten chế độ phát Biên... Biên độ dòng nguồn: Cơng suất xạ anten: Cơng suất tiêu tán nhiệt anten: Công suất nguồn cung cấp: Trở kháng ngỏ vào: anten chế độ phát Công suất đạt lớn cung cấp cho anten để xạ có phối hợp trở kháng,