Kỹ thuật điện - Dải phát thanh AM

- Hệ thống Telegraphy không dây dùng bức xạ điện từ (Marconi – 1897).
- Dùng bức xạ điện từ.
- Nguyên lý hoạt động: dòng điện thay đổi theo thời gian trên bề mặt anten → bức xạ sóng điện từ.
- Bài toán chính của lý thuyết và kỹ thuật anten: xác định phân bố mật độ dòng điện J trên bề mặt anten sao cho trường bức xạ thỏa mãn các điều kiện biên trên anten.
- Kiểu bức xạ (hàm phương hướng)..
- Độ rộng tia, hệ số định hướng, điện trở bức xạ..
- Các phần tử bức xạ cơ bản: Phần tử dòng điện nguyên tố, vòng điện nguyên tố, dòng từ nguyên tố, vòng từ nguyên tố..
- 2.3 BỨC XẠ CỦA PHẦN TỬ DÒNG ĐIỆN.
- Có dạng thuần thực, (trường bức xạ) có hướng trùng với hướng lan truuyền, và công suất bức xạ giảm tỷ lệ nghịch với r 2.
- xạ) chỉ bao gồm trường bức xạ cho bởi biểu thức (2.31).
- Bức xạ của một phần tử dòng điện còn được gọi là bức xạ lưỡng cực.
- Kiểu bức xạ:.
- Phân bố tương đối của công suất bức xạ nnhư là hàm của hướng bức xạ trong không gian.
- Công suất bức xạ của dipole nguyên tố tỷ lệ với sin 2 θ (2.31).
- Kiểu bức xạ có dạng hình số 8 như hình sau:.
- Tia nửa công suất: Giữa các điểm mà công suất bức xạ = ½ công suất cực đại.
- Các anten thường không bức xạ dồng đều theo mọi hướng..
- Sự thay đổi của cường độ bức xạ theo hướng không gian được mô tả bởi hàm hệ số định hướng D(θ,ϕ) của anten..
- Cường độ bức xạ là công suất bức xạ góc đặt (hay góc khối).
- Với P r là công suất bức xạ toàn phần..
- Hệ số định hướng cực đại (thường viết tắt là hệ số định hướng) đặc trưng cho khả năng của anten tập trung năng lượng bức xạ theo một hướng cho trước..
- Anten vô hướng: Bức xạ đồng đều theo mọi hướng..
- Độ lợi G(θ,ϕ)của 1 anten được định nghĩa tương tự như hệ số định hướng, nhưng công suất bức xạ đựơc thay bằng công suất toàn phần đặt vào anten Pin..
- Điện trở bức xạ Ra.
- Định nghĩa: là điện trở tương đương tiêu thụ cùng 1 lượng công suất như anten bức xạ khi dòng cung cấp như nhau..
- §2.5 Bức xạ của vòng điện nguyên tố.
- Trong vùng bức xạ (vùng xạ )(2.30a) Æ.
- *Công suất bức xạ toàn phần : P r = M 12 2 Z π 0 k 0 4.
- Điện trở bức xạ tương đương:.
- §2.6 BỨC XẠ TỪ CÁC PHÂN BỐ DÒNG BẤT KỲ.
- f :hàm phương ứng của trưòng bức xạ..
- (2.61) Với : P r : Công suất bức xạ.
- Khi 2 anten dipole đặt gần nhau Æ phân bố dòng trên mỗi anten chịu ảnh hưởng bởi trường bức xạ của anten còn lại..
- Công suất bức xạ toàn phần : tích phân (2.55) trên mặt cầu r ϕ θ θ θ.
- Điện trở bức xạ của anten dipole nữa sóng ≈ 73,13Ω.
- (3.14) Điện trở bức xạ của anten trụ (xilanh).
- Nếu hai vật dẫn dặt rất gần nhau Æ có thể bỏ qua sự khác pha của trường bức xạ Æ trường tổng =2 lần trường riêng , P r.
- 4 ống nằm ngang có chiều dài ≈0,3λ, tạo ra một mặt đất ảo, sao cho kiểu bức xạ và độ lợi của anten ≈anten nửa sóng (nhờ hiệu ứng thế ảnh), Ra≈ 36,56Ω..
- Sử dụng trong các hệ thống thông tin point_to_point đòi hỏi tính định hướng rất cao của anten Æ chùm bức xạ Æ tổ hợp các anten đơn giản theo 1 trật tự nhất định : anten mảng có độ lợi cao Æ công suất phát giảm..
- Xét 1 anten chuẩn đặt tại gốc toạ độ có cùng độ điện trường bức xạ dạng.
- Kiểu của trưòng bức xạ ⎢F⎪có dạng (còn gọi là hệ số mảng hay nhân tử mảng).
- Nếu các phần tử của mảng là các anten vô hướng thì kiểu bức xạ sẽ có tính đối xứng trục quanh trục của mảng.
- u Æ hướng bức xạ cực đại ≡ trục của mảng (trục x).
- phần “khả kiến” của búp sóng chính bị thu hẹpÆ hệ số định hướng tăng vì công suất bức xạ toàn phần ↓ (tỷ lệ với diện tích giới hạn bởi đường F trong vùng.
- Hướng bức xạ cực đại chính được xác định từ điều kiện:.
- Khi các phần tử của mảng được kích thích bởi các dòng có cùng biên độ, có thể tạo ra các kiểu bức xạ vứi các búp sóng hẹp nhờ phân bố pha thích hợp của các dòng kích thích..
- Bằng cách chọn các hệ số cn thích hợp có thể làm gần đúng một kiểu bức xạ F d (u) tuỳ ý..
- Mảng siêu hướng chỉ có ý nghĩa toán học vì yêu cầu dòng cung cấp cho mỗi phần tử rất lớn, hiệu suất bức xạ rất thấp Æđộ lợi rất thấp..
- Để nhận được hướng bức xạ cực đạ i khi ψ = o thì:.
- Điều kiện để bức xạ theo hướng ngược (ψ = π) bằng không (phản xạ toàn phần):.
- trở thành phần tử dẫn xạ và hướng bức xạ cực.
- ÆMảng có các đặc trưng bức xạ như nhau ở các tầng số f 1 , f 2 = τ .
- Đặc trưng bức xạ của mảng sẽ tưong tự ở tầng số τ n .
- Khi đó góc bức xạ tối ưu từ 10 ÷ 300 so với phương nằm ngang.
- Kiểu bức xạ trong không gian 3 chiều bao gồm 1 số hình nón( búp sóng.
- Kiểu bức xạ đối xứng qua mặt phẳng ⊥ và đi qua điểm giữa của dây..
- Khi l ↑ ÆD max ↑ cùng với điện trở bức xạ..
- Tuy nhiên do phân bố không đối xứng của dòng trong đường truyền, một số bức xạ sẽ xảy ra do bản thân đường truyền.
- Khi dùng đoạn chuyển tiếp 1 4 λ 0 thì có thể nối điện trở bức xạ của anten với các đường truyền song hành có trở kháng 600Ω.
- trở kháng đặc trưng của đoạn λ 0 4 lúc này sẽ là Z c = 600 R a với Ra: điện trở bức xạ của anten..
- Trường bức xạ là chồng chập 2 trường của 2 nhánh..
- Thường chọn ψo để trường bức xạ tổng thoả mãn điều kiện cho trước..
- I I = 0 − 0 - Trường bức xạ theo hướng ψ.
- Hướng bức xạ cực đại được xác định bởi.
- Đặc điểm chính của kiểu bức xạ là chỉ có 1 hình nón bức xạ chính theo hướng trục x..
- Trường bức xạ theo hướng ψ là tổng của trường bức xạ từ anten và trường phảnậ từ mặt đất.
- Trường phản xạ có góc chậm pha tương đương trừng bức xạ từ anten ảnh dưới mặt đất..
- Nếu trường bức xạ của anten trong không gian tự do có dạng.
- Trường bức xạ ở khu xa tỷ lệ vói ảnh Fourier của trường ở bề mặt với (công thức) là các thành phần của vectorấóng của sóng cầu lan truyền theo hướng (θ,ϕ)..
- Theo hướngZ,fz≈0và cosθ≈1thường bức xạ được tính theo và đạt cực đại.
- f r = 0 nên thường là đường phân cực ngang TEM trong vùng bức xạ (khu xạ).
- §5.2 BỨC XẠ TỪ MỘT MIỆNG CHỮ NHẬT.
- Cường độ trường bức xạ được cho bởi (5.15).
- Có dạng tương tự như của kiểu bức xạ trong vùng khả kiến của không gian u,v với u ≤ k 0 a , v ≤ k 0 b.
- §5.3 BỨC XẠ TỪ MIỆNG TRÒN.
- Đồ thị của hàm phương hướngcó dạng tương tự như của bức xạ từ miệng chữ nhật, với sự suy giảm nhanh hơn của các cực đại phụ.
- Kiểu bức xạ trong hệ toạ độ u,v tương tự như miệng chữ nhật đồng nhất với cực đại tại u=u o và v=v o , tức là:.
- =>có thể điều khiển hướng bức xạ cực đại tương tự mãn 2 chiều..
- Nếu ß = 0 thì hướng bức xạ cưc đại nằm trong mặt phẳng ϕ = 0( hay mặt phẳng xoz) với góc θ = θ 0 cho bởi.
- Tường bức xạ ở khu xạ được tính bởi công thức (5.15) với f x =0 (theo 5.12, lưu ý E x =0).
- Công suất bức xạ toàn phần theo (6.2).
- Để nhận được trường bức xạ có tính định hướng cao khi so với miệng ống dẫn sóng, có thể mỡ rộng các miệng ống dẫn sóngthành các anten loa..
- Trường bức xạ từ phía miệng ODS về phía miệng loa có dạng mặt sóng trụ tròn (hình vẽ).
- Độ lợi và kiểu bức xạ sẽ giống với miệng bức xạđồng pha, nếu lượng sai khác về pha ở rìa miệng loa và tâm loa.
- Trường bức xạ được tính tương tự trường hợp ống dãn sóng chữ nhật với a Æ a’.
- trong mp ϕ = 0(mặt H) kiểu bức xạ hoàn toàn tương tự kiểu bức xạ của miệng ống chữ nhật.
- Trường bức xạ vào loa từ phía miệng ống sẽ có dạng sóng trụ với các mặt đồng pha dạng mặt trụ tròn (hình vẽ).
- Trường bức xạ dược tính tươnh tựnhư trường hợp miệng ống chữ nhật ở § 5.2 với a Æ a’, với hằng số truyền β ≈ k 0.
- 7.2 Hiệu suất miệng bức xạ.
- 1) Mật độ công suất bức xạ trên miệng parabol:.
- 2) Tổn hao tràn: đặc trưng bởi hiệu suất tràn: tỷ số công suất được gương phả xạ trở lại/tổng công suất bức xạ của bộ chiếu xạ.
- Công suất bức xạ toàn phần từ miệng: giả thiết sóng là sóng phẳng.
- Mật độ công suất bức xạ trên đơn vị góc đặc.
- Nếu công suất bức xạ toàn phần P a từ miệng parabol được phân bố đồng nhất với mật độ P a / πa 2 thì.
- tỷ số công suất bức xạ do thành phần Ey Gọi η λ là hiệu suất miệng.
- mật độ công suất bức xạ trên đơn vị góc đặc.
- Với I: Cường độ bức xạ của anten theo hướng trục (watts/ đơn vị góc đặc) ứng với dạng phân cực thẳng cho trước, P in : công suất đặt vào bộ chiếu xạ..
- Công suất bức xạ bởi bộ chiếu xạ : P T = η f .
- Hệ số định hướng: Cường độ bức xạ từ miệng đồng nhất phân cực thẳng:.
- Công suất bức xạ toàn phần.
- công suất bức xạ toàn phần là:

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt