Chấn tử đối xứng

CHẤN TỬ ĐỐI XỨNG 5.1 GIỚI THIỆU CHUNG 5.1.1 Các chủ đề được trình bày trong chương - Phân bố dòng điện trên chấn tử đối xứng - Trường bức xạ của chấn tử đối xứng trong không gian tự do - Các tham số của chấn tử đối xứng - Ảnh hưởng của mặt đất đến đặc tính bức xạ của chấn tử đối xứng - Hệ hai chấn tử đặt cạnh nhau - Các phương pháp tiếp điện cho chấn tử đối xứng 5.1.2 Hướng dẫn - Hoc kỹ các phần được trình bày trong chương - Tham khảo thêm [1], [2], [3]...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chấn tử đối xứng CHẤN TỬ ĐỐI XỨNG 5.1 GIỚI THIỆU CHUNG 5.1.1 Các chủ đề được trình bày trong chương - Phân bố dòng điện trên chấn tử đối xứng - Trường bức xạ của chấn tử đối xứng trong không gian tự do - Các tham số của chấn tử đối xứng - Ảnh hưởng của mặt đất đến đặc tính bức xạ của chấn tử đối xứng - Hệ hai chấn tử đặt cạnh nhau - Các phương pháp tiếp điện cho chấn tử đối xứng 5.1.2 Hướng dẫn - Hoc kỹ các phần được trình bày trong chương - Tham khảo thêm [1], [2], [3] - Trả lời các câu hỏi và bài tập 5.1.3 Mục đích của chương - Hiểu được cách tính trường bức xạ của chấn tử đối xứng trong không gian tự do - Phân tích được các tham số của chấn tử đối xứng - Hiểu được ảnh hưởng của mặt đất lên đặc tính bức xạ của chấn tử khi chấn tử đặt trong môi trường thực - Tính được bức xạ của hệ hai chấn tử đặt cạnh nhau - Nắm được các phương pháp cấp điện cho chấn tử 5.2 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 trong những vấn đề cơ bản khi khảo sát các anten là xác định trường bức xạ tạo ra trong không gian và các thông số của anten. Như vậy cần biết phân bố dòng điện trên anten.Có thể sử dụng lý thuyết đường dây để xác định phân bố dòng điện trên chấn tử đối xứng dựa trên suy luận về sự tương tự giữa chấn tử đối xứng và đường dây song hành hở mạch đầu cuối không tổn hao. 81 Một đường dây song hành hở mạch đầu cuối, nếu mở rộng hai nhánh của đường dây ra 0 180 ta sẽ được chấn tử đối xứng. Việc mở rộng này làm mất tính đối xứng của đường dây song hành và làm cho sóng điện từ bức xạ ra không gian bên ngoài để tạo thành anten. l z a) b) Hình 5.1 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: I z ( z ) = I b sin k ( l − z ) (5.1) Trong đó Ib là biên độ dòng điện ở điểm bụng sóng đứng. l là độ dài một nhánh chấn tử. Tuy nhiên, những suy luận về sự tương tự nêu trên chỉ có tính chất gần đúng vì giữa hai hệ thống này có những điểm khác biệt, đó là: - Các thông số phân bố của đường dây không biến đổi dọc theo dây, còn các thông số phân bố của chấn tử thì biến đổi ứng với các vị trí khác nhau trên chấn tử. - Đường dây song hành là hệ thống truyền dẫn năng lượng sóng điện từ, còn chấn tử là hệ thống bức xạ. - Trên đường dây song hành không tổn hao, hở mạch đầu cuối, dòng điện chỉ biến đổi theo quy luật sóng đứng thuần túy, dạng sin, còn đối với chấn tử luôn có sự mất mát năng lượng do bức xạ (mất mát hữu ích). Do đó nói một cách chính xác thì phân bố dòng điện trên chấn tử sẽ không theo quy luật sóng đứng hình sin. Tuy nhiên với các chấn tử rất mảnh (đường kính Giải phương trình (5.2) trong đó thay Iz bởi phương trình (5.1) ta được điện tích phân bố trên một đơn vị dài chấn tử là: kI b Qzl = cosk ( l-z ) , z > 0 iω (5.3) kI Qzl = − b cosk ( l+z ) , z < 0 iω Phân bố dòng điện và điện tích trên chấn tử đối xứng được chỉ trong hình vẽ I Q I Q a) l = 0, 25λ b) l = 0,5λ I Q c) l = 0, 675λ Hình 5.2 Phân bố dòng điện và điện tích trên chấn tử đối xứng 5.3 TRƯỜNG BỨC XẠ CỦA CHẤN TỬ ĐỐI XỨNG TRONG KHÔNG GIAN TỰ DO 5.3.1 Điều kiện xét Một chấn tử đối xứng có chiều dài 2 l được đặt trong một môi trường đồng nhất, đẳng hướng và không hấp thụ (môi trường không gian tự do). Xét trường bức xạ của chấn tử tại một điểm M, cách tâm chấn tử một khoảng r khá xa nguồn, ở hướng mà đường thẳng nối điểm M với tâm chấn tử hợp với trục chấn tử một góc θ, hình 5.3. 5.3.2 Tính cường độ trường Chia chấn tử thành các đoạn dz vô cùng bé (dz 60π I z dz dE1 = i sin θ e − ikr1 iθ r1λ (5.4) 60π I z dz dE2 = i sin θ e − ikr2 iθ r2 λ Trong đó r1 = r0 − zcosθ (5.5) r2 = r0 + zcosθ r1 dz M ro l z θ r2 dz Δr Hình 5.3 Mô tả các thông số tính trường bức xạ của chấn tử đối xứng trong không gian tự do Thay các công ...