Lý thuyết cơ sơ KỸ THUẬT SIÊU CAO TẦN - Chương 1

ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN SÓNG1.1 Khái niệm - Môn học kỹ thuật siêu cao tần liên quan đến các mạch điện hoặc các phần tử điện hoạt động với các tín hiệu điện từ ở vùng tần số siêu cao (thường nằm trong phạm vi 1 Ghz đến 300 Ghz, tương ứng với bước sóng từ 30 cm đến 1 mm) - Tổ chức IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) đã định nghĩa các dãi băng tần trong vùng tần số siêu cao như trong bảng 1.1: Bảng 1.1 ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Lý thuyết cơ sơ KỸ THUẬT SIÊU CAO TẦN - Chương 1 Chương 1: Đường dây truyền sóng Chương 1 ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN SÓNG1.1 Khái niệm - Môn học kỹ thuật siêu cao tần liên quan đến các mạch điện hoặc các phần tử điện hoạt động với các tín hiệu điện từ ở vùng tần số siêu cao (thường nằm trong phạm vi 1 Ghz đến 300 Ghz, tương ứng với bước sóng từ 30 cm đến 1 mm) - Tổ chức IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) đã định nghĩa các dãi băng tần trong vùng tần số siêu cao như trong bảng 1.1: Bảng 1.1 Dãy băng tần Phạm vi tần số Bước sóng (Ghz) (mm) 0,0030,03 100.00010.000 HF 0,030,3 10.0001000 VHF 0,31 1000300 UHF 12 300150 Băng L 24 15075 Băng S 48 7537.5 Băng C 812 37.525 Băng X 1218 2516,66 Băng Ku 1827 16,6610,55 Băng K 2740 10,557,5 Băng Ka 40300 7,51 Sóng mm Sóng Submm >300 Chương 1: Đường dây truyền sóng Khái niệm thông số tập trung và thông số phân bố: - o Thông số tập trung của mạch điện: là các đại lượng đặc tính điện xuất hiện hoặc tồn tại ở 1 vị trí nào đó được xác định của mạch điện. Thông số tập trung được biểu diễn bởi 1 phần tử điện tương ứng, ví dụ như các phần tử điện trở, điện cảm, điện dung, nguồn áp, transistor…. o Thông số phân bố (thông số rải) của mạch điện: cũng là các đại lượng đặc tính điện , nhưng chúng không tồn tại ở tại duy nhất một vị trí cố định trong mạch điện, mà chúng được phân bố rãi đều trên chiều dài của mạch điện đó. Thông số phân bố thường được dùng trong các hệ thống truyền sóng (đường dây truyền sóng, ống dẫn sóng, trong không gian tự do,…) biểu thị các đặc tính tương đương về điện của hệ thống. Thông số phân bố thường là các thông số tuyến tính, được xác định trên một đơn vị chiều dài của phương truyền sóng. Chúng ta không thể đo đạc trực tiếp giá trị của các thông số phân bố , mà chỉ có thể suy ra chúng bằng các phép đo tương đương trên các thông số khác. Ranh giới giữa thông số tập trung và thông số phân bố trong lĩnh vực siêu - cao tần: Ở tần số siêu cao, khi độ lớn bước sóng so sánh được với kích thước mạch điện thì ta phải xét cấu trúc mạch điện như một hệ thống phân bố. Ngược lại, trên một hệ thống phân bố, nếu ta chỉ xét một phần mạch điện có kích thước rất nhỏ hơn nhiều lần so với bước sóng thì có thể thay tương đương phần mạch đó bằng một mạch điện thông số tập trung .1.2 Phương trình truyền sóng trên đường dây - Một cách tổng quát, để khảo sát một hệ truyền sóng , chúng ta phải xuất phát từ hệ phương trình Maxwell trong không gian, trong đó các đại lượng vật lý căn bản là cường độ điện trường E và cường độ từ trường H . - Để đơn giản hóa việc khảo sát, các đại lượng vật lý sóng điện áp và sóng dòng điện được sử dụng thay thế cho điện trường E và từ trường H và việc truyền sóng có thể được mô hình hóa bằng một mạch điện cụ thể.1.2.1 Mô hình vật lý- Các thông số sơ cấp - Xét 1 đường truyền sóng chiều dài l , đặt tương ứng với trục tọa độ x từ tọa độ x = 0 đến tọa độ x= l. Đầu vào đường truyền có nguồn tín hiệu E s, nội trở Zs, đầu cuối đường truyền đuợc kết thúc bởi tải ZL. Sóng tín hiệu từ nguồn ES lan truyền theo hướng Ox đến tải ZL (Hình 1.1) - Ta giả sử chiều dài l lớn hơn nhiều lần so với bước sóng  nên hệ thống có thông số phân bố . Trang 2 Chương 1: Đường dây truyền sóng Xét tại một điểm trên đường truyền có tọa độ x bất kỳ.Trên đoạn vi phân - chiều dài [ x ; x+  x] cũng có hiện tượng lan truyền sóng; tuy nhiên do  x Chương 1: Đường dây truyền sóng lý tưởng), thường được đánh giá dựa trên góc mất vật liệu điện môi cách điện.Trong sơ đồ mạc ...