Bài giảng Trường điện từ: Lecture 12 - Trần Quang Việt (tt)

Bài giảng Trường điện từ - Lecture 12: Đường dây truyền sóng và ứng dụng cung cấp cho người học các kiến thức: Đường dây truyền sóng, phương trình đường dây, đường dây không tổn hao trong viễn thông. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Trường điện từ Lecture 12 Đường dây truyền sóng ứng dụng Electromagnetics Field  Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Đường dây truyền sóng Đường dây truyền sóng hệ thống truyền dẫn định hướng Đường dây truyền sóng = vật dẫn song song cách điện Sóng kích hoạt đường dây nhờ đ.áp nguồn Đường dây truyền sóng truyền dẫn kiểu sóng TEM Vẽ ký hiệu đường dây truyền sóng: Nguồn EEElectromagnetics 2015 : Signals &Field Systems Tải ℓ z TranQuang QuangViet Viet–– FEEE FEEE -– HCMUT HCMUT  Tran CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Trường điện từ Phương trình đường dây L.O.4.1 – Dẫn phương trình đường dây mơ tả quan hệ áp dòng thông số điện trở, điện dẫn, điện dung điện cảm phân bố Electromagnetics Field  Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Mơ hình mạch cho đường truyền hai bảng KTH  Xét sóng TEM đường truyền bảng không tổn hao   E  E(z,t).a x conducting-plate   H  H(z,t).a y dielectric slab  Chuyển sóng điện từ thành sóng điện áp sóng dòng điện: z  (z,t)= E(z,t) s y +++  E(z,t) d - EEElectromagnetics 2015 : Signals &Field Systems u(z,t)=E(z,t)d z    H(z,t) Js (z,t)=H(z,t)a z ( = 0;  ; )  i(z,t)=H(z,t)w E(z,t)=u(z,t)/d H(z,t)=i(z,t)/w TranQuang QuangViet Viet–– FEEE FEEE -– HCMUT HCMUT  Tran CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Mơ hình mạch cho đường truyền hai bảng KTH  Áp dụng hpt Maxwell:  H rotE   μ  t  E rotH   t u  d i  z w t i  w u   z d t E H  μ z t H E   z t u i  L z t i u   C0 z t μd : Điện cảm đv chiều dài w  w : Điện dung đv chiều dài C0 = d L0 = EEElectromagnetics 2015 : Signals &Field Systems TranQuang QuangViet Viet–– FEEE FEEE -– HCMUT HCMUT  Tran Mơ hình mạch cho đường truyền hai bảng KTH  Phương trình viết chiều dài z: i(z,t) + u(z,t) z i(z+z,t) + u(z+z,t) z+z u(z+z,t)  u(z,t) i(z,t)  lim[  L ] z  z  z t i(z+z,t)  i(z,t) u(z+z,t) lim[  ]  lim[C ] z  z  z t i(z,t) u(z,t)  u(z+z,t)=L z t u(z+z,t) i(z,t)  i(z+z,t)=C z t lim EEElectromagnetics 2015 : Signals &Field Systems TranQuang QuangViet Viet–– FEEE FEEE -– HCMUT HCMUT  Tran CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Mơ hình mạch cho đường truyền hai bảng KTH  Mơ hình mạch tương đương đoạn z: z z+z z ℓ Nhận xét: Sai lệch áp đoạn z điện cảm gây ra, sai lệch dòng điện dung gây Kết luận: điều cho mơ hình đường dây truyền sóng khác EEElectromagnetics 2015 : Signals &Field Systems TranQuang QuangViet Viet–– FEEE FEEE -– HCMUT HCMUT  Tran Mô hình mạch cho đường dây truyền sóng có tổn hao  Chuyển từ mơ hình khơng tổn hao sang mơ hình có tổn hao: z z+z z ℓ i(z,t) + u(z,t) Không tổn hao EEElectromagnetics 2015 : Signals &Field Systems i(z+z,t) L0z + R0z u(z+z,t) G0z C0z - Có tổn hao TranQuang QuangViet Viet–– FEEE FEEE -– HCMUT HCMUT  Tran CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Mơ hình mạch cho đường dây truyền sóng có tổn hao  Các thơng số đơn vị đường truyền bản: Parallel-Plate 2R S w μd w εw d w d R0 L0 C0 G0  R S  Re{η}  μ  Two-Wire Coaxial RS a RS  1     2  a b  μ ln  b/aính đường dây + Zg  E g - I +  U +  Z2 U ( ,Zo ) z=0 d=l EEElectromagnetics 2015 : Signals &Field Systems I z d z=l d=0 TranQuang QuangViet Viet–– FEEE FEEE -– HCMUT HCMUT  Tran 20 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Cơng suất trung bình đường dây  *  *    * P= Re{UI } = Re{U (1G ) U (1G )} 2 Z0  *        P= | U |2 Re{1G G  | G |2} = | U2 |2 [1G22 ] 2Z0 2Z0  * 1   P2 =P1  Re{U1 I1}  | I1 |2 Re{Zin}  | U1 |2 Re{1/Zin} 2 (Công suất cấp cho tải CS cấp vào đầu đường dây) EEElectromagnetics 2015 : Signals &Field Systems TranQuang QuangViet Viet–– FEEE FEEE -– HCMUT HCMUT  Tran Sóng đứng (dừng) đường dây Sóng đứng (standing wave) tạo giao thoa sóng tới sóng phản xạ  Mơ hình sóng đứng Xác định quy luật phân bố biên độ sóng đường dây   +e jβd [1  G]  U  +ejβd  U  e jβd  U U 2 I  I+ejβd  Ie jβd  I+e jβd [1  G ] 2    | U  + ||1  G | |U|  |I| | I+2 ||1 G | EEElectromagnetics 2015 : Signals &Field Systems TranQuang QuangViet Viet–– FEEE FEEE -– HCMUT HCMUT  Tran 21 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Sóng đứng (dừng) đường dây   | U  + ||1  G | |U| Im Bk G2  G2 q Re 1 EEElectromagnetics 2015 : Signals &Field Systems TranQuang QuangViet Viet–– FEEE FEEE -– HCMUT HCMUT  Tran Sóng đứng (dừng) đường dây   | U  + ||1  G | |U| Im Bk G2  G2 q Re 1 EEElectromagnetics 2015 : Signals &Field Systems TranQuang QuangViet Viet–– FEEE FEEE -– HCMUT HCMUT  Tran 22 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Sóng đứng (dừng) đường dây   | U  + ||1  G | |U| Im Bk G2  G2 q Re 1 EEElectromagnetics 2015 : Signals &Field Systems TranQuang QuangViet Viet–– FEEE FEEE -– HCMUT HCMUT  Tran Sóng đứng (dừng) đường dây   | U  + ||1  G | |U| Im Bk G2  G2 q Re 1 EEElectromagnetics 2015 : Signals &Field Systems TranQuang QuangViet Viet–– FEEE FEEE -– HCMUT HCMUT  Tran 23 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Sóng đứng (dừng) đường dây   | U  + ||1  G | |U| Im Bk G2  G2 q Re 1 EEElectromagnetics 2015 : Signals &Field Systems TranQuang QuangViet Viet–– FEEE FEEE -– HCMUT HCMUT  Tran Sóng đứng (dừng) đường dây   | U  + ||1  G | |U| Im Bk G2  G2 q Re 1 EEElectromagnetics 2015 : Signals &Field Systems TranQuang QuangViet Viet–– FEEE FEEE -– HCMUT HCMUT  Tran 24 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Sóng đứng (dừng) đường dây   | U  + ||1  G | |U| Im Bk G2  G2 q Re 1 EEElectromagnetics 2015 : Signals &Field Systems TranQuang QuangViet Viet–– FEEE FEEE -– HCMUT HCMUT  Tran Sóng đứng (dừng) đường dây   | U  + ||1  G | |U| Im Bk G2  G2 q Re 1 EEElectromagnetics 2015 : Signals &Field Systems TranQuang QuangViet Viet–– FEEE FEEE -– HCMUT HCMUT  Tran 25 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .. .Trường điện từ Phương trình đường dây L.O.4.1 – Dẫn phương trình đường dây mơ tả quan hệ áp dòng thơng số điện trở, điện dẫn, điện dung điện cảm phân bố Electromagnetics Field  Tran Quang. ..  E  E(z,t).a x conducting-plate   H  H(z,t).a y dielectric slab  Chuyển sóng điện từ thành sóng điện áp sóng dòng điện: z  (z,t)= E(z,t) s y +++  E(z,t) d - EEElectromagnetics 2015 :... u   C0 z t μd : Điện cảm đv chiều dài w  w : Điện dung đv chiều dài C0 = d L0 = EEElectromagnetics 2015 : Signals &Field Systems TranQuang QuangViet Viet–– FEEE FEEE - HCMUT HCMUT  Tran