Ứng dụng của kết cấu điện từ đ− ợc kích thích bởi sóng chạy

Một phần của tài liệu Ứng dụng phương pháp moment trong bài toán phân tích các kết cấu điện tử phẳng được kích thích bởi sóng chạy (Trang 100 - 102)

a) Các ứng dụng của kết cấu điện từ đợc kích thích bởi sóng chạy

Kết cấu điện từ kích thích bởi sóng chạy đ−ợc nghiên cứu ở trên sử dụng để cải thiện đặc tính bức xạ của anten. Để cải thiện đặc tính bức xạ của một số loại anten, có thể kết hợp các anten ấy với kết cấu sóng mặt, sóng rò có hình dạng và thông số thích hợp. Nếu thay thế mặt kim loại bởi một kết cấu làm chậm sóng nh− đã nghiên cứu ở trên thì những sóng bức xạ theo h−ớng nằm ngang (hoặc theo những h−ớng có góc

ngẩng bé), sẽ có vận tốc pha chậm hơn so với những sóng bức xạ có góc ngẩng lớn hơn. Do đó mặt đồng pha của sóng sẽ đ−ợc "nắn" lại gần với mặt phẳng, năng l−ợng bức xạ đ−ợc tăng c−ờng theo h−ớng mặt phẳng song song với mặt dẫn điện và giảm nhỏ ở các h−ớng khác. Đồ thị ph−ơng h−ớng của anten trong mặt phẳng đứng sẽ hẹp lạị Có thể bố trí kết cấu sao cho tốc độ làm chậm sóng giảm về phía mép của kết cấu để thực hiện phối hợp dần dần giữa bề mặt kết cấu và không khí giảm nhỏ sóng phản xạ từ ngoài mép kết cấụ

Khả năng ứng dụng kết cấu sóng chậm để cải thiện đặc tính bức xạ của anten có thể áp dụng cho nhiều loại anten khác nhaụ Đối với các hệ thống làm chậm sóng nh− chúng ta đã mô phỏng và nghiên cứu ở trên, để phân tích nguyên lý làm việc của các hệ thống làm chậm sóng này, chúng ta thấy rằng mỗi anten sóng mặt đều gồm hai bộ phận chính là bộ kích thích và hệ thống chậm. Thông th−ờng thì bộ kích thích cũng có dạng của một anten hoàn chỉnh (đoạn ống dẫn sóng, anten loa, anten chấn tử...) nh−ng có h−ớng tính kém. Tác dụng của hệ thống chậm trong các tr−ờng hợp này cũng là biến đổi mặt sóng kích thích để cải thiện đặc tính bức xạ của nguồn và nhận đ−ợc đồ thị ph−ơng h−ớng hẹp. ápdụng hệ thống chậm kết hợp với anten, ngoài việc cải thiện đặc tính bức xạ của anten còn cho phép ứng dụng ph−ơng pháp tổng hợp kết cấu sóng chậm để thiết lập anten có đồ thị ph−ơng h−ớng dạng đặc biệt. Trong các tr−ờng hợp này hệ thống chậm không chỉ tham gia vào việc "nắn" lại mặt sóng mà còn biến đổi sóng sơ cấp thành các sóng thứ cấp có thông số thích hợp, tạo thành đồ thị ph−ơng h−ớng theo yêu cầu (anten sóng mặt điều biến vận tốc pha).

Ngoài ra hệ thống chậm còn đ−ợc sử dụng để thiết lập anten có hệ số định h−ớng cao dựa trên kết quả tổng hợp kết cấu sóng mặt biến đổi sóng kích thích có hệ số chậm lớn thành sóng thứ cấp có hệ số chậm nhỏ. Các kết quả phân tích về lý thuyết và thực nghiệm cho thấy rằng theo ph−ơng pháp này có thể thiết lập đ−ợc anten sóng mặt bức xạ trục mà độ dài của nó nhỏ hơn độ dài của anten có chiều dài tốt nhất khi chúng cùng có hệ số định h−ớng giống nhaụ

Thật vậy nếu chọn các thông số của kết cấu thích hợp (dạng biến đổi bề mặt, phân bố trở kháng trên bề mặt) có thể thực hiện việc biến đổi sóng kích thích có hệ số chậm rất lớn thành sóng thứ cấp có hệ số chậm rất nhỏ, hình thành một mặt đồng pha có kích th−ớc lớn ở đầu cuối anten và giảm sóng phản xạ từ đầu cuối anten. Nếu phân tích theo quan điểm của ph−ơng pháp mặt bức xạ t−ơng đ−ơng thì có thể thay thế tác dụng bức xạ của anten bởi mặt t−ơng đ−ơng ở đầu cuối có phân bố tr−ờng đồng pha ở

mọi điểm, còn biên độ giảm theo h−ớng pháp tuyến với bề mặt. Vì hệ số chậm của sóng thứ cấp rất nhỏ nên kích th−ớc của mặt đồng pha sẽ lớn, hệ số định h−ớng do đó sẽ cao, t−ơng đ−ơng với tr−ờng hợp anten có độ dài lớn hơn. Đồng thời trong tr−ờng hợp này, sóng sơ cấp có hệ số chậm lớn nên dễ kích thích và có độ ổn định caọ

b) ứng dụng của hai dạng bài toán và kết cấu đợc nghiên cứu

Để có hệ thống chậm với kết cấu đơn giản, nhẹ nhàng, tiện sử dụng kết hợp với các anten chúng ta có thể thay thế hệ thống cấu trúc liên tục bởi hệ thống có cấu trúc rời rạc. Qua những nghiên cứu trên, thấy rằng bản thân kết cấu sóng chậm cũng có thể tiếp tục đ−ợc giảm nhẹ kích th−ớc nhờ việc áp dụng những kết cấu mới nh− kết cấu mạch dải và kết cấu khe trên hốc cộng h−ởng một cách phù hợp.

Trên cơ sở giảm nhẹ kích th−ớc nh− vậy, các kết cấu sóng chậm này có thể dễ dàng sản xuất với chi phí thấp nhờ công nghệ cấy hàng ngàn các cấu tử siêu cao tần đ−ợc đ−a vào cùng một quá trình.

Các kết cấu đ−ợc nghiên cứu rất mỏng và nhẹ. Do chấn tử đ−ợc thiết kế để khai thác từ mặt nền nằm ở phía đằng sau của màn chắn do vậy việc gắn chúng lên thân các thiết bị hoàn toàn không gây ảnh h−ởng gì đến bề mặt của thiết bị đó.

Mặt khác chúng ta có thể kết hợp các kết cấu sóng chậm này với các phần tử hay mạch tích cực mà chúng ta gọi là anten tích cực. Việc kết hợp kết cấu này với các phần tử tích cực cho phép dễ dàng sử dụng kết cấu làm phần tử của các hệ thống bức xạ để thiết lập đồ thị ph−ơng h−ớng theo yêu cầu cho tr−ớc, để thiết lập anten điều khiển đồ thị ph−ơng h−ớng bằng ph−ơng pháp điện hay hệ thống bức xạ có thực hiện b−ớc đầu việc xử lý tín hiệụ

Một phần của tài liệu Ứng dụng phương pháp moment trong bài toán phân tích các kết cấu điện tử phẳng được kích thích bởi sóng chạy (Trang 100 - 102)