BÀI GIẢNG MÔN HỌC KỸ THUẬT SIÊU CAO TẦN - CHƯƠNG 3

LÝ THUYẾT MẠNG SIÊU CAO TẦN § 3.1 TRỞ KHÁNG, ĐIỆN ÁP VÀ DÒNG ĐIỆN TƯƠNG ĐƯƠNG 1) Điện áp và dòng điện tương đương Ở tần số siêu cao các phép đo áp và dòng rất khó thực hiện, trừ khi một cặp đầu cuối được xác định rõ ràng. Điều này chỉ thực hiện được với đường truyền sóng TEM (cáp đồng trục, mạch vi dải)
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
BÀI GIẢNG MÔN HỌC KỸ THUẬT SIÊU CAO TẦN - CHƯƠNG 3 Chương III: LÝ THUYẾT MẠNG SIÊU CAO TẦN § 3.1 TRỞ KHÁNG, ĐIỆN ÁP VÀ DÒNG ĐIỆN TƯƠNG ĐƯƠNG 1) Điện áp và dòng điện tương đương Ở tần số siêu cao các phép đo áp và dòng rất khó thực hiện, trừ khi một cặp đầu cuối được xác định rõ ràng. Điều này chỉ thực hiện được với đường truyền sóng TEM (cáp đồng trục, mạch vi dải) Vẽ hình * Trên hình vẽ là dạng đường sức điện trường và từ trường của 1 đường truyề sóng TEM gồm 2 vật dẫn Theo định nghĩa − V = ∫ E dl + ∫ H .dl I= C+ * Vấn đề sẽ trở nên khó khăn hơn khi khảo sát ống dẫn sóng. - Xét ống dẫn sóng chữ nhật như hình vẽ. Mode truyền sóng chủ yêu là TE10: Công thức (vẽ hình) − j ωµ a π x − jβ z E y (x , y ,z ) = A sin e π a = Ae y ( x , y , z )e − j β z (3.4.a ) jβ a πx (3.4.b ) e − jβz = Ah x ( x , y ) e − jβz H x( x, y, z ) = A sin a Sử dụng (3.1) cho (3.4.a) => πx − jωµa (3.5) e − jβz ∫ dy V= A sin π a y Nhận xét: Dạng điện áp (3.5) phụ thuộc vào vị trí x cũng như độ dài của đường lấy tích phân theo hướng trục y. Vậy giá trị điện áp chính xác là bao nhiêu? Câu trả lời là không có giá trị điện áp chính xác hiểu theo nghĩa duy nhất hoặc thích hợp cho mọi ứng dụng. Vấn đề trên phát sinh tương tự cho dòng điện và trở kháng khi sóng không phải là sóng TEM. * Có rất nhiều cách định nghĩa điện áp, dòng điện tương đương và trở kháng cho sóng không phải TEM vì tíh không duy nhất. Tuy nhiên có một số nhận xét sau: + Điện áp và dòng chỉ được định nghĩa cho một mode dẫn sóng cụ thể và được định nghĩa sao cho điện áp tỷ lệ với điện trường ngang, còn dòng điện tỷ lệ với từ trường ngang. + Để có được sử dụng tương tự như áp và dòng trong lý thuyết mạch, điện áp và dòng cần được định nghĩa sao cho tích của chúng cho ra dòng công suất của mode truyền sóng. 20 + Tỷ số áp trên dòng cho mạch sóng chạy đơn lẻ cần bằng trở kháng đặc trưng của đường truyền. Trở kháng này có thể chọn bất kỳ, thường chọn bằng trở kháng sóng của đường truyền. * Với một mode ống dẫn sóng bất kỳ các thành phần trường ngang có thể được biểu diễn: E t ( x , y , z ) = e ( x , y ) ( A + e − jβ z + A − e jβ z ) = (V e + V − e − jβz ) e x , y + − jβz (3.6a ) c1 h( x , y ) ( ) (I ) (3.6b ) H t ( x , y , z ) = h x , y A + e − jβz − A − e jβz = e − jβz − I − e jβz + c2 Trong đó A+, A- là biên độ của sóng tới và sóng ngược; e, h là các thành phần trường ngang của mode có quan hệ a z × e( x, y ) (3.7 ) h (x, y ) = Ζω với Ζ ω : trở kháng sóng. Từ (3.6,a,b) có thể định nghĩa áp và dòng tương đương: ...