- Số bản vẽ: bản A1 bản A2 khổ khác
2.
4.4. Anten lôga chu kỳ ( log – periodic antenna)
Anten được tạo bởi tập hợp các chấn tử có kích thước và khoảng cách khác nhau và được tiếp điện từ một đường fiđe song hành chung như hình 4.4, các chấn tử nhận dòng từ fiđe theo cách tiếp điện chéo:
Hình 4.4. Kết cấu của anten loga - chu kỳ
Nếu máy phát làm việc ở tần số f0 nào đó, tần số này lại là tần số cộng hưởng của một trong các chấn tử thì trở kháng của chấn tử đó sẽ là điện trở thuần. Các chấn tử khác vẫn còn thành phần điện kháng, giá trị của điện kháng càng lớn khi độ dài của chấn tử này khác càng xa với chấn tử cộng hưởng, tức là chấn tử này càng xa chấn tử cộng hưởng. Khi đó chấn tử cộng hưởng được kích thích mạnh nhất.
Các chấn tử không cộng hưởng có dòng điện chạy qua nhỏ nên trường bức xạ của anten được quyết định chủ yếu bởi bức xạ của của chấn tử cộng hưởng và một số chấn tử lân cận đó. Những chấn tử này tạo nên miền bức xạ của anten. Dòng điện trong các chấn tử của miền bức xạ có được do tiếp nhận trực tiếp từ fiđe và hình thành do cảm ứng trường của chấn tử cộng hưởng. Các chấn tử ở phía trước chấn tử cộng hưởng có chiều dài nhỏ hơn, sẽ có trở kháng vào dung tính, dòng cảm ứng trong chấn tử này chậm pha so với dòng trong các chấn tử có độ dài lớn hơn nó. Và ngược lại, các chấn tử ở phía sau chấn tử cộng hưởng có chiều dài lớn hơn, sẽ có trở kháng vào cảm tính, dòng cảm ứng trong chấn tử này sớm pha so với dòng trong các chấn tử có độ dài ngắn hơn nó. Các chấn tử nhận dòng từ fiđe theo cách tiếp điện chéo nên 2 chấn tử kề nhau có dòng điện lệch pha nhau 1800 cộng với góc lệch pha do truyền sóng trên đoạn fiđe mắc giữa 2 chấn tử đó. Từ tất cả các yếu tố trên, ta nhận được dòng tổng hợp trong các chấn tử của miền bức xạ có góc lệch pha giảm dần theo chiều giảm kích thước anten.
Với quan hệ pha như trên, nên chấn tử đứng trước chấn tử cộng hưởng sẽ thỏa mãn điều kiện chấn tử dẫn xạ, còn chấn tử tử dứng sau sẽ thỏa mãn điều kiện của chấn tử phản xạ. Bức xạ của anten chủ yếu do chấn tử cộng hưởng quyết định và sẽ được định hướng theo trục anten, về phía các chấn tử nhỏ hơn.
SVTH : NGUYỄN HOÀI ANH GVHD : Th.S NGUYỄN DƯƠNG THẾ NHÂN
Nếu tần số máy phát giảm đi, còn là τ f0 (τ < 1) thì vai trò của chấn tử cộng hưởng sẽ được dịch chuyển sang chấn tử có độ dài lớn hơn kế đó, và ngược lại, nếu tần số tăng lên bằng
0
f
τ thì chấn tử cộng hưởng sẽ chuyển sangchấn tử ngắn hơn kế đó.
Ví dụ chấn tử l1 cộng hưởng tần số f1 , ta có l1 = λ1/2. Nếu tần số máy phát giảm xuống f′ = τ f1 thì chấn tử cộng hưởng mới có độ dài
1 2 2 ′ ′ = = =l l λ l τ (4.2) Ta thấy rằng ở các tần số fn =τn−1f1 (4.3) thì các chấn tử cộng hưởng có độ dài tương ứng là
1 1 − = n nl l τ (4.4) Trong đó: n là số thứ tự các chấn tử fn là tần số cộng hưởng của chấn tử thứ n ln là độ dài của chấn tử thứ n
Nghĩa là ứng với mỗi tần số fn, trên anten sẽ xuất hiện một miền bức xạ mà chấn tử phát xạ chính có độ dài là ln tương ứng.
Như vậy miền bức xạ của anten sẽ dịch chuyển khi tần số công tác thay đổi, nhưng hướng bức xạ cực đại vẫn giữ nguyên.
Lấy log hai vế của biểu thức (4.3) ta có
ln fn = (n -1)lnτ + lnf1 (4.5)
Ta thấy khi biểu thị tần số trên thang đo logarit thì tần số cộng hưởng của anten sẽ được lặp lại qua các khoảng giống nhau là lnτ, chính vì thế mà người ta gọi anten là anten Lôga - chu kỳ.
chấn tử ấy. Các đại lượng này lại phụ thuộc vào các thông số hình học τ và α của kết cấu anten. Với α xác định, tăng τ thì số chấn tử thuộc miền bức xạ tác dụng cũng tăng, do đó đồ thị phương hướng hẹp lại. Nhưng nếu tăng τ quá lớn thì đặc tính phương hướng lại xấu đi vì lúc đó kích thước miền bức xạ tác dụng giảm do các chấn tử quá gần nhau. Giữ nguyên τ , giảm α đến một giới hạn nhất định nào đó sẽ làm hẹp đồ thị vì khi đó khoảng cách giữa các chấn tử lại tăng và do đó tăng kích thước miền bức xạ tác dụng.
Các giá trị giới hạn của τ và α thường là τmax= 0.95; αmin = 100.
Độ rộng dải tần anten của anten được xác định bởi kích thước cực đại và cực tiểu của các chấn tử : max max min min 2 2 ≈ ≈ l l λ λ (4.6)
Thực tế, giới hạn dải tần số của anten được chọn sao cho chấn tử cộng hưởng ở bước sóng cực đại chưa phải là chấn tử dài nhất mà còn 1 hoặc 2 chấn tử dài hơn đứng sau nó; chấn tử cộng hưởng ở bước sóng cực tiểu cũng chưa phải là chấn tử ngắn nhất mà trước nó còn có một vài chấn tử ngắn hơn.