SlideShare a Scribd company logo
ANTEN CHẤN TỬ ĐỐI XỨNG
1.1. Phân bố dòng điện trên chấn tử đối xứng
Chấn tử đối xứng là loại anten đơn giản nhất và là một trong những nguồn
bức xạ được sử dụng khá phổ biến. Chấn tử đối xứng có thể sử dụng như một anten
độc lập hoặc có thể được sử dụng để cấu tạo các anten phức tạp khác.
Một đường dây song hành hở mạch đầu cuối, nếu mở rộng hai nhánh cảu
đường dây ra 180 độ ta sẽ đượcchấn tử đối xứng.
HÌNH 1.1 SỰ TƯƠNG QUAN GIỮA CHẤN TỬ ĐỐI XỨNG VÀ ĐƯỜNG DÂY SONG HÀNH
Giả sử khi biến dạng đường dây song hành thành chấn tử đối xứng thì quy
luật phân bố dòng điện trên hai nhánh vẫn không thay đổi, nghĩa là vẫn có dạng
sóng đứng:
Ta có phương trình bảo toàn điện tích có dạng:
Giải phương trình trên thay bởi Iz ta được điện tích phân bố trên một đơn vị chấn
tử là:
Phân bố dòng điện và điện tích trên chấn tử đối xứng được chỉ trong hình vẽ:
1.2. Trường bức xạ của chấn tử đối xứng trong không gian tự do
Tính cường độ điện trường
Điện trường tại M do dz trên hai nhánh chấn tử gây ra được xác định
theo công thức:
Điện trường do hai đoạn dz vô cùng bé trên hai nhánh của chấn tử đối xứng
gây ra tại M sẽ là:
Điện trường do toàn bộ chấn tử gây ra tại M sẽ tìm được bằng cách lấy tích
phân điện trường do dz ở trên hai nhánh chấn tử gây ra tại M, trong toàn bộ chiều
dài của một nhánh:
1.3. Các tham số của chấn tử đối xứng
a, hàm tính hướng và dồ thị phương hướng
hàm tính hướng biên độ của chấn tử đối xứng trong mặt phẳng E là:
Nếu mặt phẳng khảo sát đi qua tâm chấn tử thì trong mặt phẳng H ta có :
Xét hàm tính hướng và đồ thị phương hướngcủa chắn tử đối xứng có
chiều dài tương đối khác nhau:
Ta có:
-chấn tử nửa sóng:
-chấn tử nửa sóng
Khi đó hàm tính hướng biên độ chuẩn hóa là:
b, công suất bức xạ, điện trở bức xạ và hệ số tính hướng
Xác định công thức bức xạ cảu chấn tử đối xứng
Điện trở bức xạ cảu chấn tử đối xứng tính theo dòng điện ở điểm
bụng được xác định theo công thức:
c, trở kháng sóng cảu chấn tử đối xứng
theo lý thuyết đường dây, trở kháng sóng cảu đường dây song hành không tổn hao
được xác định theo công thức:
Mặt khác ta có:
Công thức tính trở kháng sóng của sóng của chấn tử đối xứng khi chiều dài chấn tử
nhỏ hơn bước sóng công tác sẽ là
Khi tăng chiều dài chấn tử thì sai số tính công thức trên sẽ tăng, trở kháng sẽ được
tính theo công thức kesenich:
d, trở kháng vào của chấn tử đối xứng
trở kháng vào của chấn tử đối xứng bao gồm cả phần thực và phần kháng:
công thức biểu thị công suất bức xạ theo dòng điện ở đầu vào I:
Điện trở bức xạ tính theo dòng điện đầu vào:
Phần kháng cảu trở kháng vào của chấn tử đối xứng chính là trở kháng cảu
đường dây song hành hở mạch đầu cuối và được tính theo công thức:
Công thức tính trở kháng vào cảu chấn tử đối xứng
Sự phụ thuộc cảu z vào bước sóng
Chiều dài thực và chiều dài hiệu dụng cảu chấn tử đối xứng
1.4. ảnh hưởng cảu mặt đất dến đặc tính bức xạ của anten
Trong các phần trước chúng ta mới chỉ khảo sát trường hợp chắn tử đối
xứng đặt trong không gian tự do. Thực tế, các chắn tử thường được đặt gần
mặt đất hoặc các mặt kim loại, gây ảnh hưởng đến quá trình bức xạ của chắn
tử. Dưới tác dụng của trường bức xạ bởi anten, trong mặt đất hoặc các vật
kim loại đặt gần anten sẽ phát sinh các dòng điện dẫn và các dòng điện
dịch(dòng thứ cấp). Các dòng thứ cấp sẽ tạo ra trường bức xạ do đó trường
tổng trong không gian sẽ làgiao thoa của trường bức xạ trực tiếp bởi anten
(bức xạ sơ cấp) và trường bức xạ của các dòng thứ cấp (trường bức xạ thứ
cấp). Để xét đến ảnh hưởng này trước hết ta đề cập lại phương pháp ảnh
gương.
a, Phương pháp ảnh gương
Nội dung của phương pháp ảnh gương: Khi tính trường bức xạ tạo bởi chắn
tử đặt trên mặt đất dẫn điện lý tưởng, tác dụng bức xạ của các dòng thứ cấp
có thể được thay thể bởi tác dụng bức xạ của một chắn tử ảo, là ảnh của chắn
tử thật qua mặt phân giới giữa hai môi trường, gọi là
chấn tử ảnh.
Chấn tử thật và chấn tử hình
Dòng điện của chắn tử ảnh phải có biên độ và pha sao cho trường tổng tạo
bởi hai chắn tử thật và ảnh cũng giống như trường tổng tạo bởi chắn tử thật và
dòng thứ trường tổng phải thỏa mãn điều kiện bờ trên bề mặt phân giới giữa hai
môi trường. Như vậy dòng điện trên chắn tử ảnh phải có biên độ bằng biên độ dòng
điện trên chắn tử thật, còn pha của nó so với pha của dòng điện trên chắn tử thật
tùy thuộc vào phương đặt của chất Khi chắn tử điện đặt song song với mặt đắt thì
dòng điện trong chắn tử ảnh sẽ ngược pha với dòng điện của chấn tử thật, còn khi
chắn tử điện đặt vuông góc với mặt đắt thì dòng điện trên hai chắn tử đồng pha.
Nếu chắn tử thật là chắn tử từ thì sẽ có kết quả ngược lại.
Nguyên lí ảnh gương
b, bức xạ cảu chấn tử đối xứng đặt trên mặt đất
Trong phần này sẽ đến trường hợp chần tử đặt thăng đứng và song
song trên mặt đất, có tâm pha cách mặt đắt một khoảng là h
Ta khảo sát trường bức xạ của chấn tử trong mặt phẳng vuông góc với
mặt đất. Trường hợp chấn tử đặt thẳng đứng thì mặt phẳng khảo sát đồng thời là
mặt phẳng chứa chấn tử, điện trường phân cực thẳng đứng trong mặt phẳng ấy.
Trường hợp chấn tử đặt nằm ngang thì mặt phẳng khảo sát là mặt phẳng vuông góc
với trục và đi qua tâm chắn tử, điện trường phân cực ngang và vuông góc với mặt
phẳng khảo sát.
Biểu thức tính cường độ trường tạo bởi chấn tử ảnh cũng tại điểm ấy có
thể viết dưới dạng:
Chấn tử đặt thẳng đứng :
Trường tổng tạo bởi chấn tử thật và chấn tử ảnh tại điểm khảo sát sẽ bằng:
Lấy modun biểu thức ta được:
Đồ thị phương hướng
1.5. hệ hai chấn tử đặt gần nhau
a, bức xạ cảu hệ hai chấn tử đặt gần nhau:
Để có được tính phương hướng khác nhau ta sử dụng các chân tử đặt cách
nhau một khoảng d nào đó và cắp điện cho chúng với pha khác nhau. Xét
trường hợp đơn giản hệ gồm có hai chắn tử đặt song song và cách nhau một
khoảng d.
Quan hệ của dòng điện trong chắn tử 2 so với dòng điện trong chắn tử I
được biểu thị bằng biểu thức sau :
Như vậy trường bức xạ tại miền xa sẽ là tổng cảu trường bức xạ cảu hai chấn
tử 1 và 2 bằng:
𝐸 = −
𝑖𝑘
4𝜋
𝑒−𝑖𝑘𝑟
𝑟
𝑓1(𝜃)(1 + 𝑎2𝑒𝑖𝑤2𝑒𝑖𝑘𝑑𝑐𝑜𝑠𝜃
𝑓1(𝜃) là hàm tính hướng của chắn tử trong mặt phẳng khảo sát
Nếu mặt phẳng khảo sát là mặt phẳng E như chỉ ra trên hình thì ta có:
Nếu mặt phẳng khảo sát là mặt phẳng H như chỉ ra trên hình thì ta có:
Hàm tính hướng tổ hợp của hệ thống được xác định bằng :
+ Trường hợp hai chắn tử được kích thích bởi các dòng điện đồng biên, đồng
pha :
Ta có:
Hay:
Do đó ta có:
Tâm pha cảu hệ hai chấn tử có giá trị bằng:
Hàm tính hướng biên độ cảu hệ 2 chấn tử đồng pha có dangj:
Đồ thị phương hướng cảu hai chấn tử đặt song song với nhau
+) trường hợp hai chấn tử được kích thích bởi các dòng điện có biên độ bằng nhau
nhưng ngược pha:
Thay các giá trị vào công thức ta nhận được:
Hay
Hàm tính hướng biên độ sẽ là:
Hướng mà trường tổng có giá trị cực đại lớn gấp 2 lần trường bức xạ cảu một chấn
tử được xác định từ điều kiện:
Nghĩa là
Suy ra:
b,trở kháng vào và trở kháng bức xạ cảu hệ hai chấn tử
Giả sử có hai chắn tử dẫn điện lý tưởng đặt trong không gian tự do, được tiếp điện
bởi nguồn sức điện động riêng rẽ. Giả sử quy luật phân bố của dòng điện trên chấn
tử đã biết, và ảnh hưởng của hai chắn tử chỉ dẫn đến thay đỏi trở kháng vào của
chúng mà không tính đến thay đổi phân bố dòng điện. Sức điện động ở đầu vào
mỗi chấn tử khi xét đến ảnh hưởng của trường tạo bởi chắn tử thứ hai được xác
định theo công thức:
𝑒1 = 𝐼𝑎1𝑍11 + 𝐼𝑎2𝑍12
Nếu quan hệ dòng điện đầu vào của hệ hai chắn tử được biểu thị bởi công thức
trở kháng vào của mỗi chấn tử khi kể đến ảnh hưởng tương hỗ của chấn tử kia
được xác định bởi công thức:
Nhận xét: từ công thức ta thầy trở kháng vào của mỗi chấn tử trong hệ hai chắn tử
sẽ bằng trở kháng vào riêng của mỗi chắn tử cộng với trở kháng phản ảnh của chắn
tử kia vào nó. Trường hợp dòng điện của hai chấn tử có biên độ và pha khác nhau
thì trở kháng phản ảnh cũng khác nhau. Trị số của trở kháng phản ảnh phụ thuộc
vào tỷ số dòng điện và các kích thước hình học của hệ thống. Nếu dòng điện của
hai chấn tử có biên độ và pha giống nhau thì trở kháng phản ảnh bằng trở kháng
tương hỗ.
có thể thiết lập sơ đồ tương đương của hệ hai chắn tử như hình sau:
Đề tính trở kháng bức xạ của hệ hai chắn tử, cằn xác định công suất bức xạ của hệ
thống. Nếu biểu thị trở kháng riêng và trở kháng tương hỗ dưới dạng phức, ta có:
Nếu coi hiệu suất bức xạ của các chắn tử là 100% thì công suất của máy phát
cung cấp cho chấn tử 1 và bức xạ bởi chắn tử bằng:
Công suất bức xạ của hệ thống sẽ bằng tổng công suất bức xạ riêng rẽ, nghĩa
là:
Do đó điện trở bức xạ của hệ thống (tính theo dòng điện ở điểm cấp điện của
chắn tử I) là
Nhận xét: Ta thầy điện trở bức xạ của hệ hai chắn tử không phụ thuộc vào điện
kháng riêng và điện kháng tương hỗ của hai chắn tử.
C, Chấn tử chủ động và chấn tử thụ động.
Trong một hệ anten gồm nhiều chắn tử, có thể có chắn tử được nối với
nguồn (máy phát) và những chấn tử không được nối với nguồn. Chắn tử được nối
với nguồn được gọi là chắn tử chủ động, còn chấn tử không được nối với nguồn
được gọi là chắn tử thụ động. Khi ấy, chắn tử thụ động sẽ cảm ứng trường của chắn
tử chủ động, trên nó sẽ phát sinh dòng điện cảm ứng và chắn tử thụ động trở thành
chắn tử bức xạ tương tự như chấn tử chủ động. Đề tính trường bức xạ của chắn tử
thụ động cần biết biên độ và pha của dòng cảm ứng trên nó. Khảo sát trường hợp
hệ gồm một chán tử chủ động và một chắn tử thụ động. Vì dòng điện trên chắn tử
thụ động được tạo thành do cảm ứng trường của chắn tử chủ động nên biên độ và
pha của dòng này phụ thuộc vào khoảng cách giữa hai chắn tử và tổng trở kháng
của chắn tử thụ động. Trở kháng này có thể điều chỉnh được bằng cách mắc ở đầu
vào chắn tử thụ động một điện kháng biến đổi được. Sơ đồ hệ hai chấn tử và sơ đồ
tương đương của chúng được cho ở hình vẽ:
Áp dụng hệ phương trình và lưu ý trong trường hợp này ta có:
Từ phương trình
ta có:
1.6. các phương pháp cấp điện cho chấn tử đối xứng
Chấn tử đối xứng được sử dụng rộng rãi ở dải sóng ngắn và cực ngắn làm
các anten thu phát hoặc làm bộ chiều xạ cho các anten gương. Từ máy phát
hoặc máy thu đến anten thường phải qua đường truyền dẫn fiđơ hay còn gọi
là đường tiếp điện. Trong phần này ta chỉ khảo sát việc tiếp điện cho chắn tử
đơn giản được dùng phố biến nhất là chắn tử nửa sóng (ƒ = 2/4). Để tiếp
điện cho giải sóng cực ngắn có thể dùng dây song hành hoặc cáp đồng trục.
còn ở dải sóng ngắn thường sử dụng đường đây song hành.
A) Cấp điện bằng dây song hành
Ta biết rằng, trở kháng vào của chắn tử nửa sóng có giá trị vào khoảng
73ô𝑚. Nếu chắn tử được tiếp điện bằng đường dây song hành thì trở
kháng sóng của đường dây song hành có giá trị khoảng 300 — 600 ôm,.
Sự không phối hợp trở kháng này dẫn đến hệ số sóng chạy trong đường
truyền dẫn có giá trị thấp, hiệu suất đường truyền dẫn giảm, năng lượng
cao tần đưa ra anten nhỏ. Để khắc phục hiện tượng này cần tạo các đường
dây song hành có trở kháng
Trở kháng sóng của đường dây song hành được xác định theo công thức:
Trong đó
D là khoảng cách giữa hai dây dẫn tính từ tâm
d là đườøn kính của dây dẫn
z, là hệ số điện môi tương đối của môi trường bao quanh dây dẫn
giảm nhỏ trở kháng sóng của đường dây song hành ta phải giảm tỷ số D/d,
nghĩa là tăng đường kính của dây dẫn hoặc giảm nhỏ khoảng cách D giữa
hai dây dẫn hoặc bao bọc đường dây có hệ số điện môi lớn. Trong thực tế
khoảng cách D không thể giảm tùy ý vì khi khoảng cách D quá nhỏ sẽ gây
nên hiện tượng đánh xuyên giữa hai dây. Ở dãi sóng ngắn, có thể tạo đường
dây song hành có trở kháng thấp bằng cách dùng đường đây có nhiều sợ
(tương đương với ng đường kính của dây). Cũng có thể chỗ tạo dây có hệ số
ó điện môi lớn và bên ngoài bọc vỏ kim loại. tuy nhiên nhược điểm của
chúng là điện áp cho phép cực địa không vượt qua quá 1kV. Vì vậy loại dây
này chỉ thích hợp với các kiểu thiết bị phát công suất nhỏ.
+> chấn tử kiểu Y
Một trong những sơ đồ điện cho chắn tử nửa sóng bằng đường dây song
hành có phốihợp trở kháng tốt là kiểu tiếp điện song song còn gọi là sơ đồ
phối hợp kiểu Y.
Tiếp điện kiểu song song và mạch tương đương.
Trong trường hợp này chắn tử được ni ngắn mạch ở giữa, còn đường dây
song hành được mắc vào hai điểm A-A trên chắn tử. Điểm này được chọn
sao cho trở kháng sóng của fidơ và trởkháng vào của chắn tử có sự phối hợp.
Sơ đồ tương đương của chắn tử tiếp điện song song đượcchỉ trong hình.
Chần tử được coi tương đương với hai đoạn dây song hành mắc song song
tại A-A, trong đó đoạn hở mạch dài 𝑙2, còn đoạn ngắn mạch dài 𝑙1 =
𝑙𝑎𝑛𝑑𝑎
4
⁄ − 𝑙2. Trở kháng vào tại A-A bằng
Như vậy, trở kháng vào của chần tử tại điểm tiếp điện A-A được coi gần
đúng là điện trở thuần và trị số của nó phụ thuộc vào vị trí điểm cấp điện.
Đoạn fiđơ hình Y nối chấn tử với fiđơ tiếp điện chính trong trường hợp tổng
quát có thể có trở kháng sóng bằng hoặc khác với trở kháng sóng của fiđơ
chính. Do tính mất đối xứng nên đoạn fiđơ này sẽ không chỉ đơn thuần là
phần tử truyền sóng mà còn bức xạ sóng. Khi ấy bức xạ của anten bao gồm
bức xạ của chấn tử nửa sóng và bức xạ của đoạn fiđơ hình chữ Y có chiều
dài D. Nếu bỏ qua hiệu ứng bức xạ của đoạn fiđơ hình Y, đồng thời coi trở
kháng sóng của đoạn fiđơ chuyển tiếp này bằng trở kháng sóng của đoạn
ññđơ chính thì việc phối hợp trở kháng giữa chấn tử và đoạn fido là hoàn
hảo khi chọn điểm cấp điện thỏa mãn công thức trên. Nếu trở kháng sóng
của đoạn fiđơ hình Y khác trở kháng sóng của đoạn fido chính cần xác định
chiều dài đoạn 𝑙1 và D thích hợp để có trở kháng vào RAA thích ứng dần với
trở kháng sóng của đoạn fiđơ chính. Ở băng sóng ngắn và cực ngắn,
nếu dùng fiđơ loại 600 ôm để tiếp điện cho chắn tử nửa sóng thì chiều dài
đoạn 𝑙1 và D có thể xác định gần đúng bằng.
Nếu trở kháng sóng của fiđơ nhỏ hơn 600 Ø thì cần giảm chiều dài𝑙1
Sơ đồ phối hợp kiểu Y cho phép phối hợp tốt khi công tác ở một tần số cổ
định, không cần mắc thêm phần tử điều chỉnh phụ. Một ưu điểm nữa của
phương pháp này là có thể nói trực tiếp điểm tiếp điện với cột hoặc giá đỡ
kim loại mà không cần cách điện vì điểm tiếp điện là điểm nút điện áp.
+>Chấn tử kiểu T
Một dạng khác của sơ đồ tiếp điện song song là sơ đồ phối hợp kiểu T
Tiếp điện kiểu song song kiểu T và mạch tương đương.
Sơ đồ mạch tương đương của chắn tử kiểu T tương tự như chấn tử kiểu Y.
Tuy nhiên, trong trường hợp này đoạn fiđơ chuyển tiếp OA đã biển dạng
thành đoạn dây song hành với chấn tử nên cần phải tính đến sự khác biệt về
trở kháng sóng so với đoạn fiđơ chính và cũng không thể ứng bức xạ. Theo
lý thuyết về trở kháng vào đã trình bày ở phần trên thì trở kháng vào của
chấn tử sẽ có giá trị cực đại khi điểm AA dịch chuyển ra phía đầu mút của
chấn tử
Nếu dùng fiđơ loại 600 Ø để tiếp điện cho chắn tử nữa sóng thì các kích
thước của sơ đồ phối hợp kiểu T có thể xác định gần đúng bằng
Sơ đồ phối hợp kiểu T là một hình thức biến dạng trung gian. Nó có thể biển
đổi tạo thành sơ đồ chấn tử kiểu khác như chắn tử vòng đẹt hoặc chần tử
omega.
+>Chắn tử vòng đẹt
Chấn tử vòng đẹt còn được gọi là chắn tử kép gồm hai chắn tử nửa sóng có
đầu cuối được nối với nhau. Một trong hai chắn tử được tiếp điện ở giữa còn chắn
tử kia được ngắn mạch ở giữa. Sơ đồ tương đương của chấn tử vòng dẹt là một
đoạn dây song hành có chiều dài 𝑙 = 𝑙𝑎𝑛𝑑𝑎
2
⁄ được ngắn mạch ở đầu cuối và trên
đường dây có sóng đứng.
Từ sơ dồ tương đương ta nhận thầy, hai với nhau được kích thích bởi các
dòng điện đồng pha, bụng dòng điện nằm tại điểm giữa của chắn tử, còn nút dòng
điện tại hai đầu cuối AA. Trường bức xạ tổng tạo bởi hai chấn tử nhánh sẽ tương
ứng nhau và bằng trường bức xạ tạo bởi một chấn tử nhưng có dòng điện lớn gấp
đôi. Vì vậy, khi tính trường bức xạ ở khu xa có thể thay thế chấn tử vòng dẹt bởi
một chắn tử nửa sóng đồi xứng nhưng có dòng điện trong đó bằng tổng dòng điện
trong hai chắn tử nhánh tại mỗi vị trí tương ứng. Như vậy, tính hướng của chấn tử
vòng cũng giống với tính hướng của chắn tử nửa sóng. Nó chỉ khác về trở kháng
bức xạ và điện trở bức xạ do có dòng lớn gấp đôi.
Nếu gọi R„ là điện trở bức xạ của chấn tử vòng đẹt (tính ở điểm bụng OO
của dòng điện hay tại điểm tiếp điện) thì công suất bức xạ của chắn tử vòng dẹt :
B, cấp điện bằng cáp đồng trục
Khi cấp điện cho chắn tử đối xứng bằng đường dây song hành ta thầy rằng
việc cấp điện khá đơn giản và không cần thiết bị chuyển đổi. Tuy nhiên, với cách
làm này, khi tằn số tăng cao thì hiệu ứng bức xạ tăng dẫn đền tổn hao năng lượng
và méo dạng đồ thị phương hướng của chấn tử. Vì vậy ở dải sóng cực ngắn thường
sử dụng cáp đồng trục đề tiếp điện.
Cấp điện trực tiếp cấp điện có bộ phối hợp
Nếu sử dụng chắn tử nửa sóng thì điểm O của chấn tử sẽ là điểm bụng
dòng điện và nút điện áp, do đó có thể coi là điểm góc điện thế. Vì vậy, có thể nói
điểm O với dây dẫn ngoài của cáp tiếp điện mà không làm mắt tính đối xứng của
chấn tử. Dây dẫn trong của cáp được nối với chấn tử ở điểm có trở kháng phù hợp
với trở kháng sóng của cáp. Trong thực tế, để thuận tiện trong việc điều chỉnh phối
hợp trở kháng giữa fiđơ và chắn tử, có thể mắc thêm tụ chuẩn.
Sơ đồ cấp điện này thực hiện khá đơn giản nhưng có nhược điểm chủ yếu là không
đảm bảo được cấp điện đối xứng một cách hoàn toàn.
C, thiết bị biến đổi đối xứng dừng đoạn cáp chữ U
Trong trường hợp này hai nhánh cảu chấn tử không nối trực tiếp với dây dẫn trong
và dây dẫn người cảu cáp cấp điện mà được chuyển đổi qua một đoạn cáp
Để triệt tiêu dòng điện chảy ra mặt ngoài của dây dẫn ngoài, tại các đầu cuối của
vòng chữ U, dây dẫn ngoài được nối ngắn mạch và tiếp đất. Thường đoạn cáp chữ
U có trở kháng sóng bằng trở kháng sóng của fiđơ cấp điện, còn đoạn 𝑙1, chọn sao
cho thỏa mãn điều kiện phối hợp trở kháng tại điểm c, bảo đảm chế độ sóng chạy
cần thiết trong fidơ cấp điện.
Nếu coi gần đúng trở kháng vào của chấn tử nửa sóng bằng bằng 70 ôm thì 𝑅1 =
𝑅2 = 35 ô𝑚. Giả sử đoạn cáp U đồng thời nếu 𝑙1 = 𝑙𝑎𝑛𝑑𝑎
4
⁄ thì trở kháng phản
ảnh từ a về c cũng như từ b về c sẽ bằng:
Trở kháng phản ảnh R1, R2 được coi như mắc song song tại c nên trở kháng vào
tại đây sẽ là:
Nếu fiđơ cấp điện có trở kháng sóng bằng 70 O thì việc phối hợp trở kháng được
coi là hoàn toàn, với hệ số sóng chạy trong fiđơ gần bằng 1.
Trường hợp cấp điện cho chấn tử vòng dẹt, để thực hiện phối hợp trở kháng
cần chọn l1= 0, lúc đó sơ đồ cấp điện được minh họa như trên hình.

More Related Content

Similar to ANTEN CHẤN TỬ ĐỐI XỨNG.docx

TU TRUONG - dien tu truong -sv (3).pptx
TU TRUONG - dien tu truong -sv (3).pptxTU TRUONG - dien tu truong -sv (3).pptx
TU TRUONG - dien tu truong -sv (3).pptx
NGUYNHTHNHT
 
Thi-th u-d-ai-hoc-ln-cuoi-thpt-trn-hung-dao.thuvienvatly.com.05d3f.40253
 Thi-th u-d-ai-hoc-ln-cuoi-thpt-trn-hung-dao.thuvienvatly.com.05d3f.40253 Thi-th u-d-ai-hoc-ln-cuoi-thpt-trn-hung-dao.thuvienvatly.com.05d3f.40253
Thi-th u-d-ai-hoc-ln-cuoi-thpt-trn-hung-dao.thuvienvatly.com.05d3f.40253
Bác Sĩ Meomeo
 
đề Thi thử vật lí lần 3 2011 thpt chuyên thái bình
đề Thi thử vật lí lần 3   2011 thpt chuyên thái bìnhđề Thi thử vật lí lần 3   2011 thpt chuyên thái bình
đề Thi thử vật lí lần 3 2011 thpt chuyên thái bình
Phan Tom
 
76209115 baigiang-truyensong
76209115 baigiang-truyensong76209115 baigiang-truyensong
76209115 baigiang-truyensong
pnahuy
 

Similar to ANTEN CHẤN TỬ ĐỐI XỨNG.docx (20)

Đề thi đại học 2008 môn Vật Lý
Đề thi đại học 2008 môn Vật LýĐề thi đại học 2008 môn Vật Lý
Đề thi đại học 2008 môn Vật Lý
 
TU TRUONG - dien tu truong -sv (3).pptx
TU TRUONG - dien tu truong -sv (3).pptxTU TRUONG - dien tu truong -sv (3).pptx
TU TRUONG - dien tu truong -sv (3).pptx
 
Bg ky thuat dien tu dhnt
Bg ky thuat dien tu dhntBg ky thuat dien tu dhnt
Bg ky thuat dien tu dhnt
 
Đáp Án Siêu Chi Tiết Môn Vật Lí THPT Quốc Gia 2016 - Megabook.vn
Đáp Án Siêu Chi Tiết Môn Vật Lí THPT Quốc Gia 2016 - Megabook.vnĐáp Án Siêu Chi Tiết Môn Vật Lí THPT Quốc Gia 2016 - Megabook.vn
Đáp Án Siêu Chi Tiết Môn Vật Lí THPT Quốc Gia 2016 - Megabook.vn
 
Tai lieu luyen thi dai hoc de thi dh mon ly khoi a - nam 2009
Tai lieu luyen thi dai hoc   de thi dh mon ly khoi a - nam 2009Tai lieu luyen thi dai hoc   de thi dh mon ly khoi a - nam 2009
Tai lieu luyen thi dai hoc de thi dh mon ly khoi a - nam 2009
 
Thi-th u-d-ai-hoc-ln-cuoi-thpt-trn-hung-dao.thuvienvatly.com.05d3f.40253
 Thi-th u-d-ai-hoc-ln-cuoi-thpt-trn-hung-dao.thuvienvatly.com.05d3f.40253 Thi-th u-d-ai-hoc-ln-cuoi-thpt-trn-hung-dao.thuvienvatly.com.05d3f.40253
Thi-th u-d-ai-hoc-ln-cuoi-thpt-trn-hung-dao.thuvienvatly.com.05d3f.40253
 
Vat Li de cvfhg dghhb sffhghj sfwrgth dfhdn so 03.pdf
Vat Li de cvfhg dghhb sffhghj sfwrgth dfhdn so 03.pdfVat Li de cvfhg dghhb sffhghj sfwrgth dfhdn so 03.pdf
Vat Li de cvfhg dghhb sffhghj sfwrgth dfhdn so 03.pdf
 
Tai lieu luyen thi mon ly de thi dh mon ly khoi a - nam 2008
Tai lieu luyen thi mon ly   de thi dh mon ly khoi a - nam 2008Tai lieu luyen thi mon ly   de thi dh mon ly khoi a - nam 2008
Tai lieu luyen thi mon ly de thi dh mon ly khoi a - nam 2008
 
Lt chuong 1 11cb
Lt chuong 1   11cbLt chuong 1   11cb
Lt chuong 1 11cb
 
đề Thi thử vật lí lần 3 2011 thpt chuyên thái bình
đề Thi thử vật lí lần 3   2011 thpt chuyên thái bìnhđề Thi thử vật lí lần 3   2011 thpt chuyên thái bình
đề Thi thử vật lí lần 3 2011 thpt chuyên thái bình
 
Chương 1.pdf
Chương 1.pdfChương 1.pdf
Chương 1.pdf
 
Bao cao. Cam bien vi tri va cam bien dich chuyen
Bao cao. Cam bien vi tri va cam bien dich chuyenBao cao. Cam bien vi tri va cam bien dich chuyen
Bao cao. Cam bien vi tri va cam bien dich chuyen
 
Chuong 1 2
Chuong 1 2Chuong 1 2
Chuong 1 2
 
Chuong 1 2 DTCB
Chuong 1 2 DTCBChuong 1 2 DTCB
Chuong 1 2 DTCB
 
Chuong I & II
Chuong I & IIChuong I & II
Chuong I & II
 
TONG HOP LI THUYET VA BAI TAP VAT LY 11 HOC KY 1
TONG HOP LI THUYET VA BAI TAP VAT LY 11 HOC KY 1TONG HOP LI THUYET VA BAI TAP VAT LY 11 HOC KY 1
TONG HOP LI THUYET VA BAI TAP VAT LY 11 HOC KY 1
 
Giới thiệu quang phi tuyến
Giới thiệu quang phi tuyếnGiới thiệu quang phi tuyến
Giới thiệu quang phi tuyến
 
Chuong 29.pdf
Chuong 29.pdfChuong 29.pdf
Chuong 29.pdf
 
Camungdientu lt
Camungdientu ltCamungdientu lt
Camungdientu lt
 
76209115 baigiang-truyensong
76209115 baigiang-truyensong76209115 baigiang-truyensong
76209115 baigiang-truyensong
 

Recently uploaded

GIAO TRINH TRIET HOC MAC - LENIN (Quoc gia).pdf
GIAO TRINH TRIET HOC MAC - LENIN (Quoc gia).pdfGIAO TRINH TRIET HOC MAC - LENIN (Quoc gia).pdf
GIAO TRINH TRIET HOC MAC - LENIN (Quoc gia).pdf
LngHu10
 
kjsbgkjbskfkgabksfbgbsfjkvbksfbkbfskbskbkjsb
kjsbgkjbskfkgabksfbgbsfjkvbksfbkbfskbskbkjsbkjsbgkjbskfkgabksfbgbsfjkvbksfbkbfskbskbkjsb
kjsbgkjbskfkgabksfbgbsfjkvbksfbkbfskbskbkjsb
hoangphuc12ta6
 

Recently uploaded (15)

onluyen.vn_Ebook 120 đề thi tuyển sinh tiếng anh 10 theo cấu trúc sở hà nội.doc
onluyen.vn_Ebook 120 đề thi tuyển sinh tiếng anh 10 theo cấu trúc sở hà nội.doconluyen.vn_Ebook 120 đề thi tuyển sinh tiếng anh 10 theo cấu trúc sở hà nội.doc
onluyen.vn_Ebook 120 đề thi tuyển sinh tiếng anh 10 theo cấu trúc sở hà nội.doc
 
BAI TAP ON HE LOP 2 LEN 3 MON TIENG VIET.pdf
BAI TAP ON HE LOP 2 LEN 3 MON TIENG VIET.pdfBAI TAP ON HE LOP 2 LEN 3 MON TIENG VIET.pdf
BAI TAP ON HE LOP 2 LEN 3 MON TIENG VIET.pdf
 
98 BÀI LUYỆN NGHE TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 TIẾNG ANH DẠNG TRẮC NGHIỆM 4 CÂU TRẢ ...
98 BÀI LUYỆN NGHE TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 TIẾNG ANH DẠNG TRẮC NGHIỆM 4 CÂU TRẢ ...98 BÀI LUYỆN NGHE TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 TIẾNG ANH DẠNG TRẮC NGHIỆM 4 CÂU TRẢ ...
98 BÀI LUYỆN NGHE TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 TIẾNG ANH DẠNG TRẮC NGHIỆM 4 CÂU TRẢ ...
 
GIAO TRINH TRIET HOC MAC - LENIN (Quoc gia).pdf
GIAO TRINH TRIET HOC MAC - LENIN (Quoc gia).pdfGIAO TRINH TRIET HOC MAC - LENIN (Quoc gia).pdf
GIAO TRINH TRIET HOC MAC - LENIN (Quoc gia).pdf
 
kjsbgkjbskfkgabksfbgbsfjkvbksfbkbfskbskbkjsb
kjsbgkjbskfkgabksfbgbsfjkvbksfbkbfskbskbkjsbkjsbgkjbskfkgabksfbgbsfjkvbksfbkbfskbskbkjsb
kjsbgkjbskfkgabksfbgbsfjkvbksfbkbfskbskbkjsb
 
Bài thuyết trình môn học Hệ Điều Hành.pptx
Bài thuyết trình môn học Hệ Điều Hành.pptxBài thuyết trình môn học Hệ Điều Hành.pptx
Bài thuyết trình môn học Hệ Điều Hành.pptx
 
BÀI TẬP DẠY THÊM TOÁN LỚP 12 SÁCH MỚI THEO FORM THI MỚI BGD 2025 - CÁNH DIỀU ...
BÀI TẬP DẠY THÊM TOÁN LỚP 12 SÁCH MỚI THEO FORM THI MỚI BGD 2025 - CÁNH DIỀU ...BÀI TẬP DẠY THÊM TOÁN LỚP 12 SÁCH MỚI THEO FORM THI MỚI BGD 2025 - CÁNH DIỀU ...
BÀI TẬP DẠY THÊM TOÁN LỚP 12 SÁCH MỚI THEO FORM THI MỚI BGD 2025 - CÁNH DIỀU ...
 
DS thi KTHP HK2 (dot 3) nam hoc 2023-2024.pdf
DS thi KTHP HK2 (dot 3) nam hoc 2023-2024.pdfDS thi KTHP HK2 (dot 3) nam hoc 2023-2024.pdf
DS thi KTHP HK2 (dot 3) nam hoc 2023-2024.pdf
 
CÁC BIỆN PHÁP KỸ THUẬT AN TOÀN KHI XÃY RA HỎA HOẠN TRONG.pptx
CÁC BIỆN PHÁP KỸ THUẬT AN TOÀN KHI XÃY RA HỎA HOẠN TRONG.pptxCÁC BIỆN PHÁP KỸ THUẬT AN TOÀN KHI XÃY RA HỎA HOẠN TRONG.pptx
CÁC BIỆN PHÁP KỸ THUẬT AN TOÀN KHI XÃY RA HỎA HOẠN TRONG.pptx
 
GIÁO TRÌNH 2-TÀI LIỆU SỬA CHỮA BOARD MONO TỦ LẠNH MÁY GIẶT ĐIỀU HÒA.pdf
GIÁO TRÌNH 2-TÀI LIỆU SỬA CHỮA BOARD MONO TỦ LẠNH MÁY GIẶT ĐIỀU HÒA.pdfGIÁO TRÌNH 2-TÀI LIỆU SỬA CHỮA BOARD MONO TỦ LẠNH MÁY GIẶT ĐIỀU HÒA.pdf
GIÁO TRÌNH 2-TÀI LIỆU SỬA CHỮA BOARD MONO TỦ LẠNH MÁY GIẶT ĐIỀU HÒA.pdf
 
Nghiên cứu cơ chế và động học phản ứng giữa hợp chất Aniline (C6H5NH2) với gố...
Nghiên cứu cơ chế và động học phản ứng giữa hợp chất Aniline (C6H5NH2) với gố...Nghiên cứu cơ chế và động học phản ứng giữa hợp chất Aniline (C6H5NH2) với gố...
Nghiên cứu cơ chế và động học phản ứng giữa hợp chất Aniline (C6H5NH2) với gố...
 
Khoá luận tốt nghiệp ngành Truyền thông đa phương tiện Xây dựng kế hoạch truy...
Khoá luận tốt nghiệp ngành Truyền thông đa phương tiện Xây dựng kế hoạch truy...Khoá luận tốt nghiệp ngành Truyền thông đa phương tiện Xây dựng kế hoạch truy...
Khoá luận tốt nghiệp ngành Truyền thông đa phương tiện Xây dựng kế hoạch truy...
 
Thực hành lễ tân ngoại giao - công tác NG
Thực hành lễ tân ngoại giao - công tác NGThực hành lễ tân ngoại giao - công tác NG
Thực hành lễ tân ngoại giao - công tác NG
 
CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI KHOA HỌC TỰ NHIÊN 9 CHƯƠNG TRÌNH MỚI - PHẦN...
CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI KHOA HỌC TỰ NHIÊN 9 CHƯƠNG TRÌNH MỚI - PHẦN...CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI KHOA HỌC TỰ NHIÊN 9 CHƯƠNG TRÌNH MỚI - PHẦN...
CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI KHOA HỌC TỰ NHIÊN 9 CHƯƠNG TRÌNH MỚI - PHẦN...
 
slide tuần kinh tế công nghệ phần mềm hust
slide tuần kinh tế công nghệ phần mềm hustslide tuần kinh tế công nghệ phần mềm hust
slide tuần kinh tế công nghệ phần mềm hust
 

ANTEN CHẤN TỬ ĐỐI XỨNG.docx

  • 1. ANTEN CHẤN TỬ ĐỐI XỨNG 1.1. Phân bố dòng điện trên chấn tử đối xứng Chấn tử đối xứng là loại anten đơn giản nhất và là một trong những nguồn bức xạ được sử dụng khá phổ biến. Chấn tử đối xứng có thể sử dụng như một anten độc lập hoặc có thể được sử dụng để cấu tạo các anten phức tạp khác. Một đường dây song hành hở mạch đầu cuối, nếu mở rộng hai nhánh cảu đường dây ra 180 độ ta sẽ đượcchấn tử đối xứng. HÌNH 1.1 SỰ TƯƠNG QUAN GIỮA CHẤN TỬ ĐỐI XỨNG VÀ ĐƯỜNG DÂY SONG HÀNH Giả sử khi biến dạng đường dây song hành thành chấn tử đối xứng thì quy luật phân bố dòng điện trên hai nhánh vẫn không thay đổi, nghĩa là vẫn có dạng sóng đứng: Ta có phương trình bảo toàn điện tích có dạng: Giải phương trình trên thay bởi Iz ta được điện tích phân bố trên một đơn vị chấn tử là:
  • 2. Phân bố dòng điện và điện tích trên chấn tử đối xứng được chỉ trong hình vẽ: 1.2. Trường bức xạ của chấn tử đối xứng trong không gian tự do Tính cường độ điện trường
  • 3. Điện trường tại M do dz trên hai nhánh chấn tử gây ra được xác định theo công thức: Điện trường do hai đoạn dz vô cùng bé trên hai nhánh của chấn tử đối xứng gây ra tại M sẽ là: Điện trường do toàn bộ chấn tử gây ra tại M sẽ tìm được bằng cách lấy tích phân điện trường do dz ở trên hai nhánh chấn tử gây ra tại M, trong toàn bộ chiều dài của một nhánh: 1.3. Các tham số của chấn tử đối xứng
  • 4. a, hàm tính hướng và dồ thị phương hướng hàm tính hướng biên độ của chấn tử đối xứng trong mặt phẳng E là: Nếu mặt phẳng khảo sát đi qua tâm chấn tử thì trong mặt phẳng H ta có : Xét hàm tính hướng và đồ thị phương hướngcủa chắn tử đối xứng có chiều dài tương đối khác nhau: Ta có: -chấn tử nửa sóng: -chấn tử nửa sóng
  • 5. Khi đó hàm tính hướng biên độ chuẩn hóa là: b, công suất bức xạ, điện trở bức xạ và hệ số tính hướng Xác định công thức bức xạ cảu chấn tử đối xứng Điện trở bức xạ cảu chấn tử đối xứng tính theo dòng điện ở điểm bụng được xác định theo công thức:
  • 6. c, trở kháng sóng cảu chấn tử đối xứng theo lý thuyết đường dây, trở kháng sóng cảu đường dây song hành không tổn hao được xác định theo công thức: Mặt khác ta có: Công thức tính trở kháng sóng của sóng của chấn tử đối xứng khi chiều dài chấn tử nhỏ hơn bước sóng công tác sẽ là Khi tăng chiều dài chấn tử thì sai số tính công thức trên sẽ tăng, trở kháng sẽ được tính theo công thức kesenich:
  • 7. d, trở kháng vào của chấn tử đối xứng trở kháng vào của chấn tử đối xứng bao gồm cả phần thực và phần kháng: công thức biểu thị công suất bức xạ theo dòng điện ở đầu vào I: Điện trở bức xạ tính theo dòng điện đầu vào: Phần kháng cảu trở kháng vào của chấn tử đối xứng chính là trở kháng cảu đường dây song hành hở mạch đầu cuối và được tính theo công thức: Công thức tính trở kháng vào cảu chấn tử đối xứng
  • 8. Sự phụ thuộc cảu z vào bước sóng Chiều dài thực và chiều dài hiệu dụng cảu chấn tử đối xứng 1.4. ảnh hưởng cảu mặt đất dến đặc tính bức xạ của anten Trong các phần trước chúng ta mới chỉ khảo sát trường hợp chắn tử đối xứng đặt trong không gian tự do. Thực tế, các chắn tử thường được đặt gần mặt đất hoặc các mặt kim loại, gây ảnh hưởng đến quá trình bức xạ của chắn tử. Dưới tác dụng của trường bức xạ bởi anten, trong mặt đất hoặc các vật kim loại đặt gần anten sẽ phát sinh các dòng điện dẫn và các dòng điện dịch(dòng thứ cấp). Các dòng thứ cấp sẽ tạo ra trường bức xạ do đó trường
  • 9. tổng trong không gian sẽ làgiao thoa của trường bức xạ trực tiếp bởi anten (bức xạ sơ cấp) và trường bức xạ của các dòng thứ cấp (trường bức xạ thứ cấp). Để xét đến ảnh hưởng này trước hết ta đề cập lại phương pháp ảnh gương. a, Phương pháp ảnh gương Nội dung của phương pháp ảnh gương: Khi tính trường bức xạ tạo bởi chắn tử đặt trên mặt đất dẫn điện lý tưởng, tác dụng bức xạ của các dòng thứ cấp có thể được thay thể bởi tác dụng bức xạ của một chắn tử ảo, là ảnh của chắn tử thật qua mặt phân giới giữa hai môi trường, gọi là chấn tử ảnh. Chấn tử thật và chấn tử hình Dòng điện của chắn tử ảnh phải có biên độ và pha sao cho trường tổng tạo bởi hai chắn tử thật và ảnh cũng giống như trường tổng tạo bởi chắn tử thật và dòng thứ trường tổng phải thỏa mãn điều kiện bờ trên bề mặt phân giới giữa hai môi trường. Như vậy dòng điện trên chắn tử ảnh phải có biên độ bằng biên độ dòng điện trên chắn tử thật, còn pha của nó so với pha của dòng điện trên chắn tử thật tùy thuộc vào phương đặt của chất Khi chắn tử điện đặt song song với mặt đắt thì dòng điện trong chắn tử ảnh sẽ ngược pha với dòng điện của chấn tử thật, còn khi chắn tử điện đặt vuông góc với mặt đắt thì dòng điện trên hai chắn tử đồng pha. Nếu chắn tử thật là chắn tử từ thì sẽ có kết quả ngược lại.
  • 10. Nguyên lí ảnh gương b, bức xạ cảu chấn tử đối xứng đặt trên mặt đất Trong phần này sẽ đến trường hợp chần tử đặt thăng đứng và song song trên mặt đất, có tâm pha cách mặt đắt một khoảng là h Ta khảo sát trường bức xạ của chấn tử trong mặt phẳng vuông góc với mặt đất. Trường hợp chấn tử đặt thẳng đứng thì mặt phẳng khảo sát đồng thời là mặt phẳng chứa chấn tử, điện trường phân cực thẳng đứng trong mặt phẳng ấy. Trường hợp chấn tử đặt nằm ngang thì mặt phẳng khảo sát là mặt phẳng vuông góc với trục và đi qua tâm chắn tử, điện trường phân cực ngang và vuông góc với mặt phẳng khảo sát.
  • 11. Biểu thức tính cường độ trường tạo bởi chấn tử ảnh cũng tại điểm ấy có thể viết dưới dạng: Chấn tử đặt thẳng đứng : Trường tổng tạo bởi chấn tử thật và chấn tử ảnh tại điểm khảo sát sẽ bằng: Lấy modun biểu thức ta được: Đồ thị phương hướng
  • 12. 1.5. hệ hai chấn tử đặt gần nhau a, bức xạ cảu hệ hai chấn tử đặt gần nhau: Để có được tính phương hướng khác nhau ta sử dụng các chân tử đặt cách nhau một khoảng d nào đó và cắp điện cho chúng với pha khác nhau. Xét trường hợp đơn giản hệ gồm có hai chắn tử đặt song song và cách nhau một khoảng d. Quan hệ của dòng điện trong chắn tử 2 so với dòng điện trong chắn tử I được biểu thị bằng biểu thức sau : Như vậy trường bức xạ tại miền xa sẽ là tổng cảu trường bức xạ cảu hai chấn tử 1 và 2 bằng: 𝐸 = − 𝑖𝑘 4𝜋 𝑒−𝑖𝑘𝑟 𝑟 𝑓1(𝜃)(1 + 𝑎2𝑒𝑖𝑤2𝑒𝑖𝑘𝑑𝑐𝑜𝑠𝜃 𝑓1(𝜃) là hàm tính hướng của chắn tử trong mặt phẳng khảo sát Nếu mặt phẳng khảo sát là mặt phẳng E như chỉ ra trên hình thì ta có: Nếu mặt phẳng khảo sát là mặt phẳng H như chỉ ra trên hình thì ta có:
  • 13. Hàm tính hướng tổ hợp của hệ thống được xác định bằng : + Trường hợp hai chắn tử được kích thích bởi các dòng điện đồng biên, đồng pha : Ta có: Hay: Do đó ta có: Tâm pha cảu hệ hai chấn tử có giá trị bằng: Hàm tính hướng biên độ cảu hệ 2 chấn tử đồng pha có dangj:
  • 14. Đồ thị phương hướng cảu hai chấn tử đặt song song với nhau +) trường hợp hai chấn tử được kích thích bởi các dòng điện có biên độ bằng nhau nhưng ngược pha: Thay các giá trị vào công thức ta nhận được: Hay Hàm tính hướng biên độ sẽ là:
  • 15. Hướng mà trường tổng có giá trị cực đại lớn gấp 2 lần trường bức xạ cảu một chấn tử được xác định từ điều kiện: Nghĩa là Suy ra: b,trở kháng vào và trở kháng bức xạ cảu hệ hai chấn tử Giả sử có hai chắn tử dẫn điện lý tưởng đặt trong không gian tự do, được tiếp điện bởi nguồn sức điện động riêng rẽ. Giả sử quy luật phân bố của dòng điện trên chấn tử đã biết, và ảnh hưởng của hai chắn tử chỉ dẫn đến thay đỏi trở kháng vào của chúng mà không tính đến thay đổi phân bố dòng điện. Sức điện động ở đầu vào mỗi chấn tử khi xét đến ảnh hưởng của trường tạo bởi chắn tử thứ hai được xác định theo công thức: 𝑒1 = 𝐼𝑎1𝑍11 + 𝐼𝑎2𝑍12 Nếu quan hệ dòng điện đầu vào của hệ hai chắn tử được biểu thị bởi công thức
  • 16. trở kháng vào của mỗi chấn tử khi kể đến ảnh hưởng tương hỗ của chấn tử kia được xác định bởi công thức: Nhận xét: từ công thức ta thầy trở kháng vào của mỗi chấn tử trong hệ hai chắn tử sẽ bằng trở kháng vào riêng của mỗi chắn tử cộng với trở kháng phản ảnh của chắn tử kia vào nó. Trường hợp dòng điện của hai chấn tử có biên độ và pha khác nhau thì trở kháng phản ảnh cũng khác nhau. Trị số của trở kháng phản ảnh phụ thuộc vào tỷ số dòng điện và các kích thước hình học của hệ thống. Nếu dòng điện của hai chấn tử có biên độ và pha giống nhau thì trở kháng phản ảnh bằng trở kháng tương hỗ. có thể thiết lập sơ đồ tương đương của hệ hai chắn tử như hình sau: Đề tính trở kháng bức xạ của hệ hai chắn tử, cằn xác định công suất bức xạ của hệ thống. Nếu biểu thị trở kháng riêng và trở kháng tương hỗ dưới dạng phức, ta có:
  • 17. Nếu coi hiệu suất bức xạ của các chắn tử là 100% thì công suất của máy phát cung cấp cho chấn tử 1 và bức xạ bởi chắn tử bằng: Công suất bức xạ của hệ thống sẽ bằng tổng công suất bức xạ riêng rẽ, nghĩa là: Do đó điện trở bức xạ của hệ thống (tính theo dòng điện ở điểm cấp điện của chắn tử I) là Nhận xét: Ta thầy điện trở bức xạ của hệ hai chắn tử không phụ thuộc vào điện kháng riêng và điện kháng tương hỗ của hai chắn tử. C, Chấn tử chủ động và chấn tử thụ động. Trong một hệ anten gồm nhiều chắn tử, có thể có chắn tử được nối với nguồn (máy phát) và những chấn tử không được nối với nguồn. Chắn tử được nối với nguồn được gọi là chắn tử chủ động, còn chấn tử không được nối với nguồn được gọi là chắn tử thụ động. Khi ấy, chắn tử thụ động sẽ cảm ứng trường của chắn tử chủ động, trên nó sẽ phát sinh dòng điện cảm ứng và chắn tử thụ động trở thành chắn tử bức xạ tương tự như chấn tử chủ động. Đề tính trường bức xạ của chắn tử
  • 18. thụ động cần biết biên độ và pha của dòng cảm ứng trên nó. Khảo sát trường hợp hệ gồm một chán tử chủ động và một chắn tử thụ động. Vì dòng điện trên chắn tử thụ động được tạo thành do cảm ứng trường của chắn tử chủ động nên biên độ và pha của dòng này phụ thuộc vào khoảng cách giữa hai chắn tử và tổng trở kháng của chắn tử thụ động. Trở kháng này có thể điều chỉnh được bằng cách mắc ở đầu vào chắn tử thụ động một điện kháng biến đổi được. Sơ đồ hệ hai chấn tử và sơ đồ tương đương của chúng được cho ở hình vẽ: Áp dụng hệ phương trình và lưu ý trong trường hợp này ta có: Từ phương trình ta có: 1.6. các phương pháp cấp điện cho chấn tử đối xứng Chấn tử đối xứng được sử dụng rộng rãi ở dải sóng ngắn và cực ngắn làm các anten thu phát hoặc làm bộ chiều xạ cho các anten gương. Từ máy phát hoặc máy thu đến anten thường phải qua đường truyền dẫn fiđơ hay còn gọi là đường tiếp điện. Trong phần này ta chỉ khảo sát việc tiếp điện cho chắn tử đơn giản được dùng phố biến nhất là chắn tử nửa sóng (ƒ = 2/4). Để tiếp điện cho giải sóng cực ngắn có thể dùng dây song hành hoặc cáp đồng trục. còn ở dải sóng ngắn thường sử dụng đường đây song hành. A) Cấp điện bằng dây song hành
  • 19. Ta biết rằng, trở kháng vào của chắn tử nửa sóng có giá trị vào khoảng 73ô𝑚. Nếu chắn tử được tiếp điện bằng đường dây song hành thì trở kháng sóng của đường dây song hành có giá trị khoảng 300 — 600 ôm,. Sự không phối hợp trở kháng này dẫn đến hệ số sóng chạy trong đường truyền dẫn có giá trị thấp, hiệu suất đường truyền dẫn giảm, năng lượng cao tần đưa ra anten nhỏ. Để khắc phục hiện tượng này cần tạo các đường dây song hành có trở kháng Trở kháng sóng của đường dây song hành được xác định theo công thức: Trong đó D là khoảng cách giữa hai dây dẫn tính từ tâm d là đườøn kính của dây dẫn z, là hệ số điện môi tương đối của môi trường bao quanh dây dẫn giảm nhỏ trở kháng sóng của đường dây song hành ta phải giảm tỷ số D/d, nghĩa là tăng đường kính của dây dẫn hoặc giảm nhỏ khoảng cách D giữa hai dây dẫn hoặc bao bọc đường dây có hệ số điện môi lớn. Trong thực tế khoảng cách D không thể giảm tùy ý vì khi khoảng cách D quá nhỏ sẽ gây nên hiện tượng đánh xuyên giữa hai dây. Ở dãi sóng ngắn, có thể tạo đường dây song hành có trở kháng thấp bằng cách dùng đường đây có nhiều sợ (tương đương với ng đường kính của dây). Cũng có thể chỗ tạo dây có hệ số ó điện môi lớn và bên ngoài bọc vỏ kim loại. tuy nhiên nhược điểm của chúng là điện áp cho phép cực địa không vượt qua quá 1kV. Vì vậy loại dây này chỉ thích hợp với các kiểu thiết bị phát công suất nhỏ. +> chấn tử kiểu Y Một trong những sơ đồ điện cho chắn tử nửa sóng bằng đường dây song hành có phốihợp trở kháng tốt là kiểu tiếp điện song song còn gọi là sơ đồ phối hợp kiểu Y.
  • 20. Tiếp điện kiểu song song và mạch tương đương. Trong trường hợp này chắn tử được ni ngắn mạch ở giữa, còn đường dây song hành được mắc vào hai điểm A-A trên chắn tử. Điểm này được chọn sao cho trở kháng sóng của fidơ và trởkháng vào của chắn tử có sự phối hợp. Sơ đồ tương đương của chắn tử tiếp điện song song đượcchỉ trong hình. Chần tử được coi tương đương với hai đoạn dây song hành mắc song song tại A-A, trong đó đoạn hở mạch dài 𝑙2, còn đoạn ngắn mạch dài 𝑙1 = 𝑙𝑎𝑛𝑑𝑎 4 ⁄ − 𝑙2. Trở kháng vào tại A-A bằng Như vậy, trở kháng vào của chần tử tại điểm tiếp điện A-A được coi gần đúng là điện trở thuần và trị số của nó phụ thuộc vào vị trí điểm cấp điện. Đoạn fiđơ hình Y nối chấn tử với fiđơ tiếp điện chính trong trường hợp tổng quát có thể có trở kháng sóng bằng hoặc khác với trở kháng sóng của fiđơ chính. Do tính mất đối xứng nên đoạn fiđơ này sẽ không chỉ đơn thuần là phần tử truyền sóng mà còn bức xạ sóng. Khi ấy bức xạ của anten bao gồm bức xạ của chấn tử nửa sóng và bức xạ của đoạn fiđơ hình chữ Y có chiều dài D. Nếu bỏ qua hiệu ứng bức xạ của đoạn fiđơ hình Y, đồng thời coi trở kháng sóng của đoạn fiđơ chuyển tiếp này bằng trở kháng sóng của đoạn ññđơ chính thì việc phối hợp trở kháng giữa chấn tử và đoạn fido là hoàn hảo khi chọn điểm cấp điện thỏa mãn công thức trên. Nếu trở kháng sóng của đoạn fiđơ hình Y khác trở kháng sóng của đoạn fido chính cần xác định chiều dài đoạn 𝑙1 và D thích hợp để có trở kháng vào RAA thích ứng dần với trở kháng sóng của đoạn fiđơ chính. Ở băng sóng ngắn và cực ngắn, nếu dùng fiđơ loại 600 ôm để tiếp điện cho chắn tử nửa sóng thì chiều dài đoạn 𝑙1 và D có thể xác định gần đúng bằng.
  • 21. Nếu trở kháng sóng của fiđơ nhỏ hơn 600 Ø thì cần giảm chiều dài𝑙1 Sơ đồ phối hợp kiểu Y cho phép phối hợp tốt khi công tác ở một tần số cổ định, không cần mắc thêm phần tử điều chỉnh phụ. Một ưu điểm nữa của phương pháp này là có thể nói trực tiếp điểm tiếp điện với cột hoặc giá đỡ kim loại mà không cần cách điện vì điểm tiếp điện là điểm nút điện áp. +>Chấn tử kiểu T Một dạng khác của sơ đồ tiếp điện song song là sơ đồ phối hợp kiểu T Tiếp điện kiểu song song kiểu T và mạch tương đương. Sơ đồ mạch tương đương của chắn tử kiểu T tương tự như chấn tử kiểu Y. Tuy nhiên, trong trường hợp này đoạn fiđơ chuyển tiếp OA đã biển dạng thành đoạn dây song hành với chấn tử nên cần phải tính đến sự khác biệt về trở kháng sóng so với đoạn fiđơ chính và cũng không thể ứng bức xạ. Theo lý thuyết về trở kháng vào đã trình bày ở phần trên thì trở kháng vào của chấn tử sẽ có giá trị cực đại khi điểm AA dịch chuyển ra phía đầu mút của chấn tử Nếu dùng fiđơ loại 600 Ø để tiếp điện cho chắn tử nữa sóng thì các kích thước của sơ đồ phối hợp kiểu T có thể xác định gần đúng bằng
  • 22. Sơ đồ phối hợp kiểu T là một hình thức biến dạng trung gian. Nó có thể biển đổi tạo thành sơ đồ chấn tử kiểu khác như chắn tử vòng đẹt hoặc chần tử omega. +>Chắn tử vòng đẹt Chấn tử vòng đẹt còn được gọi là chắn tử kép gồm hai chắn tử nửa sóng có đầu cuối được nối với nhau. Một trong hai chắn tử được tiếp điện ở giữa còn chắn tử kia được ngắn mạch ở giữa. Sơ đồ tương đương của chấn tử vòng dẹt là một đoạn dây song hành có chiều dài 𝑙 = 𝑙𝑎𝑛𝑑𝑎 2 ⁄ được ngắn mạch ở đầu cuối và trên đường dây có sóng đứng. Từ sơ dồ tương đương ta nhận thầy, hai với nhau được kích thích bởi các dòng điện đồng pha, bụng dòng điện nằm tại điểm giữa của chắn tử, còn nút dòng điện tại hai đầu cuối AA. Trường bức xạ tổng tạo bởi hai chấn tử nhánh sẽ tương ứng nhau và bằng trường bức xạ tạo bởi một chấn tử nhưng có dòng điện lớn gấp đôi. Vì vậy, khi tính trường bức xạ ở khu xa có thể thay thế chấn tử vòng dẹt bởi một chắn tử nửa sóng đồi xứng nhưng có dòng điện trong đó bằng tổng dòng điện trong hai chắn tử nhánh tại mỗi vị trí tương ứng. Như vậy, tính hướng của chấn tử vòng cũng giống với tính hướng của chắn tử nửa sóng. Nó chỉ khác về trở kháng bức xạ và điện trở bức xạ do có dòng lớn gấp đôi.
  • 23. Nếu gọi R„ là điện trở bức xạ của chấn tử vòng đẹt (tính ở điểm bụng OO của dòng điện hay tại điểm tiếp điện) thì công suất bức xạ của chắn tử vòng dẹt : B, cấp điện bằng cáp đồng trục Khi cấp điện cho chắn tử đối xứng bằng đường dây song hành ta thầy rằng việc cấp điện khá đơn giản và không cần thiết bị chuyển đổi. Tuy nhiên, với cách làm này, khi tằn số tăng cao thì hiệu ứng bức xạ tăng dẫn đền tổn hao năng lượng và méo dạng đồ thị phương hướng của chấn tử. Vì vậy ở dải sóng cực ngắn thường sử dụng cáp đồng trục đề tiếp điện. Cấp điện trực tiếp cấp điện có bộ phối hợp Nếu sử dụng chắn tử nửa sóng thì điểm O của chấn tử sẽ là điểm bụng dòng điện và nút điện áp, do đó có thể coi là điểm góc điện thế. Vì vậy, có thể nói điểm O với dây dẫn ngoài của cáp tiếp điện mà không làm mắt tính đối xứng của chấn tử. Dây dẫn trong của cáp được nối với chấn tử ở điểm có trở kháng phù hợp với trở kháng sóng của cáp. Trong thực tế, để thuận tiện trong việc điều chỉnh phối hợp trở kháng giữa fiđơ và chắn tử, có thể mắc thêm tụ chuẩn. Sơ đồ cấp điện này thực hiện khá đơn giản nhưng có nhược điểm chủ yếu là không đảm bảo được cấp điện đối xứng một cách hoàn toàn.
  • 24. C, thiết bị biến đổi đối xứng dừng đoạn cáp chữ U Trong trường hợp này hai nhánh cảu chấn tử không nối trực tiếp với dây dẫn trong và dây dẫn người cảu cáp cấp điện mà được chuyển đổi qua một đoạn cáp Để triệt tiêu dòng điện chảy ra mặt ngoài của dây dẫn ngoài, tại các đầu cuối của vòng chữ U, dây dẫn ngoài được nối ngắn mạch và tiếp đất. Thường đoạn cáp chữ U có trở kháng sóng bằng trở kháng sóng của fiđơ cấp điện, còn đoạn 𝑙1, chọn sao cho thỏa mãn điều kiện phối hợp trở kháng tại điểm c, bảo đảm chế độ sóng chạy cần thiết trong fidơ cấp điện. Nếu coi gần đúng trở kháng vào của chấn tử nửa sóng bằng bằng 70 ôm thì 𝑅1 = 𝑅2 = 35 ô𝑚. Giả sử đoạn cáp U đồng thời nếu 𝑙1 = 𝑙𝑎𝑛𝑑𝑎 4 ⁄ thì trở kháng phản ảnh từ a về c cũng như từ b về c sẽ bằng: Trở kháng phản ảnh R1, R2 được coi như mắc song song tại c nên trở kháng vào tại đây sẽ là:
  • 25. Nếu fiđơ cấp điện có trở kháng sóng bằng 70 O thì việc phối hợp trở kháng được coi là hoàn toàn, với hệ số sóng chạy trong fiđơ gần bằng 1. Trường hợp cấp điện cho chấn tử vòng dẹt, để thực hiện phối hợp trở kháng cần chọn l1= 0, lúc đó sơ đồ cấp điện được minh họa như trên hình.