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!
HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG TRUYỀN SĨNG VÀ ĂNG TEN CHƯƠNG 7 Danh sách thành viên nhóm 9: KĨ THUẬT ĂNG TEN Nguyễn Anh Tuấn D13VT 2 T Ổ NG H Ợ P ĐỒ THỊ PHƯƠNG HƯỚNG Nguyễn Mạnh Tùng D13VT 7 Đỗ Thanh Tùng D13VT 8 Phạm Thị Vân D13VT 2 Nguyễn Hữu Vinh D13VT 2 Lê Quốc Vinh D13VT 7 GIẢNG VIÊN: NGUYỄN VIỆT HƯNG Bộ Môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thơng HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG Nội dung: + Tổng quan khái niệm chung + Tổng hợp đồ thị phương hướng anten + Ứng dụng IẢNG VIÊN: NGUYỄN VIỆT HƯNG Bộ Môn: Vơ Tuyến – Khoa Viễn Thơng HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG Tổng quan và Khái niệm chung: Anten là thiết bị được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau của kỹ thuật vơ tuyến điện. Tùy theo từng nhiệm vụ mà sẽ có các u cầu khác nhau đối với thiết bị anten. Ví dụ với kỹ thuật vơ tuyến định vị cần sử dụng anten có búp sóng nhọn… Do đó, để qt hay thay đổi búp sóng ta có thể áp dụng 3 phương pháp: cơ học, cơđiện, điệnđiện 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 điệnđiện tử là được áp dụng rộng rãi vì hiệu suất cao và vận tốc qt búp sóng lớn IẢNG VIÊN: NGUYỄN VIỆT HƯNG Bộ Mơn: Vơ Tuyến – Khoa Viễn Thơng HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG KH: l là độ dài của đoạn phide nối giữa Tổngần t hợp hai ph đồ thị phương hướng anten Phươảng pháp t ầa hai ph n số ần tử d là kho ng cách giữ a, Sơ đ liên ti ếpồ 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 GIẢNG VIÊN: NGUYỄN VIỆT HƯNG Bộ Môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thơng HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - Bước sóng λs mơi mơi trường truyền sóng có quan hệ với vận tốc pha sóng hệ thống, đồng thời vận tốc pha hàm tầm số phụ thuộc vào đặc tính tán tần hệ tống mô tả qua tham số ξ tham số phụ thuộc vào đặc điểm loại hệ dẫn sóng - Với ống dẫn sóng hình chữ nhật: giới hạn biến đổi ξ trong khoảng ( 0 ÷1 ) GIẢNG VIÊN: NGUYỄN VIỆT HƯNG Bộ Môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thơng HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG Khi d khá lớn có thể bỏ qua tác động tương hỗ giữa các phần tử, khi đó hàm phương hướng của đồ thị phương hướng tổ hợp của N phần tử bức xạ được viết dưới dạng: trường hợp sóng bức xạ và sóng truyền trong phide có cùng tần số thì: GIẢNG VIÊN: NGUYỄN VIỆT HƯNG Bộ Môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thơng HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG Nhươc điểm của hệ tống tiếp điện liên tiếp: Cơng suất truyền theo hệ dẫn sóng bị hạn chế dẫn đến suy giảm cơng suất chung của anten GIẢNG VIÊN: NGUYỄN VIỆT HƯNG Bộ Mơn: Vơ Tuyến – Khoa Viễn Thơng HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG Để khắc phục, người ta sử dụng sơ đồ tiếp điện song song: + Cơng suất phân chia theo nhánh=>Công suất xạ tổng lớn xạ liên tiếp + Phân bố pha phần tử thực cách thay đổi độ dài đoạn ống dẫn sóng tiếp điện - Nhược điểm hệ thống song song: Kết cấu anten phức tạp GIẢNG VIÊN: NGUYỄN VIỆT HƯNG Bộ Môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thơng 2. Phương pháp pha HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG 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 ( PPĐP ): * Hệ thống PPĐF loại 1 * Hệ thống PPĐF loại 2 Hệ thống phân phối định pha có nhiệm vụ phân chia cơng 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 GIẢNG VIÊN: NGUYỄN VIỆT HƯNG Bộ Môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thơng HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG Là hệ thống có nhiều đầu vào độc lập và có một số đầu 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 S ố đệ ầu vào t ương ứng với s ố trạng thái phân bố pha có thể thiết lập được, a. H thống PPĐF lo ại 1 số đầu ra tương ứng với số phần tử bức xạ của hệ thống Hệ thống PPDF loại 1 có thể được biểu diễn theo sơ đồ liên tiếp hoặc song song GIẢNG VIÊN: NGUYỄN VIỆT HƯNG Bộ Môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thơng HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG *. 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 GIẢNG VIÊN: NGUYỄN VIỆT HƯNG Bộ Môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG Khuy ểm: Các b ộng ghép định hướng khơng thể đảm bảo cách ly hồn tồn các đầu vào của hệ thống Ưu điếểt đi m: D ải tần rộ PPĐF, nghĩa là khơng 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 GIẢNG VIÊN: NGUYỄN VIỆT HƯNG Bộ Môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG * Sơ đồượ PPĐF song song: Năng l ng 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 cơng suất cao tần vào một trong các đầu vào của cầu sẽ nhận được cơng suất ra là đều nhau nhưng góc dịch pha là khác + 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 + Nhược điểm: Dải tần hẹp GIẢNG VIÊN: NGUYỄN VIỆT HƯNG Bộ Môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thơng HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG b. Hệ thống PPĐF loại 2 Là hệ thống gồm 1 đầu vào ( đầu tiếp điện ) và một số đầu ra ( tương ứng với số phần tử bức xạ ) 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 GIẢNG VIÊN: NGUYỄN VIỆT HƯNG Bộ Môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thơng HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG Hệ thống PPĐF mạch kín: + Ươ u đi ể m m: Th ực hi a, S đồ ắc liên ti ếệ pn tương đối đơn giản + Nhược điểm: Tổn hao năng lượng của các bộ quay pha tương đối lớn Các bộ quay pha hạn chế cơng 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 tồn hệ thống GIẢNG VIÊN: NGUYỄN VIỆT HƯNG Bộ Môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG b, Sơ đồ mắc song song + Ưu điểm: Mỗi bộ chỉ cho qua một phần cơng suất của hệ thống => Tổn hao năng lượng nhỏ, ít hạn chế cơng suất bức xạ của anten, khơng u cầu các bộ sai pha có độ chính xác lớn + 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 GIẢNG VIÊN: NGUYỄN VIỆT HƯNG Bộ Môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG 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 GIẢNG VIÊN: NGUYỄN VIỆT HƯNG Bộ Môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG + Ưu điểm: Có thể thực hiện tương đối đơn giản cả khi H ệ th thốống b ng phân ph i hở:ều phần tử hệ ức xạ gồốm nhi Năng l ng đi ện tểừn c trảườ ng đượ c đưa đ n các phần tử bức xạ sơ cấp và một hệ thống thu, năng lượ ng từ Có thểượ điề u khuy phân b ố biên đ ộế trên m ỗ th i phân t ử thu đ ược đ ưa qua bộ quay pha để tạo góc dịch pha cần thiết rồi gửi đến phần tử anten tương hệ ống m ột cách d ễ dàng ứ ng củộ a h ệ thống bứực x ạệ n các góc dịch pha Các b quay pha th c hi theo u cầu + 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 GIẢNG VIÊN: NGUYỄN VIỆT HƯNG Bộ Môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thơng HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG Ứng dụng tổng hợp đồ thị phương hướng anten: Tổng hợp đồ thị cho phép tăng vận tốc kiểm sốt khơng 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, thơng tin liên lạc của qn sự GIẢNG VIÊN: NGUYỄN VIỆT HƯNG Bộ Môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG 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 qt đồ thị phương hướng bằng phương pháp điện và kết hợp thực hiện xử lý tín hiệu GIẢNG VIÊN: NGUYỄN VIỆT HƯNG Bộ Mơn: Vơ Tuyến – Khoa Viễn Thơng HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG BÀI THUYẾT TRÌNH CỦA NHĨM 9 ĐẾN ĐÂY LÀ HẾT CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ THEO DÕI ! GIẢNG VIÊN: NGUYỄN VIỆT HƯNG Bộ Môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông ... CHÍNH VIỄN THƠNG Ứng dụng tổng hợp đồ thị phương hướng anten: Tổng hợp đồ thị cho phép tăng vận tốc kiểm sốt khơng gian: + Tăng được lượng tin tức về các nguồn bức xạ + Tăng được lượng tin tức trong phản xạ điện từ... Khi d khá lớn có thể bỏ qua tác động tương hỗ giữa các phần tử, khi đó hàm phương hướng của đồ thị phương hướng tổ hợp của N phần tử bức xạ được viết dưới dạng: trường hợp sóng bức xạ và sóng truyền trong phide có cùng tần số thì:... + Tổng quan khái niệm chung + Tổng hợp đồ thị phương hướng anten + Ứng dụng IẢNG VIÊN: NGUYỄN VIỆT HƯNG Bộ Môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thơng HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG Tổng quan và Khái niệm chung: