Tải Anten thu
Nguồn
Anten phát
Hình 1.26 –Tuyến anten phát và thu.
Xét một anten phát được cấp tín hiệu bởi nguồn VS có trở kháng nội ZS. Trở kháng của anten phát được ký hiệu là ZA,t. Một bộ thu định vị tại chiều (t,t) so với bộ phát. Anten thu có trở kháng vào ZA,r và được kết thúc bằng tải ZL. Bộ phát và thu cách nhau một khoảng r và trường máy phát tác động lên bộ thu từ chiều (r,r).
Công suất mà anten thu cấp cho tải ZL: PL = qrPC
Mặt khác: PC = Aeff.rSinc
Aeff.r: là diện tích hiệu dụng của bộ thu đối với các sóng tới phân cực tác dụng theo chiều (r,r).
Sinc: là mật độ công suất của trường được bức xạ bởi bộ phát và được đo tại bộ thu cách bộ phát r.
1
2 | |
,
Mà , , là cường độ bức xạ trường do anten phát.
Suy ra:
,
Điều này nói rằng mật độ công suất của trường được bức xạ bởi bộ phát được đo tại bộ thu, bằng mật độ công suất gây ra từ bộ phát công suất vô hướng nhân với độ lợi của bộ phát theo chiều bộ thu.
Từ đó ta kết hợp được:
.
, , , , (1.67)
là công thức dạng thông dụng để đặc trưng cho các tuyến truyền dẫn anten. Một công dụng khác khi ta thay: PL = qrPC và PA = qtPS.
Lúc đó: , , , , (1.68) Và: , , , , , , , , (1.69) Ý nghĩa các hệ số: etqt: hệ số mất mát của bộ phát. erqr: hệ số mất mát của bộ thu.
, , : hệ số mất mát do phối hợp phân cực của tuyến anten.
: là hệ số mất mát không gian.
Với thuật ngữ này công suất thu được bằng công suất khả dụng tại bộ phát PS nhân với các hệ số mất mát (không gian tự do, bộ phát, bộ thu, mất phối hợp phân cực) và được nhân với độ định hướng của cả hai anten theo chiều của tuyến. Thông thường quan hệ tuyến anten trên được tính bằng Decibel.
, , 20 20
TÓM TẮT
Trong bài này, người học tìm hiểu được các khái niệm cơ bản về anten, bao gồm hình
dạng một số anten cũng như lịch sử phát triển của anten.
Phần kế tiếp giới thiệu về các đặc tính của anten: trở kháng ngõ vào, hiệu suất anten, trường điện và trường từ do anten bức xạ, công suất trường điện từ do anten tạo ra.
Ngoài ra, bài này cũng giới thiệu về sự phân cực và đồ thị bức xạ của anten. Đây là
CÂU HỎI ÔN TẬP
Câu 1: Một anten có trở kháng vào là ZA = 250 + j50 trong đó điện trở tổn hao là RD = 8 được nối với một máy phát có VS = 10V và RS = 10
a. Vẽ sơ đồ tương đương của hệ thống
b. Tính công suất bức xạ, tổn hao, tiêu thụ và hiệu suất của anten
Câu 2: Một anten có trở kháng vào ZA = 100 + j75 với điện trở tổn hao RD = 10
được cung cấp bằng nguồn VS và trở kháng nguồn ZS.
a. Xác định các thông số nguồn trong điều kiện phối hợp trở kháng và công suất anten là 30 mW.
b. Vẽ sơ đồ tương đương và tính công suất bức xạ, công suất tổn hao, hiệu suất anten.
Câu 3: Trường điện từ vùng xa bức xạ bởi anten cho bởi hàm phương hướng sau:
, . Giả sử hiệu suất của anten là 40% và dòng điện vào anten là 0,5A. Tính:
a. Vetor mật độ công suất bức xạ b. Mật độ công suất bức xạ
c. Cường độ bức xạ
d. Tổng công suất được bức xạ bởi anten e. Điện trở bức xạ của anten
f. Điện trở tổn hao của anten g. Điện trở ngõ vào của anten
h. Tổng công suất PA mà anten nhận từ nguồn
Câu 4: Trường điện vùng xa bức xạ bởi anten cho bởi: F(, ) = 2sin +3cos , giả sử hiệu suất anten e = 70% và dòng tại ngõ vào anten là 0,5A. Tính:
a. Vector mật độ công suất bức xạ b. Mật độ công suất bức xạ
d. Tổng công suất được bức xạ bởi anten e. Điện trở bức xạ của anten
f. Điện trở tổn hao của anten g. Điện trở ngõ vào của anten
h. Tổng công suất PA mà anten nhận từ nguồn
Câu 5: Cường độ điện trường vùng xa được bức xạ bởi anten cho như sau:
sin . Cho biết đặc tính phân cực của anten ở hướng +x; hướng +y
Câu 6: Xét một anten sử dụng như anten phát ở tần số f=3GHz bức xạ trường điện với biên độ chuẩn hóa: , và có vector phân cực ; hiệu suất anten là 70% và nếu anten được sử dụng làm anten thu được nối đến tải có phối hợp trở kháng. Tính công suất cung cấp cho tải đối với những sóng phẳng tới:
a. b. Câu 7: HPBW là: A. Góc 1/2 B. Góc giữa hướng 1/2 và m C. Góc giữa 2 hướng 1/2 D. Khác Câu 8: FNBW là: A. Góc 0 B. Góc giữa hướng 0 và m C. Góc giữa hướng 1/2 và 0 D. Khác
Câu 9: Diện tích hiệu dụng của anten thu phụ thuộc vào:
A. Công suất phát B. Độ lớn cường độ điện trường tại anten thu C. Hướng của vector cường độ điện trường tại anten thu D. Khác
Câu 10: Diện tích hiệu dụng của anten thu phụ thuộc vào:
A. Công suất phát B. Độ lớn cường độ điện trường tại anten thu
BÀI 2: LÝ THUYẾT ANTEN
Sau khi học xong bài này, người học có thể:
Cách xác định trường điện từ bức xạ của một anten.
Biết được trường điện từ bức xạ của một số anten cơ bản.