Chỳng ta biết rằng bức xạ của đường truyền vi dải, một cấu trỳc tương tự như là anten vi dải, cú thể giảm đỏng kể nếu đế điện mụi sử dụng cú bề dày mỏng và hệ số điện mụi tương đối thấp. Hay núi cỏch khỏc, nú giỳp cho bức xạ anten vi dải tốt hơn với hiệu suất bức xạ cao hơn. Do vậy, trong một anten vi dải, người ta sử dụng cỏc nền điện mụi cú hệ số từ thẩm thấp. Bức xạ từ anten vi dải cú thể được xỏc định từ phõn bố trường giữa patch và mặt phẳng đất hay dưới dạng phõn bố dũng điện mặt trờn bề mặt của patch.
Xột một anten vi dải được cấp nguồn bởi một nguồn cao tần (microwave
source). Việc cung cấp năng lượng cho patch làm hỡnh thành nờn sự phõn bố điện
tớch ở mặt trờn và mặt dưới của patch cũng như trờn bề mặt của mặt phẳng đất. Dưới tỏc dụng của cỏc lực đẩy, hỡnh thành do cỏc lực tương tỏc giữa cỏc điện tử cựng dấu, trờn bề mặt của patch làm cho một số điện tớch ở cỏc vựng rỡa của patch
dịch chuyển từ bề mặt dưới lờn bề mặt trờn của patch. Sự dịch chuyển của cỏc điện tớch làm hỡnh thành trờn bề mặt của patch vectơ mật độ dũng mặt dưới uurJb
và vectơ mật độ dũng mặt trờn Juurt
Hỡnh 2.7. Phõn bố điện tớch và dũng điện trong anten vi dải hỡnh chữ nhật
Do trong hầu hết cỏc anten tỷ số hW là rất bộ vỡ thế lực hỳt giữa cỏc điện tớch chiếm ưu thế và hầu hết sự tập trung điện tớch và dũng vẫn tồn tại bờn dưới
patch bề mặt. Và như thế, chỉ cú một lượng nhỏ dũng dịch chuyển từ miếng rỡa của
patch lờn mặt trờn của patch làm hỡnh thành một trường nhỏ cú chiều tiếp tuyến với
cỏc rỡa của patch. Do vậy, để đơn giản cho việc tớnh toỏn, chỳng ta xấp xỉ rằng từ trường tiếp tuyến là zero và từ trường tiếp tuyến này cú thể thành lập cỏc bức tường từ xung quanh cỏc chu vi của patch. Cỏc giả định này càng hợp lý hơn trong trường hợp đế điện mụi cú bề dày mỏng với hằng số điện mụi εrlớn. Tương tự như trường hợp của trường điện từ, vỡ bề dày của đế điện mụi rất mỏng so với bước súng truyền trong lớp điện mụi, nờn trường biến thiờn dọc theo độ cao là khụng đổi và trường điện gần như vuụng gúc với bề mặt của patch. Từ cỏc điều kiện của trường điện và trường từ, patch cú thể được xem như là mụ hỡnh của một hốc cộng hưởng (cavity) với cỏc bức xạ trường điện bờn trờn và bờn dưới (do trường điện thỡ vuụng gúc với bề mặt của patch) và bốn bức tường từ dọc theo cỏc rỡa của patch (do trường từ tiếp tuyến gần như bằng khụng). Từ cỏc điều kiện của hốc cộng hưởng vừa nờu thỡ chỉ cú cỏc mode TM là cú thể truyền trong hốc cộng hưởng.
Bốn bức tường bờn của hốc cộng hưởng tương ứng cho bốn khe bức xạ.
Patch của anten vi dải cú thể tượng trưng bằng một vectơ mật độ dũng Juurt
tương ứng. Trong khi đú, bốn khe bức xạ ở cỏc mặt bờn được đặc trưng bằng cỏc vectơ mật độ dũng uurJs
và Muuurs
lần lượt tương ứng với trường từ uuurHa
và trường điện Euura
trong cỏc khe bức xạ.
Muuurs = − ìn E$ ura (2.9) Vỡ ta xột đế điện mụi cú độ dày mỏng nờn mật độ dũng trờn Juurt
rất bộ so với mật độ dũng dưới uurJb
của patch. Do đú, Juurt
sẽ được đặt bằng khụng để chỉ ra rằng hầu như khụng cú bức xạ từ bề mặt của patch. Tương tự như thế, cỏc trường từ tiếp tuyến dọc theo rỡa của patch và mật độ dũng tương ứng Muuurs
được đặt bằng khụng. Do vậy, chỉ cũn lại một thành phần mật độ dũng khỏc khụng là vectơ mật độ dũng
s
M
uuur
dọc theo chu vi patch. Để biểu diễn sự hiện diện của mặt phẳng đất ta sử dụng lý thuyết ảnh rằng mật độ dũng sẽ tăng gấp đụi so với khi chưa xột mặt phẳng đất. Mật độ dũng mới sẽ là:
Muuurs = − ì2n E$ ura (2.10) Trường điện trong khe bức xạ xỏc định:
0
.
a (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
E =z E
uur $ đối với hai khe cú chiều dài W và độ cao h
0 . sin a x E z E L π = − ữ uur $
đối với khe cú chiều dài L và độ cao h
Do cỏc điều kiện xột trờn, ta nhận ra là kết quả bức xạ của khe dọc theo chiều của trục x thỡ hầu như bằng khụng vỡ phõn bố dũng bằng và đảo dấu với nhau trong cỏc khe. Tuy nhiờn, kết quả bức xạ dọc theo chiều của trục y tồn tại dưới dạng một dải hai thành phần với cỏc thành phần mật độ dũng cựng biờn độ và pha và cỏch nhau một khoảng L - chiều dài của patch. Do đú, bức xạ từ patch cú thể được miờu tả dưới dạng hai khe dọc (verticalslots).
Việc phõn tớch cỏc khe dọc này trong mụi trường điện mụi khụng đồng nhất là một vấn đề hết sức khú khăn nờn cỏc khe dọc này được thay thế bởi hai khe phẳng
(planar slots). Đối với cỏc loại anten vi dải cú cấu hỡnh khỏc cũng cú thể được
tượng trưng bởi cỏc khe tương ứng cựng loại.