Tài liệu Anten-Truyền sóng - Các thông số cơ bản của anten (phần 2) doc

Anten-Truyền sóng
Các thông số cơ bản của anten
(phần 2)

Nội dung

Đồ thị bức xạ.

Mật độ công suất bức xạ.

Cường độ bức xạ.

Hệ số định hướng.

Độ lợi.

Hiệu suất anten.

…

Mật độ công suất bức xạ (Radiation
Power Density)
Vec-tơ Poynting tức thời được xác định như sau:
Thứ nguyên là mật
độ công suất
Công suất đi qua toàn bộ môt bề mặt kín S:
Tổng công suất tức
thời
Vec-tơ đơn vị trên
bề mặt S

Diện tích vi phân

Mật độ công suất bức xạ (2)
Biểu diễn trong miền thời gian:
Mật độ cong suất trung bình:
Công suất bức xạ của anten có thể được tính như sau:
W
rad
≡ W
av
ở vùng xa và
được gọi là mật độ bức xạ
(radiation density)
Nhận xét: Công suất bức xạ của anten có thể được tính từ mật độ bức xạ (nghĩa
là từ E và H).

Nội dung

Đồ thị bức xạ.

Mật độ công suất bức xạ.

Cường độ bức xạ.

Hệ số định hướng.

Các kỹ thuật số học.

Độ lợi.


Hiệu suất anten.

…

Cường độ bức xạ (radiation intensity)
Định nghĩa: cường độ bức xạ ở một hướng cho trước được xác định là công
suất được bức xạ từ anten trên một đơn vị góc khối
Ở vùng xa:

Cường độ bức xạ (2)
Công suất bức xạ của anten có thể được tính như sau:
Nhận xét:
- Công suất bức xạ của anten có thể được tính từ cường độ bức xạ (nghĩa là từ
E và H).
- Cường độ bức xạ phụ thuộc hướng khảo sát (
θ
,
φ
).
- Cường độ bức xạ ko phụ thuộc cự ly r từ điểm khảo sát tới anten.

Nội dung

Đồ thị bức xạ.

Mật độ công suất bức xạ.

Cường độ bức xạ.

Hệ số định hướng.


Độ lợi.

Hiệu suất anten.

…

Hệ số định hướng (Directivity): định nghĩa
Định nghĩa: Hệ số định hường của anten được định nghĩa như là tỉ số của của
cường độ bức xạ ở một hướng cho trước trên cường độ bức xạ trung bình ở
mọi hướng.
Cường độ bức xạ ở
một hướng cho trước
Cường độ bức xạ trung
bình ở mọi hướng
Cường độ bức của
anten vô hướng cùng
cong suất

Hệ số định hướng (2): hệ số định hướng
cực đại
Nếu hướng ko được xác định, hệ số định hướng ám chỉ hướng cực đại:
Dimensionless = không thứ nguyên

Hệ số định hướng (3): hệ số định hướng
từng phần
Với anten có các thành phần phân cực trực giao, hệ số định hướng từng
phần (partial directivity) của anten được xác định như sau:

Hệ số định hướng (4): Hệ số định hướng

của anten dipole λ/2 và anten vô hướng
Đồ thị 2 chiều Đồ thị 3 chiều

Hệ số định hướng (5): Đồ thị định hướng
(Directional patterns), góc khối bức xạ (1)
Góc khối bức xạ với đồ
thị ko đối xứng
Góc khối bức xạ với đồ
thị đối xứng
Góc khối bức xạ (beam solid angle), ký hiệu: Ω
A
Định nghĩa:
Xấp xỉ Kraus:
Giả sử các búp phụ rất bé so với búp chính.
Hoặc xấp xỉ Tai & Pereira:

Hệ số định hướng (5): Đồ thị định hướng
(Directional patterns), góc khối bức xạ (2)

Hệ số định hướng (6): đồ thị đẳng hướng
(1)
Đồ thị đẳng hướng có búp phụ
Đồ thị đẳng hướng không có búp phụ
Đồ thị được xấp xỉ theo biểu thức
Tính theo McDonald:
Tính theo Pozar:

Hệ số định hướng (6): đồ thị đẳng hướng
(2)

Hệ số định hướng (7): Tính bằng phương
pháp số

Dùng cho những anten có đồ thị bức xạ
phức tạp
 Bài tập lớn, lập trình trên máy tính!!!

Nội dung

Đồ thị bức xạ.

Mật độ công suất bức xạ.

Cường độ bức xạ.

Hệ số định hướng.

Độ lợi.

Hiệu suất anten.

…

Độ lợi (Gain) (1): Định nghĩa
Độ lợi tuyệt đối của anten (ở một hướng cho trước) được định nghĩa như là tỉ
số của của cường độ bức xạ trên cường độ bức xạ đo được nếu công suất
nhận bởi anten được bức xạ vô hướng.
Độ lợi tương đối của anten (ở một hướng cho trước) được định nghĩa là tỉ số độ
lợi công suất của ở hướng cho trước trên độ lợi công suất của anten tham
khảo ở hướng đó.

Trong hầu hết trường hợp anten tham khảo là anten vô hướng ko tổn hao:

Độ lợi (2): độ lợi vs. hệ số định hướng
Hiệu suất bức
xạ của anten

Độ lợi (3): độ lợi từng phần
Tương tự hệ số định hướng từng phần cho các thành phần trực giao, độ lợi
từng phần:
Tính theo dB:

Nội dung

Đồ thị bức xạ.

Mật độ công suất bức xạ.

Cường độ bức xạ.

Hệ số định hướng.

Độ lợi.

Hiệu suất anten.

…

Hiệu suất anten (antenna efficiency)
Hiệu suất tổng thể: