Trong thực tế, ta có thể biểu diễn giản đồ 3D bởi hai giản đồ 2D. Thông thường chỉ quan tâm tới giản đồ là hàm của biến θ với vài giá trị đặc biệt của φ và giản đồ là hàm của φ với một vài giá trị đặc biệt của θ là đủ để đưa ra hầu hết các thông tin cần thiết.
1.4.5 Hệ số định hướng
Hệ số định hướng của anten là tỉ lệ của cường độ bức xạ theo một hướng cho trước so với cường độ bức xạ trung bình trên tất cả các hướng. Cường đồ bức xạ trung
2 3
Chương 1: Tổng quan về anten
bình bằng tổng công suất bức xạ bởi anten chia cho 4π. Nếu hướng không được xác định, hướng của cường độ bức xạ cực đại được chọn.
Đơn giản hơn, hệ số định hướng của một nguồn bức xạ hướng tính bằng với tỉ lệ của cường độ bức xạ theo một hướng cho trước (U) và cường độ bức xạ của một nguồn đẳng hướng (Uo): D U 4U U o P rad
Hướng bức xạ cực đại (hướng tính cực đại) được biểu diễn như sau:
D D U max o U Trong đó: +D là hướng tính. +D0 là hướng tính cực đại. +U là cường độ bức xạ (W/đơn vị góc đặc).
+Umax là cường độ bức xạ cực đại (W/đơn vị góc đặc).
+U0 là cường độ bức xạ của nguồn đẳng hướng (W/đơn vị góc đặc). +Prad là tổng công suất bức xạ (W).
Với nguồn đẳng hướng, từ (1.22) hay (1.23) ta nhận thấy rằng hướng tính bằng 1 khi U, Umax và U0 bằng nhau.
1.4.6 Độ lợi
Một đơn vị khác để mô tả hiệu suất của anten là độ lợi (Gain). Độ lợi của anten có quan hệ với hệ số định hướng và được dùng để tính hiệu suất của anten cũng như khả năng hướng tính của nó. Trong khi hệ số định hướng chỉ thể hiện được đặc tính hướng tính của anten. Độ lợi được xác định bằng cách so sánh mật độ công suất bức xạ của anten thực ở hướng khảo sát và mật độ công suất bức xạ của anten chuẩn (thường là anten đẳng hướng) ở cùng hướng và khoảng cách như nhau, với giả thiết công suất
2 4
Chương 1: Tổng quan về anten
đặt vào hai anten bằng nhau, còn anten chuẩn là anten có hiệu suất bằng 1 (không tổn hao).
Cường độ bức xạ của anten đẳng hướng bằng với công suất đặt vào anten chia cho 4π (do ta giả thiết anten chuẩn có hiệu suất bằng 1 nên công suất bức xạ bằng công suất đặt vào anten). Do đó, ta có:
G = Cường độ bức xạ của anten thực tại hướng khảo sát / Cường độ bức xạ của
anten đẳng hướng.
G4
Tổng công suất bức xạ (Prad) có quan hệ với tổng công suất đặt vào anten (Pin) bởi: P rad e cd P in
Trong đó, ecd là hiệu suất bức xạ của anten. Thay công thức (1.28) vào (1.27):
G ( , )ecd 4
Thay công thức (1.22) vào, ta có:
G ( , )ecd D( ,)
Giá trị cực đại của độ lợi có quan hệ với hệ số định hướng cực đại như sau:
GoG ( , )
2 5
Go ( dB )10 log10ecd Do
1.5 Kết luận chương
Chương mở đầu đã trình bày khái niệm cơ bản của anten, đó là một thiết bị dùng để bức xạ sóng điện từ (anten phát) hoặc nhận sóng vô tuyến (anten thu). Đồng thời trình bày một vài loại anten phổ biến, được sử dụng ở nhiều thiết bị như anten dây, anten miệng và anten vi dải. Bên cạnh đó, các thông số của anten được sử dụng để mô tả hoạt động của một anten khi thiết kế và đo lường cũng được nêu ra như: băng thông, phân cực sóng, trở kháng vào, mô hình bức xạ, hệ số định hướng, độ lợi. Chương tiếp theo sẽ trình bày cụ thể hơn về anten vi dải và anten PIFA.
Chương 2: Anten vi dải
Chương 2: ANTEN VI DẢI 2.1 Giới thiệu chương
Chương tiếp theo trình bày các nội dung cơ bản của anten vi dải, đồng thời giới thiệu về anten PIFA bao gồm các nội dung sau:
+Giới thiệu chung về anten vi dải và các loại anten vi dải +Cấu trúc anten PIFA
2.2 Anten vi dải
2.2.1 Giới thiệu chung
Khái niệm anten vi dải lần đầu tiên được đưa ra bởi Deschamps vào năm 1953, Gutton và Bassinot vào năm 1955. Tuy nhiên mãi tới 20 năm sau, người ta mới đi vào chế tạo các anten vi dải vì thời điểm này mới xuất hiện chất nền có các đặc tính tốt.
Anten vi dải với cấu hình đơn giản nhất bao gồm một patch phát xạ (radiating patch) nằm trên một mặt của chất nền (dielectric substrate) có hằng số điện môi (εr<=10), mặt kia của chất nền là mặt phẳng đất (mặt phản xạ) (ground plane). Patch là một vật dẫn điện, thông thường là đồng hay vàng, có thể có hình dạng bất kỳ nhưng các hình dạng thông thường vẫn được sử dụng nhiều. Hằng số điện môi của chất nền đóng vai trò quan trọng nhất đối với hoạt động của anten. Nó ảnh hưởng đến trở kháng đặc tính, tần số cộng hưởng, băng thông và hiệu suất của anten.
Chương 2: Anten vi dải