- Các sơ đồ phối hợp trở kháng kiểu L dùng để biến đổi một trở kháng bất kỳ nào đó (chẳng hạn trở kháng của anten với được truyền cho trước với trở kháng Z0). Mỗi sơ đồ gồm 2 phần tử tính từ trái sang phải, phần từ thứ nhất có thể mắc nối tiếp với tải (kí hiệu S) hoặc song song với tải (kí hiệu SH) và phần tử thứ 2 cũng có thể SH hoặc S với tải. Giả sử như sơ đồ [1] là phần tử L mắc nối tiếp với trở tải ZL, phần tử thứ 2 là C mắc song song với trở tải, khi đó ký hiệu sơ đồ [1] là [LSCSH]. Sơ đồ [2] và sơ đồ [1] đổi chỗ cho nhau cùng là L nối tiếp và C song song nhưng đổi thứ tự cho nhau. Khi đó sơ đồ [2] ký hiệu [CSHLS]. Tương tự như vậy với các sơ đồ [3] và [4], [5] và [6], [7]
và [8].
2.3.3. Phối hợp trở kháng dùng dây chêm
- Trong phần này, chúng ta sẽ tìm hiểu một phương pháp phối hợp trở kháng sử dụng đoạn đường truyền ngắn mạch hoặc hở mạch (gọi là dây nhánh hay dây chêm), được mắc song song hoặc nối tiếp với được truyền đặt cách tải một khoảng d nhất định.
- Phương pháp này được sử dụng khá phổ biến do đơn giản trong chế tạo (có thể là loại mạch dải hoặc vi dải) và dễ điều chỉnh.
- Trong thiết kế mạch phối hợp trở kháng sử dụng dây chêm đơn, có hai thông số quan trọng trọng thiết kế mà người thiết kế cần chú ý đó là khoảng cách đường truyền d tính từ tải tới vị trí đoạn dây nhánh nối tiếp và giá trị điện nạp hoặc điện kháng tương ứng với dây nhánh song song hoặc nối tiếp.
- Đối với trường hơp sử dụng dây chêm đơn song song, đầu tiên ta chọn giá trị d sao cho thành phần dẫn nạp nhìn từ phía đường truyền Y có giá trị Y0
+jB. Sau đó chọn dây chêm sao cho thành phần điện nạp của nó có giá trị -jB để thỏa mãn điều kiện phối hợp.
- Tương tự đối với trương hợp dùng dây nhánh nối tiếp, khoảng cách d được chọn sao cho thành phần trở kháng nhìn từ phía đường truyền Z có giá trị Z0+jX, sau đó chọn dây chêm sao cho thành phần điện kháng của nó có giá trị -jX để thỏa mãn điều kiện phối hợp.
- Ưu điểm: Không dùng các phần tử tập trung nên dễ chế tạo. Hai thông số điều chỉnh là khoảng cách d và Y hoặc Z.
2.3.4. Phối hợp trở kháng dùng đoạn một phần tư bước sóng λ/4.
- Như đã trình bày, mạch biến đổi dùng một phần tư bước sóng là một phương pháp đơn giản dễ thực hiện để phối hợp trở kháng thuần trở với đường truyền.
- Ngoài ra, người ta có thể áp dụng nhiều đoạn biến đổi một phần tư bước sóng tại các tần số khác nhau dùng cho các thiết kế dải rộng. Nếu chỉ cần thiết kế dải hẹp thì ta chỉ cần dùng một đoạn biến đổi một phần tư bước sóng là đủ, còn nếu muốn thiết kế trên một dải tần số nào đó thì ta có thể đưa vào hai hoặc vài đoạn biến đổi.
- Một nhược điểm của phương pháp này đó là chỉ có thể phối hợp trở kháng thuần trở với đường truyền. Đối với thành phần trở kháng phức, người ta sẽ đưa điểm trở kháng phức này về giá trị trở kháng thuần trở bằng cách sử dụng đoạn đường truyền giữa tải và đoạn biến đổi một phần tư bước sóng. Tuy nhiên, cách này lại làm ảnh hưởng tới băng thông của mạch phối hợp trở
kháng do ảnh hưởng của tần số tác động.
- Trong phần này chúng ta sẽ đi sau phân tích phương pháp phối hợp trở kháng dùng đoạng một phần tư bước sóng cho một điểm trở kháng hoặc nhiều điểm trở kháng, và đánh giá xem độ lợi về băng thông như thế nào trong các trường hợp. Ta biết một đoạn dây dẫn dài λ/4 thỏa mãn hệ thức sau: Zl = √ .
- Tại tần số yêu cầu f0, thì chiều dài đoạn phối hợp trở kháng này có giá trị là λ0/4, nhưng đối với tần số khác thì nó sẽ có một giá trị khác, chính vì thế ta sẽ chỉ đưa ra cách biểu diễn mang tính xấp xỉ.
Hình 2.12: Phối hợp trở kháng dùng đoạn một phần tư bước sóng (l = λ/4). -Giá trị trở kháng lối vào nhìn từ phía đoạn một phần tư bước sóng
được tính theo công thức:
(2.46) Với t = tan(βl) = tan(θ), và βl = θ = π/2 tại tần số f0. Hệ số phản xạ khi đó được biểu diễn như sau:
(2.47) Do , nên phương trình trên có thể rút gọn thành:
√ (2.48)
Biên độ của hệ số phản xạ khi đó sẽ được tính bằng công thức:
| | | | (2.49) ( ) Với 1+t2 = 1+ tan2θ = sec2θ.
2.4. Anten mảng vi dải nhiều phần tử[2].
- Về cấu tạo, mỗi phần tử anten mạch dải gồm các phần chính là phiến kim loại, lớp đế điện môi, màn chắn kim loại và bộ phân tiếp điện. Phiến kim loại đươc gắn lên lớp điện môi tạo nên một kết cấu tương tự như một mảng của mạch in, vì thế anten mạch dải còn có tên gọi là anten mạch in.