Kỹ thuật siêu cao tần

Giới thiệu về kỹ thuật phân tích mạch điện ở tần số siêu cao, khái niệm thông số phân bố và ma trận tán xạ của các phần tử mạch điện, một số mạch siêu cao tần cơ bản. Nội dung môn học gồm 6 chương như sau: - Chương mở đầu - Chương 1: Giới thiệu khái niệm đường dây truyền sóng, hệ số phản xạ, hệ số sóng đứng, trở kháng đường dây. - Chương 2: Cấu trúc và ứng dụng của đồ thị Smith trong phân tích và thiết kế mạch siêu cao tần. - Chương 3: Ma trận tán xạ, các đặc tính và ứng dụng. - Chương 4: Hệ thống bức xạ - Chương 5: Một số loại Anten

pdf277 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 15/06/2013 | Lượt xem: 1709 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Kỹ thuật siêu cao tần, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
KỸ THUẬT SIÊU CAO TẦN (Microwave Engineering) Số tiết : 42 ; LT:28; BT:14 Kiểm tra: 30% Kiểm tra viết giữa kỳ (60') Bài tập: 20% Bài tập nhà Thi cuối kỳ: 50% Thi viết cuối kỳ (90') Nội dung môn học: Giới thiệu về kỹ thuật phân tích mạch điện ở tần số siêu cao, khái niệm thông số phân bố và ma trận tán xạ của các phần tử mạch điện, một số mạch siêu cao tần cơ bản. Nội dung môn học gồm 3 chương chính như sau: • Chương 1: Giới thiệu khái niệm đường dây truyền sóng, hệ số phản xạ, hệ số sóng đứng, trở kháng đường dây. • Chương 2: Cấu trúc và ứng dụng của đồ thị Smith trong phân tích và thiết kế mạch siêu cao tần. • Chương 3: Ma trận tán xạ, các đặc tính và ứng dụng. Sinh viên còn có thể tìm hiểu nhiều khái niệm sâu hơn về các mạch chuyên dụng siêu cao tần ở môn học tiếp theo: Môn Mạch siêu cao tần. Tài liệu • Giáo trình: – Vũ Đình Thành, Lý thuyết cơ sở kỹ thuật siêu cao tần, NXB KHKT, 1997 • Tài liệu tham khảo: – Devendra K. Misra, Radio Frequency and Microwave Communication Circuits analysis and design, John Wiley & Sons, 2001 – Guilermo Gonzalez, Microwave transistor amplifier analysis and design, prentice Hall, 1984 – Samuel Y. Liao, Microwave Circuits and Devices, Prentice Hall, 1987. – David M. Pozar, Microwave Engineering, Addison-Wesley Publishing Co., 1993. Các dải tần số Theo IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers nghĩa là "Học Viện kỹ nghệ Điện và Điện Tử Ứng dụng của kỹ thuật siêu cao tần • Truyền thông – Quảng bá: TV, radio – Hệ thống di động: GSM, CDMA, Wimax,… – Thông tin vệ tinh – GPS,… • Radar – Giám sát không lưu – Dẫn đường cho tên lửa • Các lĩnh vực khác – Sấy, nấu nướng – Điều trị bệnh – Truyền dẫn năng lượng – Nghiên cứu thiên văn Những lợi điểm của tần số siêu cao • Giảm kích thước anten, kích thước mạch • Cho phép mở rộng băng thông kênh truyền • Cho phép truyền qua tầng điện ly • Ít ảnh hưởng của nhiễu công nghiệp Mạch khuếch đại công suất SCT (sử dụng cáp đồng trục phối hợp trở kháng) Một số mạch siêu cao tần Mạch khuếch đại công suất SCT, sử dụng công nghệ vi dải Mạch khuếch đại SCT, sử dụng dây chêm vi dải để phối hợp trở kháng Một số mạch ghép, mạch chia công suất, và mạch lọc sử dụng công nghệ vi dải Circulator Port1 Port2 Port3 Circulator , tín hiệu vào port 1 Port1 Port2 Port3 Port1 Port2 Port3 Circulator , tín hiệu vào port 3 MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuits) Bộ xoay (dịch) pha 6 bit Phần mềm RFSim99 hỗ trợ thiết kế mạch RF, SCT Phần mếm hỗ trợ thiết kế Phần mềm CST Microwave studio Thiết bị đo Điện trường trên dây song hành (Parallel wire/ twin wire) Một số đường truyền sóng thực tế Từ trường trên dây song hành Cáp đồng trục (coaxial cable) Điện trường trên đường truyền vi dải (microstrip line) Từ trường trên đường truyền vi dải Coplanar waveguide Strip line Ống dẫn sóng (waveguide) Một ví dụ Mạch ghép vòng 4 λ 4 λ 4 λ 1 2 3 4 3 4 λ 19Ñöôøng Daây Truyeàn Soùng 9Heä Soá Phaûn Xaï, Trôû Khaùng Ñöôøng Daây 9Hieän Töôïng Soùng Ñöùng, Heä Soá Soùng Ñöùng 2I. Ñöôøng Daây Truyeàn Soùng Phaân Tích Ñöôøng Daây Truyeàn Soùng V f ϕλ = 3 4™ Caùc Thoâng Soá Sô Caáp Cuûa Ñöôøng Daây Truyeàn Soùng ) R (Ohm/m) : ñieän trôû tuyeán tính, ñaëc tröng cho ñieän trôû thuaàn cuûa moät ñôn vò chieàu daøi daây daãn. ) L (H/m) : ñieän caûm tuyeán tính, ñaëc tröng cho ñieän caûm töông ñöông cuûa moät ñôn vò chieàu daøi ñöôøng truyeàn soùng. ) C (F/m) : ñieän dung tuyeán tính, ñaëc tröng cho ñieän dung treân moät ñôn vò chieàu daøi ñöôøng truyeàn soùng. ) G (S/m) : ñieän daãn tuyeán tính, ñaëc tröng ñieän daãn thuaàn cuûa lôùp ñieän moâi treân moät ñôn vò daøi ñöôøng truyeàn soùng. 51) Phöông Trình Truyeàn Soùng Töø ñònh luaät Kirchoff veà ñieän aùp: ( , )( , ) ( , ) . . ( , ) . . i x tv x t v x x t R x i x t L x t ∂= + Δ + Δ + Δ ∂ Töø ñònh luaät Kirchoff veà doøng ñieän: ( , )( , ) ( , ) . . ( , ) . . v x x ti x t i x x t G x v x x t C x t ∂ + Δ= + Δ + Δ + Δ + Δ ∂ 6( , )( , ) ( , ) . . ( , ) . . ( , )( , ) ( , ) . . ( , ) . . i x tv x t v x x t R x i x t L x t v x x ti x t i x x t G x v x x t C x t ∂⎧ = + Δ + Δ + Δ⎪⎪ ∂⎨ ∂ + Δ⎪ = + Δ + Δ + Δ + Δ⎪ ∂⎩ ( , ) ( , ) ( ). . ( , ) ( , ) ( , ) ( ). . ( , ) V x V x x R j L x I x I x I x x G j C x V x x ω ω ω ω ω ω ω ω = + Δ + + Δ⎧⎨ = + Δ + + Δ + Δ⎩ Chuyeån sang mieàn taàn soá: ( , ) ( , ) ( ). ( , ) ( , ) ( , ) ( ). ( , ) V x x V x R j L I x x I x x I x G j C V x x x ω ω ω ω ω ω ω ω + Δ −⎧ =− +⎪⎪ Δ⎨ + Δ −⎪ =− + + Δ⎪ Δ⎩ Suy ra: 7( , ) ( , ) ( ). ( , ) ( , ) ( , ) ( ). ( , ) V x x V x R j L I x x I x x I x G j C V x x x ω ω ω ω ω ω ω ω +Δ −⎧ =− +⎪⎪ Δ⎨ + Δ −⎪ =− + + Δ⎪ Δ⎩ Khi: 0xΔ → ( , ) ( ). ( , ) ( , ) ( ). ( , ) V x R j L I x x I x G j C V x x ω ω ω ω ω ω ∂⎧ =− +⎪⎪ ∂⎨∂⎪ =− +⎪ ∂⎩ 2 2 2 2 ( , ) ( )( ). ( , ) ( , ) ( )( ). ( , ) V x R j L G j C V x x I x R j L G j C I x x ω ω ω ω ω ω ω ω ⎧∂ = + +⎪⎪ ∂⎨∂⎪ = + +⎪ ∂⎩ 8Ñaët: ( ) ( )( )R j L G j Cγ ω ω ω= + + 2 2 2 2 ( , ) ( )( ). ( , ) ( , ) ( )( ). ( , ) V x R j L G j C V x x I x R j L G j C I x x ω ω ω ω ω ω ω ω ⎧∂ = + +⎪⎪ ∂⎨∂⎪ = + +⎪ ∂⎩ 2 2 2 2 2 2 ( , ) ( ). ( , ) ( , ) ( ). ( , ) V x V x x I x I x x ω γ ω ω ω γ ω ω ∂ =∂ ∂ =∂ Moãi phöông trình coù daïng: 1 2 1'' . ' . 0 , 0f a f a f a+ + = = 92) Nghieäm Cuûa Phöông Trình Truyeàn Soùng 2 2 2 ( , ) ( ). ( , )V x V x x ω γ ω ω∂ =∂ ( ). ( ).( , ) . .x xV x V e V eγ ω γ ωω −+ −= + Phöông trình: Nghieäm coù daïng: . .( ) . .x xV x V e V eγ γ−+ −= + jγ α β= +Vôùi: . . . .( ) . . . .x j x x j xV x V e e V e eα β α β− −+ −= + 10 . . . .( ) . . . .x j x x j xV x V e e V e eα β α β− −+ −= + . .. .x j xV e eα β− −+ Xeùt thaønh phaàn thöù 1: Xeùt thaønh phaàn thöù 2: . .. .x j xV e eα β− (Soùng tôùi) (Soùng phaûn xaï) 11 2 2 2 ( , ) ( ). ( , )I x I x x ω γ ω ω∂ =∂ Phöông trình soùng doøng ñieän: Coù nghieäm: . .( ) . .x xI x I e I eγ γ−+ −= + 0 0 ,V VI I Z Z + − + −= = − Quan heä vôùi soùng ñieän aùp: . . 0 0 ( ) x xV VI x e e Z Z γ γ−+ −⇒ = − 12 3) Caùc Thoâng Soá Thöù Caáp Cuûa Ñöôøng Daây Truyeàn Soùng a) Heä Soá Truyeàn Soùng: ( ) ( ) ( ) ( )( )j R j L G j Cγ ω α ω β ω ω ω= + = + + b) Heä Soá Suy Hao: [ ]( ) , /Np mα ω [ ]( ) , /dB mα ω [ / ] [ / ] 10 10 [ / ] [ / ] 20.log (20log ). 8,68. Np m dB m Np m Np m e eαα α α = = = Ví duï:Moät ñöôøng truyeàn soùng coù heä soá suy hao laø 1 Np/m, töùc laø khi soùng lan truyeàn qua 1 m chieàu daøi ñöôøng truyeàn soùng thì bieân ñoä seõ bò suy hao 8,68 dB (2,7 laàn). 13 c) Heä Soá Pha: [ ] [ ]( ) , / , /rad m mβ ω ñoä Theå hieän ñoä thay ñoåi pha cuûa soùng khi soùng lan truyeàn treân moät ñôn vò chieàu daøi ñöôøng truyeàn soùng. Quan heä giöõa heä soá pha vaø böôùc soùng: 2πβ λ= * Tröôøng Hôïp Ñöôøng Truyeàn Khoâng Toån Hao: 0, 0 ( ) ( )( ) ( ) 0 ( ) R G R j L G j C j LC LC γ ω ω ω ω α ω β ω ω = = ⇒ = + + = ⇒ = = 14 d) Trôû Khaùng Ñaëc Tính ( Z0 ) : 15 Ñaët: 0 0 1 //Z Z x Z Y x ⎛ ⎞= Δ + ⎜ ⎟Δ⎝ ⎠ ,Z R j L Y G j Cω ω= + = + Khi: 0xΔ → 0 Z R j LZ Y G j C ω ω +⇒ = = + Ñöôøng truyeàn khoâng toån hao: [ ]0 0 ,LZ RC= = Ω 16 17 e) Vaän Toác Truyeàn Soùng (Vaän toác pha): Laø quaõng ñöôøng soùng lan truyeàn trong moãi ñôn vò thôøi gian. [ / ], [ / ] [ / ] rad sV m s rad mϕ ω β ⎛ ⎞= =⎜ ⎟⎝ ⎠ EX 3.2 P66, EX 3.3 P67 18 II. Heä Soá Phaûn Xaï,Trôû Khaùng Ñöôøng Daây . .( ) . .x xV x V e V eγ γ−+ −= + a) Heä Soá Phaûn Xaï Ñieän AÙÙp: Γ = soùng phaûn xa( ) soùng tôùi ïx γ γ γ − − − + + ⇒ Γ = = 2( ) x x V x V e Vx e V e V 1) Heä Soá Phaûn Xaï 19 b) Heä Soá Phaûn Xaï Doøng Ñieän 2 20 0 ( ) ( ) x x x I Vx V ZI e Ix e e xVI e I Z γ γ γ γ − − − − ++ + − Γ = = = = −Γ . .( ) . .x xI x I e I eγ γ−+ −= + . . 0 0 ( ) x xV VI x e e Z Z γ γ−+ −= − Thoâng thöôøng chæ quan taâm tôùi heä soá phaûn xaï ñieän aùp, quy uôùc: VΓ = Γ 20 ( )( ). .. . ,x xP V e I eγ γ− −+ +=tôùi ( )( ). .. .x xP V e I eγ γ− −= phaûn xaï ( )( ). . . .. . . .x x x xP V e V e I e I eγ γ γ γ− −+ − + −= + +t ( ) ( ). .. 1 ( ) . 1 ( )x xV IP V e x I e xγ γ− −+ +⎡ ⎤ ⎡ ⎤= + Γ + Γ⎣ ⎦ ⎣ ⎦t ( )2 21 ( ) ( )V V P P P x P P x= −Γ = − Γ phaûn xaï t tôùi tôùi tôùi c) Söï Phaûn Xaï Coâng Suaát 21 Taïi taûi: 2( ) lV Vl e V γ− + Γ = Taïi ñieåm ( ) :x l d= − 2 2 ( ) 2 2 2 ( ) . ( ). x l d V l d d V V Vx e e V V V e e l e V γ γ γ γ γ −− − + + − −− + Γ = = = = Γ d) Tính Heä Soá Phaûn Xaï Taïi moät ñieåm baát kyø Thoâng Qua Heä Soá phaûn Xaï Taïi Taûi: 22 2( ) ( ). dV Vx l e γ−Γ = Γ Vôùi: jγ α β= + 2 2( ) ( ). .d j dV Vx l e e α β− −Γ = Γ 23 2 2( ) ( ). .d j dV Vx l e e α β− −Γ = Γ Khi dich chuyeån veà phía nguoàn moät ñoaïn Vector seõ xoay moät goùc bao nhieâu? / 2d λ= VΓ 2πβ λ= 2 22 2 2 2 2 d dπ π λβ πλ λ⇒ = = = 24 e) Heä Soá Phaûn Xaï Taïi Taûi: . .( ) . .l lV l V e V eγ γ−+ −= + . . 0 0 ( ) l lV VI l e e Z Z γ γ−+ −= − 25 . .( ) . .l lV l V e V eγ γ−+ −= + . . 0 0 ( ) l lV VI l e e Z Z γ γ−+ −= − 0 ( ) ( ) l l L l l V e V eV lZ Z I l V e V e γ γ γ γ − + − − + − += = − 0 0 1 1 ( ) 1 ( )1 l l L l l V e V e lZ Z Z V e l V e γ γ γ γ − − + − − + + + Γ= = −Γ− 0 0 ( ) L L Z Zl Z Z −⇒ Γ = + 26 z Tröôøng hôïp taûi phoái hôïp trôû khaùng: 0 0 ( ) 0L L Z Zl Z Z −Γ = =+ 2( ) ( ). 0 ,dx l e xγ−⇒ Γ = Γ = ∀ Khoâng coù soùng phaûn xaï Trôû khaùng ñaëc tính chuaån: 50 , 75 , 300 , 600Ω Ω Ω Ω f) Moät Soá Tröôøng Hôïp Ñaëc Bieät: 27 z Tröôøng hôïp taûi noái taét: 0 0 ( ) 1L L Z Zl Z Z −Γ = = −+ Phaûn xaï toaøn boä ( ) l l l l V el V e V e V e γ γ γ γ −− − +− + Γ = ⇒ = − Taïi taûi, soùng tôùi vaø soùng phaûn xaï ngöôïc pha nhau ( ) 0V l = 28 z Tröôøng hôïp taûi Hôû maïch: 0 0 ( ) 1 ( ) 1L I L Z Zl l Z Z −Γ = = ⇒ Γ = −+ Phaûn xaï toaøn boä ( ) 0l lI e I e I lγ γ−− +⇒ = − ⇒ = Taïi taûi, soùng doøng ñieän tôùi vaø phaûn xaï trieät tieâu nhau 29 z Tröôøng hôïp taûi Thuaàn khaùng: 0 0 ( ) L L jX Rl jX R −Γ = + Phaûn xaï toaøn boä ( ) 1l⇒ Γ = 30 2) Trôû Khaùng Ñöôøng Daây = ( )( ) ( ) V xZ x I x 31 . .( ) . . (1)x xV x V e V eγ γ−+ −= + . . 0 0 ( ) (2)x xV VI x e e Z Z γ γ−+ −= − . . 0 . . . .( ) . . x x x x V e V eZ x Z V e V e γ γ γ γ − + − − + − +⇒ = − Taïi Taûi: . .. ( ) ( ) . .l lLZ I l V l V e V e γ γ− + −⇒ = = + ( )( ) ( )L V lZ l Z I l = = Töø (2) ta coù: . .0. ( ) . . x xZ I x V e V eγ γ−+ −= − . . 0 . ( ) . . l lZ I l V e V eγ γ−+ −⇒ = − 32 . . . . 0 . ( ) . . . ( ) . . l l L l l Z I l V e V e Z I l V e V e γ γ γ γ − + − − + − ⎧ = +⎪⎨ = −⎪⎩ . 0 . 0 ( ) ( ) 2 ( ) ( ) 2 l L l L I lV Z Z e I lV Z Z e γ γ + − − ⎧ = +⎪⎪⎨⎪ = −⎪⎩ . . 0 . . . .( ) . . x x x x V e V eZ x Z V e V e γ γ γ γ − + − − + − += −Thay vaøo : ( ) ( ) 0 0 0 ( ) ( ) 0 0 ( ) ( )( ) ( ) ( ) l x l x L L l x l x L L Z Z e Z Z eZ x Z Z Z e Z Z e γ γ γ γ − − − − − − + + −⇒ = + − − 33 0 0 0 ( ) ( )( ) ( ) ( ) d d d d L d d d d L Z e e Z e eZ x Z Z e e Z e e γ γ γ γ γ γ γ γ − − − − + + −⇒ = − + + Ta coù: = −( )d l x AÙp duïng: − −+ −= =( ) , ( ) 2 2 u u u ue e e ech u sh u 0 0 0 . ( ) . ( )( ) . ( ) . ( ) L L Z ch d Z sh dZ x Z Z sh d Z ch d γ γ γ γ +⇒ = + − − −= = + ( )( ) ( ) u u u u sh u e eth u ch u e e Vaø: 0 0 0 . ( )( ) . ( ) L L Z Z th dZ x Z Z Z th d γ γ +⇒ = + 34 ™ Tröôøng hôïp ñöôøng daây khoâng toàn hao: γ β=⎧⎨ =⎩ 0 0 , Soá thöïc j Z R Khi ñoù: β β β βγ β − − −= = +( ) ( ) j d j d j d j d e eth d th j d e e AÙp duïng: = +cos( ) sin( )jue u j u ββ ββ⇒ = = 2 sin( )( ) . ( ) 2 cos( ) j dth j d j tg d d 0 0 0 . . ( )( ) . . ( ) L L Z j R tg dZ x R R j Z tg d β β +⇒ = + 35 Tröôøng hôïp taûi phoái hôïp trôû khaùng = 0 , Soá thöïcLZ R 0 0 0 0 . . ( )( ) , . . ( ) L L Z j R tg dZ x R R d x R j Z tg d β β +⇒ = = ∀+ hoaëc ™ Moät Soá Tröôøng Hôïp Ñaëc Bieät: 36 Tröôøng hôïp taûi noái taét: = 0LZ 0 0 0 0 . . ( )( ) . . ( ) . . ( ) L L Z j R tg dZ x R j R tg d R j Z tg d β ββ +⇒ = =+ ( ) . ( ) ,Z x j X d⇒ = thuaàn khaùng 37 0( ) . . ( ) . ( ) ,Z x j R tg d j X dβ= = thuaàn khaùng Noái taét Hôû Maïch ÖÙng duïng ñöôøng daây truyeàn soùng ñeå thay theá caùc phaàn töû ñieän caûm, ñieän dung (ôû 1 taàn soá nhaát ñònh) 38 Tröôøng hôïp taûi hôû maïch: = ∞LZ 0 0 0 0 0 . . ( )( ) . . ( ) . ( ) . .cotg( ) L L Z j R tg d RZ x R R j Z tg d j tg d j R d β β β β +⇒ = =+ = − ( ) . ( ) ,Z x j X d⇒ = thuaàn khaùng 39 0( ) . .cotg( ) . ( ) ,Z x j R d j X dβ= − = thuaàn khaùng Noái taét Hôû Maïch 40 Tröôøng hôïp taûi Thuaàn khaùng: = .L LZ j X 0 0 0 . . ( )( ) , . ( ) L L jX j R tg dZ x R R X tg d β β +⇒ = − Thuaàn aûo ( ) :Z x⇒ thuaàn khaùng Xác định trở kháng đặc tính , trở kháng tải , và hệ số truyền sóng qua việc đo đạc thực tế: p77, Ex 3.9 41 Ñöôøng Truyeàn Moät phaàn tö böôùc soùng 4 l λ=in Z 0R LZ 0L inZ Z= ⇒ →∞ Neáu taûi hôû maïch: 2 0 in L RZ Z ⇒ = 0L inZ Z→∞ ⇒ = Neáu taûi ngaén maïch: ÖÙng duïng laøm maïch bieán ñoåi trôû khaùng 2 0 in L RZ Z = 0 .L inR Z Z⇒ = 0 0 0 . . ( )(0) . . ( ) L L Z j R tg lZ R R j Z tg l β β += +Töø : Ex 3.5 p71 42 Ñöôøng Truyeàn Nöûa böôùc soùng 2 l λ= inZ 0Z LZ in LZ Z= 43 3) Quan heä giöõa trôû khaùng ñöôøng daây vaø heä soá phaûn xaï: . . . . 0 0 .. . . .1 . . .( ) .. . 1 . x x x x xx x x V e V e V e V eZ x Z Z V eV e V e V e γ γ γ γ γγ γ γ − − − + − + − −+ − − + ++= =− − 0 1 ( )( ) 1 ( ) xZ x Z x + Γ⇒ = −Γ 0 0 ( )( ) ( ) Z x Zx Z x Z −⇒ Γ = + Ex: 3.11 p78, (cách 2 p80) 44 4) Daãn Naïp Ñöôøng Daây: = = +1( ) ( ) ( ) ( ) Y x G x jB x Z x 0 0 0 . ( )( ) . ( ) L L Z Z th dZ x Z Z Z th d γ γ += +Töø : 0 0 0 . ( )1( ) . . ( ) L L Z Z th dY x Z Z Z th d γ γ +⇒ = + 0 0 0 1/ 1/ . ( )( ) . 1/ 1/ . ( ) L L Y Y th dY x Y Y Y th d γ γ +⇒ = + 0 0 0 . ( )( ) . . ( ) L L Y Y th dY x Y Y Y th d γ γ +⇒ = + 45 5) Trôû Khaùng Chuaån Hoaù, Daãn Naïp Chuaån Hoaù 0 ( )( ) Z xz x Z = Trôû khaùng chuaån hoaù: Daãn naïp chuaån hoaù: 0 ( )( ) Y xy x Y = 46 III. Hieän Töôïng Soùng Ñöùng, Heä Soá Soùng Ñöùng 1) Hieän Töôïng Soùng Ñöùng Soùng tôùi vaø soùng phaûn xaï giao thoa taïo ra caùc ñieåm buïng soùng vaø nuùt soùng. 47 t = 0t = T/8T/43T/8t = 2 x x Soùng Toång Soùng tôùi, soùng phaûn xaï 2 λ 4 λ MaxV MinV 48 2) Heä Soá Soùng Ñöùng Max Min VS VSWR V = = AÙp duïng ñoái vôùi ñöôøng daây khoâng toån hao ( ) . .j x j xV x V e V eβ β−+ −= +Ta coù: MinV = −Bieân ño äsoùng tôùi bieân ño äsoùng phaûn xaï ,Max MinV V V V V V+ − + −⇒ = + = − 1 1 S + Γ⇒ = − Γ V V V V S V V V V + − + + + − + + + + Γ= =− − Γ MaxV = +Bieân ño äsoùng tôùi bieân ño äsoùng phaûn xaï Ex. 3.13 p86 49 Buïng ñieän aùp ~ Nuùt doøng ñieän ~Max MinV I 0 0 1 . 1 Max Max Min VR R R S I + Γ= = =− Γ Taïi ñoù trôû khaùng ñöôøng daây laø soá thöïc, cöïc ñaïi ( ) 0 1Min V I R +⇒ = − Γ MinI I I I I+ − + += − = − Γ .MaxV V V V V+ − + += + = +ΓVaø : 50 Nuùt ñieän aùp ~ Buïng doøng ñieän Taïi ñoù trôû khaùng ñöôøng daây laø soá thöïc, cöïc tieåu 0 0 1 1 Min Min Max V RR R I S − Γ= = =+ Γ ~Min MaxV I MaxI I I I I+ − + += + = + Γ ( ) 0 1Max V I R +⇒ = + Γ .MinV V V V V+ − + += − = −ΓVaø : 51 Xác định trở kháng đường dây bằng cách đo hệ số sóng đứng, p86 Ex3.14 52 TOÙM TAÉT CHÖÔNG 1 53 I. Ñöôøng Daây Truyeàn Soùng 54 Caùc Thoâng Soá Sô Caáp Cuûa Ñöôøng Daây ¾ R (Ohm/m) : ñieän trôû tuyeán tính ¾ L (H/m) : ñieän caûm tuyeán tính ¾ C (F/m) : ñieän dung tuyeán tính ¾ G (S/m) : ñieän daãn tuyeán tính 55 1) Phöông Trình Truyeàn Soùng 2 2 2 2 2 2 ( , ) ( ). ( , ) ( , ) ( ). ( , ) V x V x x I x I x x ω γ ω ω ω γ ω ω ∂ =∂ ∂ =∂ 2 2 2 2 2 2 ( ) . ( ) ( ) . ( ) V x V x x I x I x x γ γ ∂ =∂ ∂ =∂ Chæ xeùt ôû moät taàn soá:ω 56 2) Nghieäm Phöông Trình Truyeàn Soùng N . .( ) . .x xV x V e V eγ γ−+ −= + Soùng Phaûn XaïSoùng Tôùi . .( ) . .x xI x I e I eγ γ−+ −= + 0 0 ,V VI I Z Z + − + −= = − 57 3) Caùc Thoâng Soá Thöù Caáp Heä Soá Truyeàn Soùng: ( ) ( ) ( )jγ ω α ω β ω= + Heä Soá Suy Hao: [ ]( ) , /Np mα ω [ ]( ) , /dB mα ω Heä Soá Pha: [ ] [ ]( ) , / , /rad m mβ ω ñoä 2πβ λ= Trôû Khaùng Ñaëc Tính : [ ]0 ,Z Ω Ñöôøng truyeàn khoâng toån hao : 0 0Z R≡ 58 II. Heä Soá Phaûn Xaï, Trôû Khaùng Ñöôøng Daây 1) Heä Soá Phaûn Xaï: Γ = Soùng Phaûn Xaï Soùng Tôùi Heä Soá Phaûn Xaï Taïi Taûi : 0 0 ( ) L Zl Z −Γ = Γ = + L L Z Z V IΓ = −Γ Tính Heä Soá Phaûn Xaï Taïi ñieåm x thoâng qua :LΓ 2( ) . dLx e γ−Γ = Γ 59 2) Trôû Khaùng Ñöôøng Daây: 3) Daãn naïp ñöôøng daây : Ñöôøng truyeàn khoâng toån hao: 0 0 0 . ( )( ) . ( ) L L Z Z th dZ x Z Z Z th d γ γ += + 0 0 0 . ( )( ) . . ( ) L L Y Y th dY x Y Y Y th d γ γ += + 0 0 0 . . ( )( ) . . ( ) L L Z j R tg dZ x R R j Z tg d β β += + 60 4) Quan Heä Giöõa Trôû Khaùng Ñöôøng Daây Vaø Heä Soá Phaûn Xaï 5) Trôû Khaùng Chuaån Hoaù: 0 1 ( )( ) 1 ( ) xZ x Z x + Γ= −Γ 0 0 ( )( ) ( ) Z x Zx Z x Z −Γ = + 0 ( )( ) Z xz x Z = 0 ( )( ) Y xy x Y =Daãn Naïp Chuaån Hoaù: 61 III. Hieän Töôïng Soùng Ñöùng, Heä Soá Soùng Ñöùng 1) Hieän Töôïng Soùng Ñöùng Soùng tôùi vaø soùng phaûn xaï giao thoa taïo ra caùc ñieåm buïng soùng vaø nuùt soùng. 62 2) Heä Soá Soùng Ñöùng 1 1 S VSWR + Γ= =− Γ Buïng ñieän aùp ~ Nuùt doøng ñieän 0 0 1 . 1 Max Max Min VR R R S I + Γ= = =− Γ Nuùt ñieän aùp ~ Buïng doøng ñieän 0 0 1 1 Min Min Max V RR R I S − Γ= = =+ Γ 1Chöông 2: ÑOÀ THÒ SMITH I. Giôùi Thieäu l SZ 0Z LZ SE 0 x x d ( ), ( )x Z xΓ 2l SZ 0Z LZ SE 0 x x d 30 1 1 Z Z + Γ= −Γ 0 1 1 Zz r jx Z +Γ⇒ = = = +−Γ Re( ) Im( )jΓ = Γ + Γ Chæ Xeùt Trôû Khaùng ñaõ chuaån hoaù theo 0Z 4 51,0 , 1 1 r r r ⎧ ⎫ =⎨ ⎬+ +⎩ ⎭Taâm : Baùn kính 6 71 11, , x x ⎧ ⎫ =⎨ ⎬⎩ ⎭Taâm : Baùn kính 81) Moâ Taû Ñoà Thò Smith II. Ñoà Thò Smith 9Phoái hôïp trôû khaùng 0, 1, 0r xΓ = = = Voøng Troøn Ñôn Vò 1, 0rΓ = = 1, zΓ = = ∞ Hôû Maïch Noái taét 1, 0 0, 0 z r x Γ = − = = = Caùc ñöôøng troøn ñaúng r Caùc ñöôøng troøn ñaúng x Im( )Γ Re( )Γ 10 11 12 13 Voøng Troøn Ñaúng Γ 2 dβ− ( )lΓ ( )xΓ 2( ) ( ). dx l e γ−Γ = Γ 14 15 16 17 18 19 2) Ñaëc Tính a) Bieåu dieãn daãn naïp treân ñoà thò smith 1 1 z +Γ= −Γ 1 1 z z −Γ = + 1 1 1 1 11 yy y y − −⇒ Γ = = − ++ Quan heä giöõa vôùi z, gioáng quan heä giöõa vôùi yΓ −Γ y g jb= + 20 Γ −Γ z r jx= + 1y g jb z = = + ñaúng g ñaúng b 21 b) Ñieåm buïng soùng vaø nuùt soùng treân ñoà thò Smith 1 1 S + Γ= − ΓVoøng Troøn Ñaúng Voøng Troøn Ñaúng S Γ Ñieåm nuùt soùng aùp minr maxr Ñieåm buïng soùng aùp 22 1) Tính Heä Soá phaûn Xaï, Trôû Khaùng Ñöôøng Daây, Heä Soá Soùng Ñöùng III. ÖÙng Duïng Ñoà Thò Smith d 0R LZ , ZΓ 0 L L L L Zz r jx R = = + 23 ( )lΓ d Lz z Γ L L Lz r jx= + 0.z Z z R⇒ = 24 ( )lΓ maxdLz mind maxVminV 25 26Ex. 35 p.104 27 2) Veõ Vector aùp vaø doøng treân ñoà thò Smith V V V+ −= + G G G (1 ).V e V+ ⇒ = + Γ G G Chuaån hoaù theo vector V+ G (1 ).I e I+ = −Γ G G Töông töï cho vector doøng I I+ G 28 (1 ).V e V+ = + Γ G G 1 Γ V V+ G maxV minV 29 1 −ΓI I+ G Γ (1 ).I e I+ = −Γ G G maxI minI 30 31 3) Tính Trôû Khaùng Maïch Phöùc Hôïp C1 10p R 50 L 22.5nH C2 12p Z 910 ( / )rad sϖ = 1 1 0 1/ 1 2RC R j Cz j R ϖ+= = − 50 ( )= Ω0choïn : R 32 1 1 2RCz j= − A 1 0.2 0.4RCy j= + B 1 2 0.2 0.95RC Cz j= − D 0. 10 25( )Z R z j⇒ = = − Ω 1 2 0.2 1RC Cy j= + C 2 2 0 0.2 0.6 , 1/C g j Cb y R ω = ⎫⎪⎛ ⎞⎬Δ = =⎜ ⎟⎪⎝ ⎠⎭ C1 10p R 50 L 22.5nH C2 12p E 0.2 0.5z j= − 0 0.2 0.45 , L r j Lx z R ω = ⎫⎪⎛ ⎞⎬Δ = =⎜ ⎟⎪⎝ ⎠⎭ 33 o Khi coù phoái hôïp trôû khaùng, toaøn boä coâng suaát töø nguoàn seõ ñöôïc ñöa ñeán taûi tieâu thuï. o Khi khoâng phoái hôïp trôû khaùng, coâng suaát phaûn xaï veà coù theå laøm hoûng nguoàn phaùt. o Khi khoâng phoái hôïp trôû khaùng, tieâu hao treân ñöôøng daây taêng. o Khi khoâng phoái hôïp trôû khaùng, xuaát hieän caùc ñieåm buïng soùng, gaây quaù aùp hoaëc quaù doøng… 4) Phoái Hôïp Trôû Khaùng Ñöôøng Truyeàn Soùng ( ) N2 21 P P P P P= −Γ = − Γ phaûn xaï t tôùi tôùi tôùi 34 a) Phoái hôïp trôû khaùng baèng maïch ñieän thoâng soá taäp trung 0R LZ Maïch phoái hôïp trôû khaùng 1X 2X LZ0R Maïng 2 cöûa hình Γ 1X 2X LZ0R Maïng 2 cöûa hình 35 1jx 2 2 1jb jx = 0 0.2 0.8LL Zz j R = = − Lz1 1 t L t t z z jx y z = + = 2 0 0 1 1/ 1 . ty y jb z y Z R z R = + = ⇒ = = ⇒ = = VD: 90 50( ), 10 40( ) , 10 ( / )LR Z j rad sω= Ω = − Ω = 36 0.2 0.8Lz j= − A D B C 1 2ty j= + 0.2 0.4tz j= − 1 1 0.4 0 20( ) x x L nH Δ = = > ⇒ =Caûm khaùng : 2 2 2 2 2 2 , 1/ 0.5 25( ) b b jx jb x L nH Δ = − = ⇒ = ⇒ = ⇒ =Caûm khaùng : 37 0.2 0.8Lz j= − A F E0.2 0.4tz j= + 1 2ty j= − G 1 1 1.2 0 60( ) x x L nH Δ = = > ⇒ =Caûm khaùng : 2 2 2 2 2 2 , 1/ 0.5 Dung 40( ) b b jx jb x C pF Δ = = ⇒ = ⇒ = − ⇒ = khaùng : 38 2jb 1jx 0 0.2 0.8LL Zz j R = = − 1 0.3 1.18 L L L z y j z = = + 2 1 t L t t y y jb z y = + = 1 0 0 1 . tz z jx Z R z R = + = ⇒ = = VD: 90 50( ), 10 40( ) , 10 ( / )LR Z j rad sω= Ω = − Ω = 39 0.2 0.8Lz j= −A B 0.3 1.18Ly j= + C 0.3 0.46ty j= + D 1 1.55tz j= − 2 2 2 2 2 0.72 , 1/ 1.39 70( ) b b jx jb x L nH Δ = − = ⇒ = ⇒ = ⇒ =Caûm khaùng : 1 1 1.55 0 77.5( ) x x L nH Δ = = > ⇒ =Caûm khaùng : E 40 0.2 0.8Lz j= −A C0.3 0.46ty j= − D 1 1.55tz j= + 2 2 2 2 2 1.64 , 1/ 0.61 30.5( ) b b jx jb x L nH Δ = − = ⇒ = ⇒ = ⇒ =Caûm khaùng : B 0.3 1.18Ly j= + 1 1 1.55 0 13( ) x x C pF Δ = − = < ⇒ =Dung khaùng : E 41 42 43 b) Phoái hôïp trôû khaùng duøng 1 daây cheâm (single-stub) 0R LZ d l SR Ngaén maïch 44 VD: 0 5050( ), ( ) 2 (2 3) 100( ) L S R Z j R = Ω = Ω+ + = ΩDaây cheâm : dYSYt d SY Y Y= + 0R LZ d l SR Ngaén maïch 01 2 3.73L L L Ry j z Z = = = + 45 0.302 0.215 (0.302 0.215).d λ= − Voøng troøn ñaúng S Voøng troøn ñaúng g=1 2 3.73Ly j= + A C B1 2.6dy j= − 0 12.6 0.052 [ ]SB SR = =Caàn 1 löôïng ñieän naïp : 46 y = ∞ 0.052 . 0.052 100 5.2 S S S S B b B R = ⇒ = = × = l SR Ngaén maïch 5.2 ( ) 0.052 [ ] S S S y j R Y j S = = theo : 0.469l λ= × Voøng troøn ñaúng S B 5.2Sy j= A 47 c) Phoái hôïp trôû khaùng duøng 2 daây cheâm (double-stub) 0R LZ d 1l 1SR 2l 2SR 12d 48 0R LZ d 1l 0R 2l 0R 12 3, , 8 4 8 d λ λ λ= 49 Voøng troøn ñaúng S Voøng troøn ñaúng g=1 Voøng troøn aûnh cuûa voøng troøn ñaúng g=1 3 8 d λ= 50 Voøng troøn ñaúng S Voøng troøn ñaúng g=1 Voøng troøn aûnh cuûa voøng troøn ñaúng g=1 2 8 4 d λ λ= = 51 0 50R = Ω 100 100LZ j= + 0.4d λ= 1 ?l = 0R 2 ?l = 0R 12 3 8 d λ= 100 100 2 2 50L jz j+= = + 0.25 0.25Ly j⇒ = − 52 Voøng troøn ñaúng g=1 Ly Voøng troøn ñaúng S (treân ñoaïn )0.4d λ= 1dy Voøng troøn aûnh cuûa voøng troøn ñaúng g=1 1ty Voøng troøn ñaúng S (treân ñoaïn )12 3 / 8d λ= 2dy Suy ra 1l Suy ra 2l 53 54 Chöông III MA TRAÄN TAÙN XAÏ I. Daãn Nhaäp Maïng 2 Cöûa 1I 2I 1V 2VCöûa 1 Cöûa 2 Chæ quan taâm ñeán quan heä vaøo ra maø khoâng caàn quan taâm ñeán caáu truùc beân trong cuûa maïng Ngöôøi ta ñöa ra caùc khaùi nieäm: Haøm truyeàn, ma traän ñaëc tính (ma traän trôû khaùng [Z], ma traän daãn naïp [Y], ma traän H, ma traän ABCD,…) ⇒ Maïng N Cöûa Cöûa 1 Cöûa 2 Cöûa j Cöûa N 1I 1V 2V 2I jVjI NI NV 0Z LZ E I V 0 L EI Z Z = + 0 . L L EV Z Z Z = + Ñeå toái ña coâng suaát ñöa ñeán taûi: *0LZ Z= AÙp hoaëc doøng taïi moãi ñieåm ñeàu coù theå xem nhö toång cuûa 2 thaønh phaàn soùng tôùi (incident) vaøsoùng phaûn xaï (reflection). ;i r i rV V V I I I= + = − 0Z * 0Z E iI iV Soùng doøng ñieän tôùi chính laø doøng ñieän trong maïch khi coù söï phoái hôïp trôû khaùng: * 0 0 02 i E EI Z Z R = =+ Töông töï, Soùng ñieän aùp tôùi : * * 0 0 * 0 0 0 . . 2i E Z E ZV Z Z R = =+ Quan heä giöõa Soùng ñieän aùp tôùi vaø soùng doøng ñieän tôùi: * 0 .i iV Z I= 0Z LZ E I V Soùng phaûn xaï ñieän aùp: r iV V V= − * 0 * 0 0 0 .. L r L E ZE ZV Z Z Z Z = −+ + * 0 0 * 0 0 . .−= + L r i L Z Z ZV V Z Z Z Soùng phaûn xaï doøng ñieän: ( )r iI I I= − − * 0 * 0 0 0 0 .Lr i L L Z ZE EI I Z Z Z Z Z Z −= − =+ + + Quan heä giöõa Soùng ñieän aùp phaûn xaï vaø soùng doøng ñieän phaûn xaï: 0.r rV Z I= Maïng N Cöûa Cöûa 1 Cöûa 2 Cöûa j Cöûa N 1I 1V 2V 2I jV jI NI NV 1E 01Z 2E 02Z jE0 jZ NE 0NZ 01 0 0 [ ] 0 0 N Z Z Z ⎛ ⎞⎜ ⎟= ⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠ % Ma traän trôû khaùng chuaån: Ma traän ñieän aùp, doøng ñieän tôùi vaø phaûn xaï: 1 [ ] i i iN V V V ⎛ ⎞⎜ ⎟= ⎜ ⎟⎝ ⎠ # 1[ ] r r rN V V V ⎛ ⎞⎜ ⎟= ⎜ ⎟⎝ ⎠ # 1 [ ] i i iN I I I ⎛ ⎞⎜ ⎟= ⎜ ⎟⎝ ⎠ # 1 [ ] r r rN I I I ⎛ ⎞⎜ ⎟= ⎜ ⎟⎝ ⎠ # Ma traän Taùn Xaï cuûa maïng N cöûa: [S] [ ] [ ].[ ]b aS= Ma traän taùn xaï theå hieän quan heä giöõa Soùng Tôùi [a] vaø Soùng Veà [b] taïi caùc cöûa. 11 12 1 21 22 2 2 1 1 1 . N N NN N NNN S S S S S S S S ab ab S ⎛ ⎞⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎡ ⎡ ⎤⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦ ⎤⎢ ⎥ =⎢ ⎥⎢ ⎠⎥⎣ ⎦ ⎝ " "# # " 2) Quan heä giöõa soùng tôùi vaø soùng veà vôùi ñieän aùp, doøng ñieän. ja jb jI jV 0 jZ jE Cöûa j 0 .j j j jE V Z I= + Ta cuõng coù: ;j ij rj j ij rjV V V I I I= + = − Vaø: * 0 0. ; .ij j ij rj j rjV Z I V Z I= = * 0 0 0. ( ) ( )j j j j oj ij j rj j ij rjE V Z I Z I Z I Z I I⇒ = + = + + − * 0 02 .j oj ij j ij j ijE Z I Z I R I⇒ = + = 0 0 0 . 2 2 j j j j ij j j E V Z I I R R +⇒ = = 00 0 . . 2 j j j j j ij j V Z I a R I R +⇒ = = Quan heä cuûa soùng veà theo doøng, aùp taïi cöûa j: ;j ij rj j ij rjV V V I I I= + = − Vaø: * 0 0. ; .ij j ij rj j rjV Z I V Z I= = * * * 0 0 0. ( ) ( )j j j oj ij j rj j ij rjV Z I Z I Z I Z I I⇒ − = + − − * * 0 0 0. 2 .j j j j rj oj rj j rjV Z I Z I Z I R I⇒ − = + = * 0 0 . 2 j j j rj j V Z I I R −⇒ = * 0 0 0 . . 2 −⇒ = = j j jj j rj j V Z I b R I R Ta cuõng coù: Toång quaùt hoaù cho N cöûa: [ ] [ ] [ ] [ ] [ ]{ }1/ 20 01 . . .2a R V Z I−= + [ ] [ ] [ ] [ ]{ }1/ 2 *0 01 . . .2b R V Z I− ⎡ ⎤= − ⎣ ⎦ Tính Vaø Theo , :j j j jV I a b * * 0 0 0 0 0 0 0 0 . . . 2 2 2 + − +− = − = =j j j j j j j jj j j j j j j j V Z I V Z I Z Z a b I R I R R R * 0 0 0 02 −+ = +j j jj j j j j V Z Z a b I R R 0j 0jNeáu Z =R laø soá thöïc : 0 ⇒ + = jj j j V a b R 3) Quan heä giöõa coâng suất với soùng tôùi vaø soùng veà. jI jV 0 jR jE Cöûa j ijP rjP jP Coâng suaát truyeàn vaøo cöûa j: ( )*1 Re .2j j jP V I=( ) ( ){ }* *0 01 Re . /2= + −j j j j j j jP R a b a b R { }* * * * *1 Re ( )2= − + −j j j j j j j j jP a a a b a b b b{ }2 212⇒ = −j j jP a b 4) YÙ Nghóa Vaät Lyù Cuûa Caùc Heä Soá Trong Ma traän [S] Soùng tôùi taïi cöûa j: 00 0 . . 2 += = j j jj j ij j V R I a R I R Soùng Veà taïi cöûa j: 00 0 . . 2 −= = j j jj j rj j V R I b R I R 01R 1E 1I 1V 02R 2E 2V 2I Maïng Hai Cöûa [S] 1a 1b 2a 2b YÙ nghóa cuûa 11 :S 11 12 21 1 1 22 2 2 . ⎡ ⎤ ⎡ ⎤=⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎣ ⎦ ⎣ ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎦ S S S S b a b a 1 11 1 12 2 2 21 1 22 2 . . . . = +⎧⇔ ⎨ = +⎩ b S a S a b S a S a 1 11 1 02= = a bS a 2 0:=a Coù nghóa khoâng coù soùng vaøo cuûa 2 , Töùc laø: Nguoàn E2 bò trieät tieâu vaø coù phoái hôïp trôû khaùng ôû cöûa 2. 01R 1E 1I 1V 02R Maïng Hai Cöûa [S] 1a 1b 2b 11S 2I 2V 1 01 1 1 01 . 2 += V R Ia R 1 01 1 1 01 . 2 −= V R Ib R 1 11 1 02= ⇒ = a bS a 2 02 1 01 1 11 1 01 1 0, . . Taûi= −⇒ = + E R V R IS V R I 1 11 1 2 02 : 0, Ñaët Laø trôû khaùng ngo õvaøo trong tröôøng hôïp : Taûi = = VZ I E R 11 01 11 11 01 −⇒ = + Z RS Z R 1 = Γ 01R 1E 1I 1V 02R Maïng Hai Cöûa [S] 1a 1b 2b 11 1= ΓS 2I 2V YÙ nghóa cuûa 21 :S 1 11 1 12 2 2 21 1 22 2 . . . . = +⎧⎨ = +⎩ b S a S a b S a S a 2 21 1 02= = a bS a 01R 1E 1I 1V 02R Maïng Hai Cöûa [S] 1a 1b 2b 2I 2V Heä soá theå hieän heä soá truyeàn ñaït töø cöûa 1 sang cöûa 221 :S 2 2 22 2 21 2 2 1 0 12 1 2 1 2= = = a bb S a a 01R 1E 1I 1V 02R Maïng Hai Cöûa [S] 1a 1b 2b 2I 2V Heä soá theå hieän heä soá truyeàn ñaït coâng suaát töø cöûa 1 sang cöûa 2 trong ñieàu kieän cöûa 2 phoái hôïp trôû khaùng. 2 21 :S 2 1 1 1 2 =iP a 22 212=rP b YÙ nghóa cuûa 22 :S 1 11 1 12 2 2 21 1 22 2 . . . . = +⎧⎨ = +⎩ b S a S a b S a S a 2 22 2 01= = a bS a 1 0:=a Coù nghóa khoâng coù soùng vaøo cuûa 1 , Töùc laø: Nguoàn E1 bò trieät tieâu vaø coù phoái hôïp trôû khaùng ôû cöûa 1. 01R 2E 1I 1V 02RMaïng Hai Cöûa [S] 1b 2b 22S 2I 2V 2a 2= Γ YÙ nghóa cuûa 12 :S 1 11 1 12 2 2 21 1 22 2 . . . . = +⎧⎨ = +⎩ b S a S a b S a S a 1 12 2 01= = a bS a Heä soá theå hieän heä soá truyeàn ñaït töø cöûa 2 sang cöûa 112 :S 01R 2E 1I 1V 02RMaïng Hai Cöûa [S] 1b 2b 22S 2I 2V 2a 5) Ño Caùc Heä Soá Ma traän taùn xaï [S] 0R E LZ Phaàn töû caàn ño [S] 1a 1b 2a 2b 1Γ Boä Chæ Thò Soùng Ñöùng 0R 2Γ 1 11 1 12 2 2 21 1 22 2 . . . . = +⎧⎨ = +⎩ b S a S a b S a S a 2 2 2 a b Γ = 1 11 1 12 2 2 2 21 1 22 2 2 . .( ) . .( ) = + Γ⎧⇒ ⎨ = + Γ⎩ b S a S b b S a S b 21 2 1 22 2 . 1 . Sb a S = − Γ 1 11 1 12 2 2 2 21 1 22 2 2 . .( ) . .( ) = + Γ⎧⎨ = + Γ⎩ b S a S b b S a S b ⎡ ⎤Γ= +⎢ ⎥− Γ⎣ ⎦ 21 12 2 1 1 11 22 21 . S Sb a S S ΓΓ = = + − Γ 1 21 12 2 1 11 1 22 21 . b S SS a S a) Duøng : Taûi baèng ñieän trôû chuaån 0LZ R= 2 0⇒Γ = 2 1 21 21 2 1 11 11 1 22 20 1 .a b S SS S a SΓ = ΓΓ = = + =− Γ b) Duøng : Taûi ngaén maïch 0LZ = 2 1⇒Γ = − Γ =− Γ = = − + 2 1 21 12 1 11 1 221 1b b S SS a S c) Duøng : Taûi hôû maïch LZ = ∞ 2 1⇒Γ = Γ = Γ = = + − 2 1 21 12 1 11 1 221 1c b S SS a S 1 11 (1)a SΓ = 21 211 11 22 (2) 1b S SS S Γ = − + 21 21 1 11 22 (3) 1c S SS S Γ = + − 21 21 22 11 1(2) (1 )( ) (4)bS S S S⇒ = + −Γ Thay (4), (1) vaøo (3) 22 11 1 1 11 22 (1 )( ) 1 b c S S S S + −Γ⇒ Γ = + − 22 1 1 1 1 22 (1 )( ) 1 a b c a S S + Γ −Γ⇒ Γ = Γ + − 22 12 21, ( . )S S S⇒ Neáu maïng 2 cöûa mang tính thuaän nghòch: 12 21S S⇒ = 1b 1a 2a 2b 1 2a b= 2 1a b= 0 1 1 0 S ⎛ ⎞⇒ = ⎜ ⎟⎝ ⎠ Baøi Taäp: Trôû Khaùng Chuaån 0Z Trôû Khaùng Chuaån 0Z 1b 1a 2a 2b Baøi Taäp: Trôû Khaùng Chuaån 01Z Trôû Khaùng Chuaån 02Z Z 2 11 01 02 011 11 11 1 11 01 02 010a Z Z Z Z ZbS a Z Z Z Z Z= − + −= = Γ = =+ + + 1 22 02 01 022 22 22 2 22 02 01 020a Z Z Z Z ZbS a Z Z Z Z Z= − + −= = Γ = =+ + + 2 2 21 1 0a bS a = = 6) Dòch Chuyeån Maët Phaúng Chuaån Cuûa Ma traän taùn xaï [S] 1l 2l 1l 2l II. Caùc Ma traän Ñaëc Tính Khaùc 1) Ma traän Trôû Khaùng 2) Ma traän Daãn Naïp 3) Ma traän ABCD 1 2 1 2 V VA B I C D I ⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎡ ⎤=⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦⎣ ⎦ ⎣ ⎦ 1 2 2 1 2 2 V AV BI I CV DI = + = + 2 1 2 0I VA V = = 2 1 2 0V VB I = = 2 1 2 0I IC V = = 2 1 2 0V ID I = = . A B A B A B C D C D C Da b ⎡ ⎤ ⎡ ⎤ ⎡ ⎤=⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦ Maïng 2 Cöûa a 1aI 2aI 1aV 2aV Maïng 2 Cöûa b 1bI 2bI 1bV 2bV 1I 1V 2I 2V Quan heä giöõa ma traän taùn xaï [S] vaø Ma traän trôû khaùng [Z] Quan heä giöõa ma traän taùn xaï [S] vaø Ma treän daãn naïp [Y] Quan heä giöõa ma traän taùn xaï [S] vaø Ma traän ABCD 11 22 01 02 21 11 22 01 02 21 11 22 21 01 02 11 22 02 01 21 11 12 12 21 (1 ) / / 2 (1 ) . / 2 (1 ) / 2 . (1 ) / / 2 A S S S Z Z S B S S S Z Z S C S S S S Z Z D S S S Z Z S S S S S S = + − −Δ = + + + Δ = − − −Δ = − + −Δ Δ = − 02 01 02 01 11 02 01 02 01 01 02 12 02 01 02 01 01 02 21 02 01 02 01 02 01 02 01 22 02 01 02 01 2( ) 2 AZ B CZ Z DZS AZ B CZ Z DZ AD BC Z Z S AZ B CZ Z DZ Z Z S AZ B CZ Z DZ AZ B CZ Z DZS AZ B CZ Z DZ + − −= + + + −= + + + = + + + − + − += + + + CHÖÔNG 4 HEÄ THOÁNG BÖÙC XAÏ (ARRAY ANTENNAS ) - Keát hôïp nhieàu anten ñôn leû thaønh moät heä thoáng böùc xaï. 1. GIÔÙI THIEÄU - Khoâng phaûi heä thoáng anten. - Muïc ñích: + Caûi thieän ñoà thò böùc xaï: taêng ñoä ñònh höôùng Anten dipole nöûa böôùc soùng: Gheùp 4 Anten dipole nöûa böôùc soùng. Port 1 : pha 90, port 2 : pha 0, port 3: pha -90, port 4 : pha 0. + Ñieàu khieån ñoà thò ñònh höôùng baèng caùch thay ñoåi bieân ñoä vaø pha kích thích töøng anten rieâng leû (anten thoâng minh) Anten nhiều buùp soùng xaùc ñònh theo caùc höôùng khaùc nhau Ñieàu khieån höôùng buùp soùng chính cuûa anten höôùng theo ñoái töôïng di ñoäng. Array antenna A 6dBi Vertical Polarised Omnidirectional Antenna Omnidirectional Antenna Array antenna cho bức xạ định hướng VHF/UHF arrays WLAN 2.4 GHz arrays Array antenna cho bức xạ định hướng (2) 1 x 2 W shaped patch array for base cellular station 1 x 4 E shaped patch array for base cellular station Cellular base station antennas Dạng array antenna hỗn hợp NTSC/DTV VHF 2-Dipole Antenna Model No. HG-2VD-66 HG-2VD-88 HG-2VD-222 Frequency Range(Option) 54~72MHz 76~88MHz 174~220MHz Input Impedance(Ω) 50~75 50 V.S.W.R ≤ 1.1 Gain(1Panel/dB) (Stack) 8(10.14dBi) (See Page) Power Handling Capacity(1~16Panel) 500W~50kW Polarization Hor or Ver Beam Width at 6dB Point 90°± 5° Input Connector EIA ø 7/8"~ø1-5/8" N-Type~EIA ø1-5/8" Wind Survival(m/sec) 60 Total Weight(Kg) 200~600 200~310 50~100 Array antennas và MIMO antennas • Mỗi anten là 1 phần tử riêng lẻ, cách ly với nhau càng nhiều càng tốt. • Tín hiệu của mỗi anten được thu/phát riêng biệt. Máy thu/phát có nhiều bộ thu phát. • Các anten tạo thành 1 hệ thống thống nhất, có quan hệ chặt chẽ. • Anten chỉ có 1 ngõ vào/ra để nối vào máy phát/thu. MIMO antenna Array antenna Xeùt 2 dipole gioáng nhau, chieàu daøi l, ñaët caùch nhau moät khoaûng d. Doøng ñieän kích thích 2 anten leäch nhau moät goùc: β Tröôøng toång hôïp taïi M: 1θ 2θ M 1 2tE E E= + Khi xeùt tröôøng ôû mieàn xa: 1 2 1 2 cos 2 cos 2 dr r dr r θ θ θ θ θ ≈ ≈ ≈ − ≈ + 1 2 :r r r chobiendo≈ ≈ 1 2( . / 2) ( . / 2) 0 1 2 1 2 ˆ. cos cos 4 j k r j k r t kI l e eE j r r β β θ η θ θπ − − − +⎧ ⎫= +⎨ ⎬⎩ ⎭ 2. HEÄ THOÁNG BÖÙC XAÏ GOÀM 2 PHAÀN TÖÛ { }. ( . cos ) / 2 ( . cos ) / 20 .ˆ. .cos4 . jk r j k d j k d t kI l eE j e e r θ β θ βθ η θπ − + + − +⇒ = + . 0 . 1ˆ. .cos .2cos ( . cos ) 4 . 2 jk r t kI l eE j k d r θ η θ θ βπ − ⎡ ⎤⇒ = +⎢ ⎥⎣ ⎦ Heä soá saép xeáp (Array Factor): AF , hoaëc ARFAC 12.cos ( . cos ) 2 AF k d θ β⎡ ⎤= +⎢ ⎥⎣ ⎦ Heä soá saép xeáp Chuaån hoaù: 1cos ( . cos ) 2n AF k d θ β⎡ ⎤= +⎢ ⎥⎣ ⎦ Tröôøng sinh ra töø moät heä nhieàu phaàn töû anten: ( ) (single element).E total E AF= 2. HEÄ THOÁNG BÖÙC XAÏ GOÀM N PHAÀN TÖÛ Xeùt N phaàn töû anten gioáng nhau, ñaët treân moät truïc thaúng caùch nhau moät khoaûng d. Doøng kích thích caùc phaàn töû coù bieân ñoä gioáng nhau, caùc phaàn töû lieân tieáp nhau leäch pha nhau moät goùc .β Heä soá saép xeáp trong heä thoáng naøy: ( . cos ) 2.( . cos ) .( 1).( . cos )1 ...j k d j k d j N k dAF e e eθ β θ β θ β+ + − += + + + + .( 1).( . cos ) 1 N j n k d n AF e θ β− + = =∑ .( 1). 1 .cos N j n n AF e kd ψ ψ θ β − = = = + ∑ 2 ( 1)1 ...j j j NAF e e eψ ψ ψ−= + + + + 2 3 ( 1). ...j j j j j N jNAF e e e e e eψ ψ ψ ψ ψ ψ−⇒ = + + + + + .( 1) ( 1 )j jNAF e eψ ψ⇒ − = − + .( 1) ( 1 )j jNAF e eψ ψ⇒ − = − + [ ] ( / 2) ( / 2)( 1) / 2 (1/ 2) (1/ 2) ( 1) ) ( 1) ) jN j N j N j N j j j e e eAF e e e e ψ ψ ψψ ψ ψ ψ −− − ⎡ ⎤− −⇒ = = ⎢ ⎥− −⎣ ⎦ [ ]( 1) / 2 sin 2 1sin 2 j N N AF e ψ ψ ψ − ⎡ ⎤⎛ ⎞⎜ ⎟⎢ ⎥⎝ ⎠⎢ ⎥⇒ = ⎛ ⎞⎢ ⎥⎜ ⎟⎢ ⎥⎝ ⎠⎣ ⎦ Khi dòch chuyeån ñieåm goác ñeán giöõa daõy: sin 2 1sin 2 N AF ψ ψ ⎡ ⎤⎛ ⎞⎜ ⎟⎢ ⎥⎝ ⎠⎢ ⎥⇒ = ⎛ ⎞⎢ ⎥⎜ ⎟⎢ ⎥⎝ ⎠⎣ ⎦ sin 1 2. 1sin 2 n N AF N ψ ψ ⎡ ⎤⎛ ⎞⎜ ⎟⎢ ⎥⎝ ⎠⎢ ⎥⇒ = ⎛ ⎞⎢ ⎥⎜ ⎟⎢ ⎥⎝ ⎠⎣ ⎦ Khi nhoû:ψ sin 1 2. 1 2 n N AF N ψ ψ ⎡ ⎤⎛ ⎞⎜ ⎟⎢ ⎥⎝ ⎠⎢ ⎥⇒ = ⎛ ⎞⎢ ⎥⎜ ⎟⎢ ⎥⎝ ⎠⎣ ⎦ sin 1 2. 1sin 2 n N AF N ψ ψ ⎡ ⎤⎛ ⎞⎜ ⎟⎢ ⎥⎝ ⎠⎢ ⎥= ⎛ ⎞⎢ ⎥⎜ ⎟⎢ ⎥⎝ ⎠⎣ ⎦ Xaùc ñònh caùc caùc ñieåm null cuûa heä soá saép xeáp naøy: 0 sin 0 2n NAF ψ⎛ ⎞= ⇒ =⎜ ⎟⎝ ⎠ 2 N nψ π⎛ ⎞ = ±⎜ ⎟⎝ ⎠ ( cos ) 2 N kd nθ β π⎛ ⎞⇒ + = ±⎜ ⎟⎝ ⎠ 1 2cos 2 1,2,3,... n d N n λθ β ππ − ⎡ ⎤⎛ ⎞⇒ = − ±⎜ ⎟⎢ ⎥⎝ ⎠⎣ ⎦ = Cöïc ñaïi cuûa heä soá saép xeáp xaûy ra khi: ( )1 cos 2 2 kd mψ θ β π= + = ± sin 1 2. 1sin 2 n N AF N ψ ψ ⎡ ⎤⎛ ⎞⎜ ⎟⎢ ⎥⎝ ⎠⎢ ⎥= ⎛ ⎞⎢ ⎥⎜ ⎟⎢ ⎥⎝ ⎠⎣ ⎦ ( )1cos 2 2 0,1,2,3... m d m λθ β ππ − ⎡ ⎤⇒ = − ±⎢ ⎥⎣ ⎦ = -200 0 200 400 600 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 2N = -200 0 200 400 600 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 3N = -200 0 200 400 600 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 4N = -200 0 200 400 600 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 5N = sin 1 2. 1sin 2 n N AF N ψ ψ ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠= ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠ Nhaän xeùt: • Cöïc ñaïi xuaát hieän taïi 0ψ = • Haøm AF coù chu kyø tuaàn hoaøn laø ( )02 360π • Coù N-1 ñieåm null caùch ñeàu nhau moät khoaûng caùch: ( )02 / 360 /N Nπ • Coù N-2 buùp soùng con trong khoaûng 0 2ψ π≤ ≤ • Khi N taêng, bieân ñoä caùc buùp soùng con tieäm caän ñeán -13dB - 2 0 0 0 2 0 0 4 0 0 6 0 0 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1 coskdψ θ β= +2 π π 3 2 π 2π 0.2 0.4 0.6 0.8 1 30 210 60 240 90 270 120 300 150 330 180 0 z β kd θ ™Heä thoáng Broadside cos 0kdψ θ β= + = Cöïc ñaïi cuûa AF xaûy ra khi: Buùp soùng chính vuoâng goùc vôùi truïc cuûa heä thoáng (truïc z) Ñeå chieàu cöïc ñaïi theo höôùng 2 πθ = 2 cos 0kd πθψ θ β == + = 0β⇒ = 0.2 0.4 0.6 0.8 1 30 210 60 240 90 270 120 300 150 330 180 0 5, , 0 2 N d λ β= = = 0.2 0.4 0.6 0.8 1 30 210 60 240 90 270 120 300 150 330 180 0 10, , 0 2 N d λ β= = = 0.2 0.4 0.6 0.8 1 30 210 60 240 90 270 120 300 150 330 180 0 2, , 0 2 N d λ β= = = 0.2 0.4 0.6 0.8 1 30 210 60 240 90 270 120 300 150 330 180 0 3, , 0 2 N d λ β= = = Nhaän xeùt: • Khi d khoâng ñoåi, khi taêng N: ñoä roäng buùp soùng chính giaûm vaø soá buùp soùng phuï taêng 0.2 0.4 0.6 0.8 1 30 210 60 240 90 270 120 300 150 330 180 0 7, 0.1 , 0N d λ β= = = 0.2 0.4 0.6 0.8 1 30 210 60 240 90 270 120 300 150 330 180 0 7, 0.3 , 0N d λ β= = = 0.2 0.4 0.6 0.8 1 30 210 60 240 90 270 120 300 150 330 180 0 7, 0.5 , 0N d λ β= = = 0.2 0.4 0.6 0.8 1 30 210 60 240 90 270 120 300 150 330 180 0 7, 0.7 , 0N d λ β= = = Nhaän xeùt: • Khi N khoâng ñoåi, khi taêng d: ñoä roäng buùp soùng chính giaûm vaø soá buùp soùng phuï taêng 0.2 0.4 0.6 0.8 1 30 210 60 240 90 270 120 300 150 330 180 0 7, , 0N d λ β= = = • Khi taêng buùp soùng phuï coù bieân ñoä baèng buùp soùng chính xuaát hieän. d λ≥ 0.2 0.4 0.6 0.8 1 30 210 60 240 90 270 120 300 150 330 180 0 7, 2 , 0N d λ β= = = ™Heä thoáng EndFire Buùp soùng chính doïc theo truïc cuûa heä thoáng (truïc z) Ñeå chieàu cöïc ñaïi theo höôùng 0θ = 0 cos 0kd θψ θ β == + = 0kd kdβ β+ = ⇒ = − Ñeå chieàu cöïc ñaïi theo höôùng θ π= cos 0kd θ πψ θ β == + = 0kd kdβ β− + = ⇒ = (Endfire loaïi 1) (Endfire loaïi 2) -1 .4 -1 .2 -1 -0 .8 -0 .6 -0 .4 -0 .2 0 0 0 .1 0 .2 0 .3 0 .4 0 .5 0 .6 0 .7 0 .8 0 .9 1 0.2 0.4 0.6 0.8 1 30 210 60 240 90 270 120 300 150 330 180 0 7, 0.3 0.6 N d kd λ π = = = 0.2 0.4 0.6 0.8 1 30 210 60 240 90 270 120 300 150 330 180 0 -0.4 -0.35 -0.3 -0.25 -0.2 -0.15 -0.1 -0.05 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 7, 0.1 0.2 N d kd λ π = = = -2 -1.8 -1.6 -1.4 -1.2 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 0.2 0.4 0.6 0.8 1 30 210 60 240 90 270 120 300 150 330 180 0 7, 0.5N d kd λ π = = = -3 -2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 7, 0.7 1.4 N d kd λ π = = = 0.2 0.4 0.6 0.8 1 30 210 60 240 90 270 120 300 150 330 180 0 ™Heä thoáng Hansen - Woodyard kd N πβ ⎛ ⎞= − +⎜ ⎟⎝ ⎠ Ñieàu kieän ñeå möùc böùc xaï phuï nhoû hôn möùc böùc xaï chính: β π< -2 .5 -2 -1 .5 -1 -0 .5 0 0 .5 0 0 .1 0 .2 0 .3 0 .4 0 .5 0 .6 0 .7 0 .8 0 .9 1 0.2 0.4 0.6 0.8 30 210 60 240 90 270 120 300 150 330 180 0 kd ( )kd N πβ = − + 56, 13 ( / ) N d kd N λ β π = = = − + Ñoái vôùi heä thoáng Hansen – Woodyard: - Ñoä roäng buùp soùng chính giaûm => taêng ñoä ñònh höôùng - Tuy nhieân bieân ñoä buùp soùng chính cuõng giaûm => bieân ñoä buùp soùng phuï cuõng khaù lôùn khi so saùnh vôùi buùp soùng chính. 0.2 0.4 0.6 0.8 1 30 210 60 240 90 270 120 300 150 330 180 0 0 60 90 120 150 0.2 0.4 0.6 0.8 1 30 210 60 240 90 270 120 300 150 330 180 0 0 60 90 120 150 ™Ñoä roäng giöõa caùc ñieåm null ñaàu tieân, ñoä roäng nöûa coâng suaát vaø ñoä ñònh höôùng. BWFN HPBW Ta ñaõ bieát cöïc ñaïi xuaát hieän taïi: 2nψ π= ± Vaø caùc buùp soùng phuï coù bieân ñoä lôùn laø ñieàu khoâng mong muoán Caùc ñieåm null ñaàu tieân xuaát hieän taïi ñieåm: 2 N πψ ±= 2coskd N πψ θ β ±= + = 1 12cos cos kdN kd Nd kd π β λ βθ − −± ±⎛ ⎞ ⎛ ⎞⇒ = − = −⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠ Giaû söû ta choïn cöïc ñaïi taïi: öùng vôùi: 0ψ = ( )1max cos / kdθ θ β−= = − 1 maxcos null left Nd kd λ βθ θ− −⎛ ⎞⇒ = − −⎜ ⎟⎝ ⎠ 1 max; cos null right Nd kd λ βθ θ − ⎛ ⎞= − −⎜ ⎟⎝ ⎠ 1 1cos cosnull nullleft rightBWFN Nd kd Nd kd λ β λ βθ θ − −−⎛ ⎞ ⎛ ⎞⇒ = − = − − −⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ÔÛ ñaây, giaû söû caùc anten phaàn töû laø ñaúng höôùng Khi : , 0Nd λ β ≈ 1cos 2Nd kd Nd kd λ β π λ β− ⎛ ⎞ ⎛ ⎞⇒ − ≈ − −⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠ 2 2 2 BWFN Nd kd Nd kd Nd π λ β π λ β λ⎛ ⎞ ⎛ ⎞⇒ ≈ − + − + + =⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠ : N lôùn, Broadside (gaàn broadside) Ñoái vôùi heä thoáng Endfire: null nullleft rightθ θ= 2cos ,nullleftkd kdN πψ θ β β−= + = = − 1 2cos 1nullleft kdN πθ − ⎛ ⎞⇒ = −⎜ ⎟⎝ ⎠ 2 nullleftBWFN θ⇒ ≈ Ñoä roäng nöûa coäng suaát cuûa heä thoáng Broadside (gaàn broadside): 1 1,3912 cos , / 1 2 HPBW d Nd π λ π λπ −⎡ ⎤⎛ ⎞≈ − ⎜ ⎟⎢ ⎥⎝ ⎠⎣ ⎦  Ñoä roäng nöûa coâng suaát cuûa heä thoáng Endfire: 1 1,3912cos 1 , / 1HPBW d Nd λ π λπ − ⎛ ⎞≈ −⎜ ⎟⎝ ⎠  Heä soá ñònh höôùng cuûa heä thoáng Broadside (gaàn broadside): max 2 , , 1 LD L Nd Nλ≈ ≈  Heä soá ñònh höôùng cuûa heä thoáng Endfire: max 4 , , 1 LD L Nd Nλ≈ ≈  Heä soá ñònh höôùng cuûa heä thoáng Hansen - Woodyard: max 1,805. 4 , , 1 LD L Nd Nλ ⎛ ⎞≈ ≈⎜ ⎟⎝ ⎠  3. Hệ thống bức xạ phân bố trên một mặt phẳng ( 1)( sin cos ) 1 x x M j m kd m AF e θ φ β− + = = ∑ ( 1)( sin cos ) 1 x x M j m kd xm m S e θ φ β− + = = ∑ xm ynAF S S= ( 1)( sin sin ) 1 y y N j n kd yn n S e θ φ β− + = = ∑ ( 1)( sin sin )( 1)( sin cos ) 1 1 y yx x M N j n kdj m kd m n AF e e θ φ βθ φ β − +− + = = = ∑ ∑ 3 / 2 0 x y x y M N d d λ β β = = = = = = 3 / 2 / 3 0 x y x y M N d d λ β π β = = = = = = 3 / 2 0 / 3 x y x y M N d d λ β β π = = = = = = 3 / 2 / 3 / 3 x y x y M N d d λ β π β π = = = = = = 3 / 2 / 3 x y x y M N d d λ β π β π = = = = = = 2 / 2 0 x y x y M N d d λ β β = = = = = = CHÖÔNG 5 MỘT SỐ LOAÏI ANTEN 1. Dipole daûi roäng 2. Anten Yagi 3. Anten Helic 5. Anten parabol 6. Anten vi dải 1. Dipole daûi roäng ™ Baêng thoâng cuûa anten – Pattern bandwidth – Impedance bandwidth ™Dipole daûi roäng ¾Dipole coù ñöôøng kính lôùn ¾Dipole daïng noùn keùp ¾Dipole beû voøng Dipole daûi roäng ¾Dipole coù ñöôøng kính lôùn 2 l λ< 2 l λ= 2 l λ> ¾Dipole daïng noùn keùp Trôû khaùng vaøo cuûa dipole noùn keùp coù chieàu daøi höõu haïn Moät soá daïng dipole noùn keùp caûi bieân ¾Dipole beû voøng Trôû khaùng vaøo cuûa dipole beû voøng Trường hợp: 2 l λ= tZ →∞ 0tI⇒ = Mode ñöôøng truyeàn soùng: Mode anten: / 2 a dipole VI Z = I toång: / 20 2 2. a in t dipole I VI I Z = + = + 4.in dipole in VZ Z I ⇒ = = Trường hợp tổng quát: Dipole ñöôïc noái vôùi nguoàn coù trôû khaùng 75SZ = Ω Dipole beû voøng ñöôïc noái vôùi nguoàn coù trôû khaùng 300SZ = Ω Moät soá daïng Monopole 2. Anten Yagi Thoâng thöôøng phaàn töû chuû ñoäng coäâng höôûng töông öùng vôùi chieàu daøi Coù daïng dipole thöôøng hoaëc dipole beû voøng. 0,45 0,49λ÷ Trong khi ñoù caùc phaàn töû höôùng xaïcoù chieàu daøi khoaûng vaø chuùng khoâng nhaát thieát phaûi coù chieàu daøi baèng nhau. 0,4 0,45λ÷ Khoaûng caùch giöõa caùc phaàn töû höôùng xaï khoaûng vaø chuùng cuõng khoâng nhaát thieát phaûi caùch ñeàu nhau. 0,3 0,4λ÷ Chieàu daøi phaàn töû phaûn xaï lôùn hôn phaàn töû chuû ñoäng vaø noù caùch phaàn töû chuû ñoäng khoaûng 0,25λ Xeùt moät anten Yagi: Kết quả moâ phỏng moät anten Yagi: Anten Yagi vôùi caùc chaán töû voøng 3. Anten Helic 4. Anten Parabol Minh họa một số mặt parabol Mặt phản xạ Hệ số ñònh höôùng : Vôùi G laø haøm ñònh höôùng cuûa boä kích thích theo goùc 'θ Anten parabol với mặt phản xạ phụ 5. Anten Vi dải Hình dạng anten vi dải Kích thích anten vi dải Phân tích anten vi dải: Mô hình đường truyền sóng Mô hình hộp cộng hưởng Mô hình đường truyền sóng Mô hình hộp cộng hưởng Anten vi dải với phân cực tròn

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfKỹ thuật siêu cao tần.pdf
Luận văn liên quan