LÝ THUYẾT CHUNG VỀ ANTEN

Sóng điện từ có thể truyền dẫn bằng hai phương pháp:Truyền dẫn trong các thiết bị định hướng như đường dây song hành, cáp đồng trục, ốngdẫn sang, cáp sợi quang... Khi truyền lan trong các hệ thống này sóng điện từ bị giới hạn trongkhoảng không gian của thiết bị và được gọi là sóng điện từ ràng buộc.Bức xạ sóng ra không gian để sóng truyền đi trong các môi trường thực và được gọi làsóng điện từ tự do. Thiết bị dùng để chuyển đổi sóng điện từ ràng buộc thành sóng điện từ tự do và...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
LÝ THUYẾT CHUNG VỀ ANTEN LÝ THUYẾT CHUNG VỀ ANTEN4.1 GIỚI THIỆU CHUNG4.1.1 Các chủ đề được trình bày trong chương - Vị trí của anten trong thông tin vô tuyến - Các tham số cơ bản của anten - Các nguồn bức xạ nguyên tố4.1.2 Hướng dẫn - Hoc kỹ các phần được trình bày trong chương - Tham khảo thêm [1], [2] - Trả lời các câu hỏi và bài tập4.1.3 Mục đích của chương - Hiểu được ví trí của anten trong thông tin vô tuyến - Hiểu về các tham số của anten - Hiểu về các nguồn bức xạ nguyên tố (các anten đơn giản nhất)4.2. MỞ ĐẦU Sóng điện từ có thể truyền dẫn bằng hai phương pháp: - Truyền dẫn trong các thiết bị định hướng như đường dây song hành, cáp đồng trục, ốngdẫn sang, cáp sợi quang... Khi truyền lan trong các hệ thống này sóng điện từ bị giới hạn trongkhoảng không gian của thiết bị và được gọi là sóng điện từ ràng buộc. - Bức xạ sóng ra không gian để sóng truyền đi trong các môi trường thực và được gọi làsóng điện từ tự do. Thiết bị dùng để chuyển đổi sóng điện từ ràng buộc thành sóng điện từ tự do và ngược lạiđược gọi là anten. ở chương này ta sẽ xem xét phân tích vai trò , hoạt động, các thông số kỹ thuậtcơ bản của anten.4.2.1 Vị trí của anten trong thông tin vô tuyến. Anten là một hệ thống cấu trúc có khả năng bức xạ và thu nhận các sóng điện từ. Anten làthiết bị không thể thiếu được trong các hệ thống thông tin vô tuyến điện, bởi vì thông tin vô tuyến62sử dụng sóng điện từ bức xạ ra không gian để truyền lan từ nơi phát đến nơi thu.Một hệ thốngtruyền dẫn vô tuyến đơn giản bao gồm máy phát, máy thu, anten phát và anten thu (hình 4.1). Ở nơi phát, sóng điện từ cao tần được truyền dẫn từ máy phát đến anten thông qua hệthống fidơ dưới dạng sóng điện từ ràng buộc. Anten phát có nhiện vụ biến đổi sóng điện từ ràngbuộc trong fidơ thành sóng từ tự do bức xạ ra không gian. Cấu tạo của anten quyết định đặc tínhbiến đổi năng lượng điện từ nói trên. Tại nơi thu, anten thu làm nhiệm vụ ngược lại với anten phát,nghĩa là tiếp nhận sóng điện từ tự do từ không gian bên ngoài và biến đổi chúng thành sóng điệntừràng buộc. Sóng này sẽ được truyền theo fidơ tới máy thu. Anten phát Anten thu Nguồn Đầu tin Thiết bị Máy Máy Thiết bị ra xử lý phát thu xử lý nhận tín hiệu tín hiệu tin Hình 4.1. Hệ thống truyền tin đơn giản Yêu cầu của thiết bị anten - fidơ là phải thực hiện việc truyền và biến đổi năng lượng sóngđiện từ với hiệu suất cao nhất và không gây méo dạng tín hiệu. Anten sử dụng trong các hệ thống thông tin khác nhau phải có những yêu cầu khác nhau.Trong các hệ thống thông tin quảng bá như phát thanh, truyền hình, ... thì yêu cầu anten phải cóbức xạ đồng đều trong mặt phẳng ngang (mặt đất) để cho mọi hướng đều có thể thu được tín hiệucủa đài phát. Nhưng trong mặt phẳng thẳng đứng anten lại phải có bức xạ định hướng sao chohướng cực đại trong mặt phẳng này song song với mặt đất, để máy thu thu được tín hiệu lớn nhấtvà giảm được năng lượng bức xạ hướng không cần thiết, giảm được công suất máy phát, giảmđược can nhiễu. Tuy nhiên, trong các hệ thống thông tin vô tuyến điểm tới điểm như hệ thốngthông tin vi ba, thông tin vệ tinh, rađa... yêu cầu anten anten bức xạ với tính hướng cao, nghĩa làsóng bức xạ chỉ tập trung vào một góc rất hẹp trong không gian. Như vậy nhiệm vụ của anten không chỉ đơn thuần là chuyển đổi sóng điện từ ràng buộcthành sóng điện từ tự do và ngược lại mà phải bức xạ sóng điện từ theo những hướng nhất địnhvới các yêu cầu kỹ thuật đề ra. Anten có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau, thường theo các cách phân loại sau: - Công dụng của anten: Anten có thể được phân thành anten phát, anten thu hoặc antenphát + thu dùng chung. Thông thường anten làm nhiện vụ cho cả phát và thu. - Dải tần công tác của anten: Anten sóng dài, anten sóng trung, anten sóng ngắn và antensóng cực ngắn. - Cấu trúc của anten: - Đồ thị phương hướng của anten: anten vô hướng và anten có hướng - Phương pháp cấp điện cho anten: anten đối xứng, anten không đối xứng 634.2.2 Quá trình vật lý của sự bức xạ sóng điện từ Về nguyên lý, bất kỳ một hệ thống điện từ nào có khả năng tạo ra điện trường hoặc từtrường biến thiên đều có bức xạ sóng điện từ. Tuy nh ...