Trong miền trường gần hay còn gọi là vùng tương tác (reactive) hoặc vùng không phát xạ (non-radiative) mối quan hệ giữa E và H rất phực tạp, từng thành phần ( E hoặc H) có thể nổi trội trong một điểm hay một thời điểm khác nhau, các mối tương quan trái chiều cũng có thể xảy ra trong vùng trường gần. Trong các định nghĩa trường gần và tường xa đều dựa trên mối liên hệ giữa khoảng cách truyền sóng và bước sóng lambda. Theo đó
Vùng trường gần là vùng thỏa mãn công thức:
Trong đó D chính là kích thước chiều lớn nhất của ăng ten.
Vùng chuyển tiếp hay còn gọi là vùng fresnel là vùng thỏa mãi công thức: < R <
Vùng trường xa hay vùng phát xạ là vùng nằm ngoài hai lần bước sóng. Trong vùng này mối quan hệ giữa E và H mang đặc tính sóng phân cực (phân cực thẳng đứng, ngang, tròng , xoắn…) truyền tự do, ở đó E và H luôn đi cùng nhau, tại mọi thời điểm trong không gian. Trong miền này, phân bố của trường cùng với góc pha nào đó về cơ bản là không phụ thuộc vào khoảng cách từ nguồn ăng ten phát và cũng không phụ thuộc vào cấu trúc ăng ten. Trở kháng của sóng truyền trong vùng trường xa là tỷ số của độ lớn của điện trường trên từ trường, trong trường xa thì pha của hai trường này là giống nhau. Do vậy trở kháng trong trường xa sẽ được định nghĩa như sau:
(2.21)
Do đó, trong môi trường chân không vận tốc ánh sáng là 3 x thì giá
trị trở kháng của đường truyền tương ứng là:
Truyền năng lượng không dây ở trường gần
Kỹ thuật truyền năng lượng không dây ở trường gần chỉ đạt một khoảng cách có thể so sánh với hoặc hơn một lần so với đường kính của ăng ten phát, và có thể lên tới khoảng cách cỡ ¼ đến ½ bước sóng. Năng lượng trường gần có đặc tính là không bức xạ, có một số mất mát bức xạ thường xảy ra. Ngoài ra các mất mát trên điện trở môi trường cũng thường xuyên xuất hiện. Truyền năng lượng không dây ở trường gần chủ yếu áp dụng các hiện tượng cảm ứng từ, cảm ứng điện từ.
Truyền năng lượng không dây ở trường xa
Phương pháp trường xa thực hiện cho khoảng cách xa, thường hàng chục km trở lên trong đó khoảng cách lớn hơn rất nhiều so với kích thước của thiết bị. Để truyền năng lượng đi xa người ta sử dụng các công nghệ tạo chùm tia năng lượng (powerbeaming technology), có nghĩa là tạo ra bức xạ ở dạng chùm tia có mật độ công suất cao, rồi phóng về phía thiết bị thu.
2.3. Đƣờng truyền vi dải
2.3.1. Cấu trúc đƣờng truyền vi dải
Sự khác nhau quan trọng nhất giữa lý thuyết mạch và lý thuyết đường truyền vi dải chính là kích thước. Trong lý thuyết phân tích mạch ta luôn giả sử rằng kích thước vật lý của mạch điện luôn nhỏ hơn rất nhiều lần bước sóng của tín hiệu chính được sử dụng trong mạch. Với lý thuyết đường truyền vi dải, thì độ dài thường là các bội số của độ dài bước sóng, hơn thế nữa đường truyền vi dải được xem như là cấu trúc mạng phân phối bởi các tham số, nơi mà điện áp và dòng điện có thể thay đổi biên độ dọc theo chiều dài của nó. Trong khi đó với lý thuyết mạch, các phần tử tập trung thì điện áp và dòng điện không thay đổi theo kích thước vật lý của các phần tử đó.
Đường truyền vi dải được sử dụng nhiều nhất trong môi trường truyền dẫn là các mạch tích hợp siêu cao tần. Đường truyền vi dải là cấu trúc mạch in “cao cấp”, bao gồm một dải dẫn điện bằng đồng hoặc kim loại khác trên một chất nền cách điện, mặt kia của tấm điện môi cũng được phủ đồng gọi là mặt phẳng đất. Ta thấy mặt phẳng đất là mặt phản xạ. Do đó, đường truyền vi dải có thể được xem như là đường truyền gồm 2 dây dẫn.
Hình 2.6. Cấu trúc đường truyền vi dải [7]
Có hai tham số chính là độ rộng dải dẫn điện W và chiều cao lớp điện môi h.
Một tham số quan trọng khác là hằng số điện môi tương đối của chất cách điện Ɛr.
Độ dày của dải điện dẫn là t và điện dẫn suất là σ là các tham số kém quan trọng hơn và đôi khi có thể bỏ qua.
2.3.2. Cấu trúc trƣờng của đƣờng truyên vi dải
Sóng truyền trên đường truyền vi dải là sóng có dạng gần với TEM (quasi- TEM). Điều này có nghĩa rằng có một vài vùng trong đó chỉ có một thành phần điện trường hoặc từ trường theo hướng truyền sóng. Như hình dưới thể hiện giản đồ điện trường của một đường truyền vi dải cơ bản