Tài liệu Anten( hệ thống bức xạ) ppt

1 Telecommunications Program Telecommunications Program Anten + Hệ thốngbứcxạ -Kháiniệm -Hệthốngbứcxạthẳng d θ M(R,θ,ϕ) z y x N Đặt a n làtỷsốgiữadòngkíchthíchanten phầntửthứ n th vàantenphầnthứ nhất. Chọnhệtrụctọađộ như hìnhvẽ 1 n j n nn I aae I Ψ == 2 Telecommunications Program Telecommunications Program Anten + Hệ thốngbứcxạthẳng(tt) •Trườngbứcxạ •Xét Với () ()() 1 ,,, 44 jkRjkR Nk jkejke Efff RR θϕθϕθϕ ππ −− =−=− rr r ()() () () () () 1cos 1 11 11 ,,, n NN jknd jn Nn nn ffaefe θψ α θϕθϕθϕ −+ − == == ∑∑ rrr ( ) 1 1 n n n a ψψ  =−   =   coskd αθψ =+ 3 Telecommunications Program Telecommunications Program Anten + Hệ thốngbứcxạthẳng(tt) •Hàmphươnghướngtổhợp(hệ khônggian–Space Factor) () () 1 1 , N jn k n fe α θϕ − = = ∑ sin 2 sin 2 K N f α α = ( ) () 1 1 cos 22 K N N argfkd α θψ − − ==+ sinsin 1 22 sin 22 KN NN F N N αα αα =≈ 4 Telecommunications Program Telecommunications Program Anten + Hệ thốngbứcxạthẳng(tt) •Hàmphươnghướngtổhợp(hệ khônggian–Space Factor) Nhậnxét: -Cựcđại? -Chukỳ - Độ rôngbúpsónhchính - Độ rộngbúpsóngphụ - Đốixứng 5 Telecommunications Program Telecommunications Program Anten + Hệ thốngbứcxạthẳng(tt) •HướngbứcxạKHÔNG () sinsincos01,2, ,,2, 22 NN kdwherennNN αθψ  =+==≠   11 0 122 coscos 2 n nn kdNdN λ θψπψπ π −−   =−±=−±     0(1)0101 2 m FNBW θθθθ − =−=− 6 Telecommunications Program Telecommunications Program Anten + Hệ thốngbứcxạthẳng(tt) •HướngbứcxạCỰC ĐẠI cos 0,1, , 22 kd nwheren αθψ π + ==±= () () 11 1 cos2cos2 2 mn nn kdd λ θψπψπ π −−  =−±=−±   1 cos 2 m d λψ θ π −  =−   7 Telecommunications Program Telecommunications Program Anten + Hệ thốngbứcxạthẳng(tt) •HướngbứcxạNỮA CÔNG SUẤT 11 1 2 12.7822.782 coscos 2kdNdN λ θψψ π −− ±   =−±=−±     sin 1 2 0.707 sin 2 KN N F N α α =≈ () cos1.391 22 NN kdαθψ=+=± 111 222 2 m HPBW θθθθ − =−=− 8 Telecommunications Program Telecommunications Program Anten + Hệ thốngbứcxạthẳng(tt) •Vídụ: N = 5, d = λ/2, ψ = π/5 10 5 cos101.5 2 2 m π λ θ λ π −   =−=    1 0 2 cos 55 2 2 n nλπ θπ λ π −    =−±      1 1 2 2.782 cos 55 2 2 λπ θ λ π − ±    =−±      ??? ??? FNBW HPBW = = 9 Telecommunications Program Telecommunications Program Anten + Hệ thốngbứcxạBroadside (hệ thốngbứcxạđồngpha) (tt) •Muốnhướngbứcxạcựcđạivuônggócvớitrụchệthống 100 cos900, 2 m d d λψ θψ π −  =−=⇒=∀   0 cos2cos2 0,180 kdnn when αθψπθπ θ =+==± = 1 1d N λ  ≤−   • Khi d = nλ • Chọn 10 Telecommunications Program Telecommunications Program Anten + Hệ thốngbứcxạBroadside (hệ thốngbứcxạđồngpha) (tt) •Hướngbứcxạ: ( ) 10 cos090 m θ − == 1 0 cos n n Nd λ θ −  =±   1 1 2 1.391 cos Nd λ θ π − ±  =±   ??? ??? FNBW HPBW = = [...]... Anten + Hệ thống bức xạ Broadside (hệ thống bức xạ đồng pha)(tt) • Ví dụ: N = 8, d = λ/2 11 Telecommunications Program Anten + Hệ thống bức xạ Broadside (hệ thống bức xạ đồng pha)(tt) • Ví dụ: N = 8, d = λ/2 θ m = 900 θ0n θ± 1 2   nλ −1 = cos  ± λ  8 2          1.391λ  −1 = cos  ± λ   8π  2   FNBW = ??? HPBW = ??? 12 Telecommunications Program Anten + Hệ thống bức xạ End-fire (hệ thống. .. Hệ thống bức xạ End-fire (hệ thống bức xạ theo hướng trục) • Muốn hướng bức xạ cực đại theo hướng trục θ = 00, θ = π α = kd cosθ +ψ = 0 ⇒ ψ = mkd • Khi d = λ/2 (both direction) 2π λ α = kd cosθ +ψ = ( m1+1) = 2nπ n = 0,1 λ 2 • Chọn λ 1 d ≤ 1 −  2 N 13 Telecommunications Program Anten + Hệ thống bức xạ End-fire (hệ thống bức xạ theo hướng trục) (tt) • Hướng bức xạ (θ = 00) nλ   θ 0 n = cos 1... + Hệ thống anten có dòng kích thích bất kỳ (tt) - Đặc điểm của đa thức Dolph - Tschebyscheff 24 Telecommunications Program Anten + Hệ thống anten có dòng kích thích bất kỳ (tt) - Các bước tính phân bố dòng cho các anten phần tử của hệ thống • B1: Chọn hệ thống cần tính tóan (2N hay 2N+1) • B2: Khai triển Fk về dạng đa thức Tschebyscheff • B3: Xác định z0 sao cho Tn(z0) = R0 (tỷ số về biên độ hướng bức. .. Hệ thống bức xạ hướng bất kỳ (Scanning Array) • Muốn hướng bức xạ cực đại về một hướng θm bất kỳ kd cos θ m +ψ = 0 ⇒ ψ = − kd cos θ m 2nπ   θ 0 n = cos  cos θ m ±  Nkd   −1 θ± 1 2.782   = cos  cos θ m ±  Nkd   −1 2 FNBW = ??? HPBW = ??? 15 Telecommunications Program Anten + Hệ số hướng tính • Hệ thống Broadside r r E = E1 f k max Fk N  sin  kd cos θ  2  where Fk ≈ N kd cos θ 2 - Hệ. .. 0,1, 2, 32 Telecommunications Program Anten + Hệ thống bức xạ 2 chấn tử (tt) - Đồ thị bức xạ 33 Telecommunications Program Anten + Hệ thống bức xạ 2 chấn tử (tt) - Khi 2 chấn tử được kích thích bởi dòng đồng biên, ngược pha fk = 1 − e jkd cosθ =e j kd cosθ 2 kd − j cosθ   j kd cosθ −e 2 e 2     kd  j cosθ = −2sin  cos θ  e 2  2  kd • Hướng bức xạ cực đại π kd cos θ max = ± ( 2n + 1) 2 2... λ ⇒ cos θ max = ± 2 d n = 0,1,  kd  f k = 2 sin  cos θ   2  • Hướng bức xạ không kd cos θ 0 n = ± nπ 2 nλ ⇒ cos θ 0 n = ± d n = 0,1, 34 Telecommunications Program Anten + Hệ thống bức xạ 2 chấn tử (tt) - Đồ thị bức xạ θ = 900 θ = 900 θ = 900 θ = 00 d=λ/4 θ = 00 d=λ/2 d=λ 35 Telecommunications Program Anten + Hệ thống bức xạ 2 chấn tử (tt) - Khi 2 chấn tử được kích thích bởi dòng đồng biên, lệch... thị phương hướng và hệ số hướng tính HPBW = HPBWSA f HPBWSA là độ rộng đồ thị phương hướng hệ thống scanning array 2  f = 1 + 0.636  cosh    R0 Dmax = ( cosh −1 R0 ) 2  − π   2 2 2 0 2R λ 1 + ( R − 1) f Nd 2 0 26 Telecommunications Program Anten + Hệ thống anten có dòng kích thích bất kỳ (tt) - Ví dụ: R0 = 26 dB, N = 10 Anten 27 Telecommunications Program Anten + Hệ thống anten chấn tử... 29 Telecommunications Program Anten + Hệ thống bức xạ 2 chấn tử - Xét hệ thống gồm 2 anten chấn tử đặt song song cách nhau một khỏang d, sai lệch dòng kích thích của 2 anten là r jk e − jkR r E=− f1 (θ ) 1 + a e jψ e jkd cosθ    4π R I2 a = = a e jψ I1 z M M M θ y z θ z θ x a) Mặt phẳng E b) Mặt phẳng H 30 Telecommunications Program Anten + Hệ thống bức xạ 2 chấn tử (tt) - Mặt phẳng E kl  kl ... Telecommunications Program Anten + Hệ thống anten có dòng kích thích bất kỳ (tt) - Hàm phương hướng tổ hợp cho hệ thống 2N f k ( 2 N ) = a1 e jk + a1 e d cos θ 2 − jk + a2e d cos θ 2 j3k + a2e d cos θ 2 − j3k + L + aN e d cos θ 2 j ( 2 N −1 ) k + L + aN e d cos θ 2 − j ( 2 N −1 ) k d cos θ 2  ( 2 n − 1)  kd cos θ  = 2 ∑ a n cos  2 n =1   N - Hàm phương hướng tổ hợp chuẩn hóa cho hệ thống 2N  ( 2n − 1) ... = cos θ 20 λ N Telecommunications Program Anten + Hệ thống anten có dòng kích thích bất kỳ (tt) - Hàm phương hướng tổ hợp cho hệ thống 2N + 1 f k ( 2 N + 1 ) = 2 a1 + a 2 e jkd cos θ + L + a N + 1 e jN kd cos θ + a 2 e − jkd cos θ + L + a N + 1 e − jN kd cos θ N +1 = 2 ∑ a n cos ( ( n − 1 ) kd cos θ n =1 ) - Hàm phương hướng tổ hợp chuẩn hóa cho hệ thống 2N + 1 N N n =1 n =1 Fk ( 2 N + 1) = ∑ an cos . Program Telecommunications Program Anten + Hệ thốngbứcxạBroadside (hệ thốngbứcxạđồngpha) (tt) •Muốnhướngbứcxạcựcđạivuônggócvớitrụch thống 100 cos900, 2 m d d λψ θψ π −  =−=⇒=∀   0 cos2cos2 0,180 kdnn when αθψπθπ θ =+==± = 1 1d N λ  ≤−   •. Program Anten + Hệ thốngbứcxạBroadside (hệ thốngbứcxạđồngpha)(tt) •Vídụ: N = 8, d = λ/2 12 Telecommunications Program Telecommunications Program Anten + Hệ thốngbứcxạBroadside