Cơ sở kỹ thuật siêu cao tần - Chương 4

Tài liệu tham khảo bài giảng Cơ sở kỹ thuật siêu cao tần ( Nghiêm Xuân Anh ) gồm 4 chương - Chương 4 Phân tích mạch cao tần
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Cơ sở kỹ thuật siêu cao tần - Chương 4 http://www.ebook.edu.vn Chương 4 Phân tích m ch cao t n Các m ch đi n ho t đ ng t n s th p đó kích thư c m ch tương đ i nh so v i bư c sóng có th đư c xem là liên k t các ph n t t p trung tích c c và th đ ng có đi n áp và dòng đi n đư c xác đ nh t i b t c đi m nào trên m ch. Trong tình hu ng này các kích thư c m ch đ nh sao cho s thay đ i v pha nh không đáng k gi a m t đi m này v i m t đi m khác trong m ch. Ngoài ra, các trư ng có th đư c xem như là các trư ng TEM h tr b i hai hay nhi u dây d n. Đi u này d n t i m t lo i nghi m c n tĩnh đi n cho các phương trình Maxwell và các đ nh lu t Kirchhoff cho đi n áp và dòng đi n cùng các khái ni m v tr kháng trong lý thuy t m ch. Như b n đ c đã bi t, có nhi u k thu t m nh và h u ích cho phân tích các m ch đi n t n s th p. Nói chung, các k thu t này không th áp d ng tr c ti p cho các m ch cao t n. Tuy nhiên, m c đích c a chương này là ch ra các khái ni m v m ch và m ng có th đư c m r ng như th nào đ gi i quy t nhi u bài toán phân tích và thi t k cao t n đư c quan tâm trong th c t . Lý do chính đ làm đi u này là ta s d dàng hơn khi áp d ng các ý tư ng đơn gi n và tr c giác c a phân tích m ch cho m t bài toán cao t n so v i vi c gi i các phương trình Maxwell cho cùng bài toán. Phân tích trư ng cho ta nhi u thông tin v bài toán đang đư c xem xét hơn nh ng gì ta th c s mu n ho c c n. T c là, do nghi m c a các phương trình Maxwell cho m t bài toán đã cho là hoàn ch nh, nó cho ta các trư ng đi n và t t i m i đi m trong không gian. Nhưng thư ng chúng ta ch quan tâm đ n đi n áp hay dòng đi n t i các c c, công su t ch y qua thi t b hay m t s đ i lư ng toàn c c khác tương ph n v i mô t chi ti t v đáp ng t i m i đi m trong không gian. M t lý do khác cho vi c s d ng phân tích m ch hay m ng là vì khi đó s r t d s a đ i bài toán g c, ho c k t h p m t s ph n t khác nhau l i và tìm đáp ng mà không c n phân tích chi ti t hành vi c a m i ph n t khi k t h p v i các lân c n c a nó. Phân tích trư ng s d ng các phương trình Maxwell cho nh ng bài toán như v y khó khăn vô ích. Tuy nhiên có nh ng tình hu ng đó các k thu t m ch như v y đư c coi là đơn gi n quá m c và d n t i nh ng k t qu không chính xác. Trong nh ng trư ng h p như v y ta ph i s d ng phương pháp phân tích trư ng v i các phương trình Maxwell. M t ph n trong chương trình đào t o các k sư cao t n là t o kh năng xác đ nh khi nào các khái ni m phân tích m ch có th áp d ng và khi nào thì chúng c n ph i đư c lo i tr . Trình t cơ b n cho phân tích m ng cao t n đư c mô t như sau: Trư c tiên chúng ta xét m t lo t bài toán kinh đi n, cơ b n s d ng phân tích trư ng và các phương trình Maxwell. (Như ta đã th c hi n trong Chương cho nhi u lo i đư ng truy n và ng d n sóng khác nhau). Khi th c hi n đi u này chúng ta c g ng đ t đư c các đ i lư ng có th có liên h tr c ti p t i m t tham 111 112 ttp://www.ebook.edu.vn h CHƯƠNG 4. PHÂN TÍCH M CH CAO T N s đư ng truy n hay m ch đi n. Ví d , khi ta phân tích các đư ng truy n và ng d n sóng khác nhau chúng ta đã rút ra h ng s truy n lan và tr kháng đ c tính c a đư ng truy n. Đi u này cho phép đư ng truy n hay ng d n sóng đư c coi như m t ph n t phân b đ c trưng b i đ dài, h ng s truy n lan và tr kháng đ c tính c a nó. T i đây, chúng ta có th k t n i nhi u ph n t khác nhau và s d ng lý thuy t đư ng truy n và/ho c lý thuy t m ch đ phân tích hành vi c a toàn b h th ng các ph n t , k c các hi u ng như h s ph n x , t n hao, chuy n đ i tr kháng, và chuy n ti p t m t lo i môi trư ng truy n d n này sang môi trư ng khác (ch ng h n t cáp đ ng tr c sang đư ng truy n vi d i). Như chúng ta s th y, chuy n ti p gi a các đư ng truy n khác nhau hay các đi m gián đo n trên đư ng truy n nhìn chung không th đư c xem là m t k t n i đơn gi n gi a hai đư ng truy n mà ph i đư c xét b i m t s ki u m ch đi n tương đương đ tính cho c các đi n kháng liên quan t i s chuy n ti p hay s gián đo n. 4.1 Tr kháng và đi n áp và dòng đi n tương đương 4.1.1 Đi n áp và dòng đi n tương đương T i t n s vi ba (cao t n) vi c đo đi n áp hay dòng đi n r t khó khăn (ho c không th th c hi n đư c), tr phi s n có m t c p đi n c c đã đư c xác đ nh rõ ràng. M t c p đi n c c như v y có th có m t trong trư ng h p các đư ng truy n lo i TEM (ch ng h n như cáp đ ng tr c, đư ng truy n vi d i hay đư ng truy n d i) nhưng không t n t i đ i v i các đư ng truy n phi TEM (ch ng h n các ng d n sóng hình ch nh t, hình tròn hay d n sóng b m t). Hình cho th y các đư ng s c đi n và t trư ng c a m t đư ng truy n TEM hai dây d n b t kỳ. Như trong Chương trư c, đi n áp tương đ i V c a dây d n + so v i dây d n - có th xác đ nh b i − E.d ¯ ¯ (4.1) V= ...