báo cáo bài tập lớn môn anten và truyền sóng anten lưỡng cực chéo cross polarized antenna

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>Trường Điện – Điện Tử</b>

<b>BÁO CÁO BÀI TẬP LỚNMơn: Anten và truyền sóng</b>

<b>Nhóm thực hiện: Nhóm 1</b>

<b>Chủ đề: </b>Anten lưỡng cực chéo (Cross-polarized antenna)

<b>Thành viên: </b>Nguyễn Huy Thái Duy 20213750 Nguyễn Minh Đức 20210203Trương Ngọc Phúc 20210686Nguyễn Quang Hoàng Phúc20213768

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

2.2 Đặc tính và tham số của các loại Anten sóng chạy...

<i>2.2.1</i>Anten Long Wire (Dây dài):...

<i>2.2.2</i>Anten V...

<i>2.2.3</i>Anten Rhombic (Anten hình thoi):...

<i>2.2.4</i>Anten Electric-Magnetic Dipole (Anten Lưỡng cực Điện từ):...

<i>2.2.5</i>Uda Array of Linear Elements (Mảng Tuyến tính Uda):...

<i>Yagi-2.2.6</i>Yagi-Uda Array of Loops (Mảng Vòng lặp Yagi-Uda):...

<i>2.2.7</i>Anten Helical (Anten Xoắn Lò xo):...

PHẦN 3 ỨNG DỤNG CỦA ANTEN XOẮN LÒ XO...

3.1Ưu – Nhược Điểm...

4.2Tính tốn Thơng số dựa trên Lý thuyết...

4.3.Mơ phỏng bằng phần mềm ANSYS Electronics Desktop...TÀI LIỆU THAM KHẢO 42

<b>BẢNG PHÂN CHIA CƠNG VIỆC </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<b>Cơng việcSinh viên phụ trách</b>

<i>đặc tính )</i> Nguyễn Huy Thái Duy^{Trương Ngọc Phúc}

<i>Phần 2.2b (Cơng thức và thơng số)</i> Nguyễn Quang Hồng Phúc

<i>Phần 3.1 (Ưu-nhược điểm và ứng </i>

Nguyễn Quang Hoàng PhúcThuyết

<i>Làm Powerpoin và thuyết trình </i> Nguyễn Quang Hồng PhúcTrương Ngọc Phúc

Nguyễn Huy Thái Duy

<b>MỞ ĐẦU</b>

Anten lưỡng cực chéo (Cross-polarized antenna) là một loại anten đượcthiết kế để chấp nhận hoặc phát sóng tín hiệu từ hai hướng lưỡng cực chéo. Điềunày giúp tăng khả năng ổn định và độ chính xác trong truyền thơng và radar.Anten có nhiều cấu trúc khác nhau, bao gồm anten patch, Yagi, helical, và được

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

tối ưu hóa để đảm bảo chéo lưỡng cực. Xuất phát từ giai đoạn sau Thế chiến II,anten lưỡng cực chéo đã trở thành đối tượng nghiên cứu chính, mang lại sự tiếnbộ trong anten microstrip và tích hợp chúng vào hệ thống truyền thơng và radar.Anten lưỡng cực chéo đóng vai trị quan trọng trong truyền thông vệ tinh, radarvà liên lạc không dây với tính linh hoạt và hiệu suất cao.

Trong bài báo cáo này,nhóm chúng em sẽ trình bày về lịch sử, đặc tính,nguyên lý bức xạ, ứng dụng của anten lưỡng cực chéo cũng như sử dụng phầnmềm ANSYS Electronics Desktop để thiết kế anten lưỡng cực chéo thỏa mãncác thông số kỹ thuật cho trước. Nội dung cụ thể của báo cáo được chia thành 4phần lớn, củ thể:

- Phần 1: Lịch sử phát triển

- Phần 2: Nguyên lý bức xạ và đặc tính - Phần 3: Ứng dụng

<b>Nhóm 1</b>

<b>Phần 1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN1.1 Giới Thiệu - Phân Loại Anten Lưỡng Cực Chéo1.1.1 Giới thiệu</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

Anten lưỡng cực chéo (Cross-polarized antenna), một thành tựu đáng chú ýtrong lĩnh vực truyền thông không dây, được thiết kế với mục đích chính là thuhoặc phát sóng sóng radio từ nhiều hướng khác nhau. Điểm độc đáo của antennày nằm ở cấu trúc hình chữ "X" của nó, trong đó hai phần anten chéo nằmvng góc với nhau, tạo nên một sự kết hợp linh hoạt. Nguyên lý hoạt động củaanten lưỡng cực chéo là sự tương hợp của hai anten chéo này, tạo ra một biểudiễn sóng khơng đối xứng và làm cho anten trở nên hiệu quả trong việc thu sóngtừ nhiều hướng.

Anten lưỡng cực chéo là một loại anten được thiết kế để có khả năng thu sóngvà phát sóng trên hai chế độ cực chéo (dọc và ngang so với trục chính củaanten). Anten lưỡng cực chéo thường được sử dụng trong các trường hợp yêucầu ổn định tín hiệu ở các hướng khác nhau mà khơng cần điều chỉnh hướnganten liên tục.

<i>Hình 1: Cấu tạo anten lưỡng cực chéo</i>

Với tính đối xứng cao, anten lưỡng cực chéo khơng chỉ có khả năng nhậnvà truyền sóng mạnh mẽ mà còn rất linh hoạt trong các ứng dụng không định

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

hướng cụ thể. Hiệu suất của nó càng trở nên ấn tượng khi sử dụng trong các hệthống truyền thông không dây, nơi yêu cầu khả năng thu sóng tốt từ nhiều hướngkhác nhau. Với kích thước nhỏ gọn, anten này thích hợp cho việc tích hợp vàocác thiết bị di động hoặc trong các khơng gian hạn chế, làm cho nó trở thànhmột cơng nghệ quan trọng đối với các ứng dụng di động và không dây hiện đại.

<b>1.1.2 Phân loại các loại anten lưỡng cực chéo:</b>

Anten lưỡng cực chéo có 6 cách phân loại chính là phân loại theo hình dạng,phân loại theo kích thước, phân loại theo tần số hoạt động, phân loại theo ứngdụng, phân loại theo hình dạng bức xạ, phân loại theo cấu trúc nguồn cấp. Cụthể:

- Theo Hình Dạng:

Anten Lưỡng Cực Chéo Đối Xứng (Symmetric Crossed Dipole):o Chức năng: Cải thiện thu và phát sóng từ nhiều hướng. o Cấu trúc: Hình chữ "X" với hai anten chéo đối xứng.

o Nguyên lý hoạt động: Kết hợp linh hoạt của hai anten chéo, tạobiểu diễn không đối xứng.

o Thông số Kỹ thuật: Phổ biến từ 2.4 GHz đến 5 GHz cho Wi-Fi.Nhỏ gọn, phù hợp cho tích hợp di động. Góc thu phát hiệu quảtrong phương ngang.

o Ứng dụng: Hiệu quả cho ứng dụng không dây đa hướng.

<i>Hình 2: Anten lưỡng cực chéo đối xứng</i>

Anten Lưỡng Cực Chéo Không Đối Xứng (Asymmetric Crossed Dipole): o Chức năng: Thu và phát sóng sóng radio từ nhiều hướng khác nhau.o Cấu trúc: Hình chữ "X" với hai anten chéo không đối xứng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

o Nguyên lý hoạt động: Tận dụng sự không đối xứng để tối ưu hóathu và phát sóng từ nhiều phương hướng.

o Thông số Kỹ thuật: Phổ biến trong các dải tần số cụ thể tùy thuộcvào ứng dụng. Thường nhỏ gọn.

o Ứng dụng: Phổ biến trong hệ thống truyền thông không dây, đặcbiệt là trong môi trường đa hướng, nơi cần thu và phát sóng từnhiều hướng.

<i>Hình 3: Anten lưỡng cực chéo khơng đối xứng</i>

- Theo tính chất:

Anten Lưỡng Cực Chéo Cứng (Hard Crossed Dipole):

o Chức năng: Chuyên dụng trong ứng dụng đặc biệt, anten này đượcthiết kế để cung cấp hiệu suất cao trong điều kiện môi trường cứngnhư nhiễu, nhiệt độ cao, hoặc các điều kiện khắc nghiệt.

o Cấu trúc: Hình chữ "X" với hai anten chéo được làm từ vật liệuchịu được môi trường khắc nghiệt và cứng cáp.

o Nguyên lý hoạt động: Tối ưu hóa hiệu suất trong mơi trường khắcnghiệt, giảm ảnh hưởng của nhiễu và điều kiện thời tiết đặc biệt. o Thơng số Kỹ thuật: Thường có kích thước lớn hơn so với anten

thông thường để cung cấp khả năng chịu đựng cao. Sử dụng vậtliệu chịu được môi trường khắc nghiệt như kim loại cứng, nhựachịu nhiệt độ, hoặc vật liệu chống tia UV. Đảm bảo hiệu suất ổnđịnh dưới điều kiện khắc nghiệt.

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

o Ứng dụng: Phổ biến trong các ngành công nghiệp yêu cầu antenhoạt động mạnh mẽ và ổn định trong môi trường cứng như cơngnghiệp dầu khí, mơi trường hóa chất, và hệ thống quan trắc chấtlượng khơng khí.

<i>Hình 4: Anten lưỡng cực chéo cứng</i>

Anten Lưỡng Cực Chéo Mềm (Flexible Crossed Dipole):

o Chức năng: Được thiết kế để cung cấp khả năng uốn cong, linhhoạt, phù hợp cho các ứng dụng u cầu anten có thể uốn cong vàtích hợp vào các bề mặt cong.

o Cấu trúc: Sử dụng vật liệu linh hoạt như các loại nhựa dẻo, cao su,hoặc các chất liệu có thể uốn cong mà vẫn giữ được hiệu suất.o Ngun lý hoạt động: Duy trì tính linh hoạt trong việc thu và phát

sóng sóng radio trong điều kiện mơi trường có sự biến động vàchuyển động.

o Thơng số Kỹ thuật: Linh hoạt và có thể được uốn cong để tích hợptrên các bề mặt cong hoặc trong các khơng gian hạn chế. Sử dụngvật liệu có độ bền và đàn hồi cao để duy trì tính linh hoạt. Đảm bảohiệu suất thu và phát sóng ổn định dù ở dạng cong.

o Ứng dụng: Phổ biến trong các hệ thống di động, thiết bị y tế thôngminh, hoặc trong các ứng dụng yêu cầu anten có khả năng uốn congvà tích hợp trên các bề mặt khơng phẳng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

<i>Hình 5: Anten lưỡng cực chéo mềm</i>

o Ứng dụng: Phổ biến trong các hệ thống truyền thông không dây đadịch vụ, viễn thông di động, và các ứng dụng yêu cầu khả năng làmviệc trên nhiều dải tần số khác nhau, từ VHF đến UHF và thậm chílà các dải tần số cao hơn.

<i>Hình 6: Anten lưỡng cực chéo rộng băng tần</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

Anten Lưỡng Cực Chéo Điều Chỉnh Tần Số (Tunable Crossed Dipole):o Chức năng: Được thiết kế để có khả năng điều chỉnh tần số hoạt

động, linh hoạt cho các ứng dụng yêu cầu thay đổi tần số truyềnthông.

o Cấu trúc: Sử dụng cấu trúc chữ "X" với khả năng điều chỉnh độ dàicủa anten để thay đổi tần số hoạt động.

o Nguyên lý hoạt động: Điều chỉnh độ dài của anten để thích ứng vớitần số cụ thể, cung cấp tính linh hoạt cao cho người sử dụng. o Thơng số Kỹ thuật: Khả năng điều chỉnh tần số từ một dải tần số

đến một dải tần số khác, tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể. Kích thướclinh hoạt và có thể điều chỉnh để tích hợp vào các khơng gian hạnchế.

o Ứng dụng: Thích hợp trong các hệ thống truyền thông không dâyđa dịch vụ, nơi yêu cầu khả năng điều chỉnh tần số hoạt động đểđáp ứng các biến động trong môi trường truyền thông. Cũng phùhợp trong các kịch bản nghiên cứu và thử nghiệm khi cần đối phóvới nhiều tần số khác nhau.

<i>Hình 7: anten lưỡng cực chéo điều chỉnh tần số</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

o Cấu trúc: Sử dụng cấu trúc chữ "X" với hai anten chéo vng góc,tối ưu hóa cho việc thu và phát sóng trong mơi trường khơng dây. o Ngun lý hoạt động: Tận dụng cấu trúc chéo để cung cấp khả năng

thu và phát sóng ổn định trong mơi trường không dây đa dạng. o Thông số Kỹ thuật: Dải tần số hoạt động thích ứng với yêu cầu của

các ứng dụng truyền thông không dây cụ thể. Hiệu suất đảm bảohiệu suất thu và phát sóng tốt trong môi trường không dây đa chiều.o Ứng dụng: Phổ biến trong các thiết bị Wi-Fi, điện thoại di động, hệthống truyền thông di động, và các ứng dụng truyền thông khơngdây khác. Thích hợp cho mơi trường đơ thị và nơng thơn, nơi cóu cầu cao về khả năng thu và phát sóng đa hướng.

Anten Lưỡng Cực Chéo Radar (Radar Crossed Dipole):

o Chức năng: Được đặc biệt thiết kế để sử dụng trong hệ thống radar,chủ yếu dùng cho việc phát hiện và theo dõi các đối tượng di động. o Cấu trúc: Sử dụng cấu trúc chữ "X" với hai anten chéo vng góc,được tối ưu hóa để tăng cường khả năng thu và phát sóng trong mơitrường radar.

o Nguyên lý hoạt động: Tận dụng cấu trúc chéo để cung cấp độ chínhxác và độ nhạy cao trong việc phát hiện và theo dõi các đối tượngtrong môi trường radar.

o Thông số Kỹ thuật: Dải tần số hoạt động phổ biến trong các dải tầnsố radar, từ UHF đến millimeter-wave.

o Ứng dụng: Sử dụng rộng rãi trong các hệ thống radar, bao gồmradar quân sự, radar hàng không, và các ứng dụng radar trong hàngkhông vũ trụ. Đặc biệt quan trọng trong việc phát hiện và theo dõicác mục tiêu chuyển động nhanh trong thời gian thực.

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

<i>Hình 8: Anten lưỡng cực chéo radar</i>

hình phân bố tín hiệu thuận lợi cho việc truyền thơng khơng dây vàphát sóng truyền hình.

o Thơng số Kỹ thuật: Dải tần số hoạt động thích ứng với yêu cầu củacác ứng dụng viễn thông và truyền hình cụ thể. Tạo ra mơ hình phủsóng bán cầu mở rộng.

o Ứng dụng: Sử dụng trong các hệ thống truyền thơng và truyền hìnhkhơng dây, đặc biệt là trong mơi trường nơi u cầu phủ sóng mơhình bán cầu mở rộng, chẳng hạn như các khu vực đô thị hoặc cáckhu vực rộng lớn.

<i>Hình 9: Anten lưỡng cực chéo hình thang</i>

- Theo cấu trúc nguồn cấp:

Anten Lưỡng Cực Chéo Cấp Nguồn Đơn (Single-Feed Crossed Dipole):

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

o Chức năng: Thiết kế để đơn giản hóa cấu trúc và quy trình cài đặtbằng cách sử dụng một nguồn cấp để cả hai anten chéo, giảm chiphí và phức tạp trong quá trình lắp đặt.

o Cấu trúc: Sử dụng cấu trúc chữ "X" với chỉ một nguồn cấp, thườngở trung tâm chữ "X".

o Nguyên lý hoạt động: Sự đơn giản hóa của cấu trúc giúp giảm chiphí và tăng hiệu quả trong q trình sản xuất và triển khai. o Ứng dụng: Thích hợp cho các hệ thống truyền thơng và truyền hình

khơng dây nơi đơn giản hóa cấu trúc và chi phí lắp đặt là yếu tốquan trọng. Sử dụng phổ biến trong các ứng dụng di động và truyềnhình khơng dây tại các địa điểm cơng cộng.

<i>Hình 10: Anten Lưỡng Cực Chéo Cấp Nguồn Đơn</i>

Anten Lưỡng Cực Chéo Cấp Nguồn Độc Lập (Dual-Feed CrossedDipole):

o Chức năng: Thiết kế để có khả năng cấp nguồn độc lập cho từnganten chéo, tăng khả năng linh hoạt và điều chỉnh trong quá trìnhvận hành.

o Cấu trúc: Sử dụng cấu trúc chữ "X" với hai nguồn cấp riêng biệtcho mỗi anten chéo, tạo ra khả năng điều chỉnh độc lập.

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

o Nguyên lý hoạt động: Cho phép điều chỉnh tần số và hướng tậptrung cho từng anten chéo một cách độc lập, tối ưu hóa hiệu suất. o Thơng số Kỹ thuật: Hai nguồn cấp độc lập cho từng anten chéo. o Ứng dụng: Sử dụng trong các hệ thống radar, viễn thông, và các

ứng dụng yêu cầu khả năng điều chỉnh tần số và hướng tập trungđộc lập cho mỗi anten chéo. Đặc biệt hữu ích trong các mơi trườngđịi hỏi sự linh hoạt và tối ưu hóa hiệu suất.

<i>Hình 11: Anten Lưỡng Cực Chéo Cấp Nguồn Độc Lập</i>

<b>1.2 Lịch sử anten lưỡng cực chéo</b>

<b>- Thập kỷ 1930-1940: Phát Minh Ban Đầu</b>

o Anten lưỡng cực chéo có nguồn gốc từ những nỗ lực phát triểnanten vào cuối thập kỷ 1930 và đầu thập kỷ 1940.

o Ban đầu, anten lưỡng cực chéo được sử dụng trong các ứng dụngradar và hệ thống liên lạc quân sự.

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

o Anten Turnstile (1940s):Anten Turnstile là một trong những loạianten lưỡng cực chéo đầu tiên được phát triển. Nó thường được sửdụng trong các ứng dụng quân sự và vệ tinh.

<i>Hình 12: Anten Turnstile</i>

<b>- Thập kỷ 1950: Phát triển và Ứng Dụng Trong Viễn Thông</b>

o Trong thập kỷ 1950, anten lưỡng cực chéo được áp dụng rộng rãitrong các hệ thống truyền thông vô tuyến và truyền hình.

o Sự đa dạng của anten này đã được nghiên cứu và phát triển để tốiưu hóa hiệu suất trong các ứng dụng khác nhau.

o Anten Doublet (1950s): Anten Doublet, hay còn được biết đến làDouble Cross Antenna, là một loại anten lưỡng cực chéo được sửdụng chủ yếu trong các hệ thống radar và truyền thông.

o Anten Quadrafilar Helix (QFH) (1960s): Anten Quadrafilar Helix(QFH) được phát triển để cung cấp tính chất chống nhiễu và chấtlượng tín hiệu tốt trong ứng dụng vệ tinh và trong môi trường cónhiều nhiễu.

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

<i>Hình 12a: Anten DoubletHình 14: Anten Quadrafilar Helix</i>

<b>- Thập kỷ 1980-1990: Sự Phổ Biến Trong Công Nghiệp Wi-Fi</b>

o Với sự phát triển của công nghệ không dây và việc triển khai cácmạng Wi-Fi, anten lưỡng cực chéo trở nên phổ biến trong các thiếtbị giao tiếp không dây.

o Anten Microstrip Patch (1980s): Anten Microstrip Patch lưỡng cựcchéo được thiết kế sử dụng công nghệ microstrip patch, phổ biếntrong các ứng dụng truyền thông không dây và vơ tuyến.

<i>Hình 15: Anten Microstrip Patch</i>

<b>- Thập kỷ 2000-Đến Nay: Sự Phát triển Liên Tục và Tích Hợp</b>

o Anten lưỡng cực chéo tiếp tục được phát triển và cải tiến để đápứng yêu cầu ngày càng cao của các hệ thống truyền thơng khơngdây.

o Sự tích hợp anten lưỡng cực chéo vào các thiết bị di động như điệnthoại di động, máy tính bảng, và thiết bị IoT ngày càng trở nên phổbiến.

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

o Anten Crossed Dipole (1990s - Nay): Anten Crossed Dipole là mộtloại anten lưỡng cực chéo đơn giản với hai dipole chéo nhau. Nóthường được sử dụng trong các hệ thống truyền thông không dây vàdi động.

<b>Phần 2</b>

<b>NGUYÊN LÝ BỨC XẠ VÀ ĐẶC TÍNH2.1 Nguyên Lý Bức Xạ </b>

<b>2.1.1 Nguyên lý bức xạ</b>

Anten lưỡng cực chéo là một thiết bị truyền thông khơng dây được thiết kế để cókhả năng chấp nhận và phát sóng tín hiệu theo cả hai hướng chéo, ngang và dọc.Anten lưỡng cực chéo được cấu thành từ hai dipole điện hoặc từ nửa bước sóngđược đặt vng góc với nhau trong khơng gian. Dựa vào số nguồn cấp và phâncực ta có 4 loại anten lưỡng cực chéo khác nhau. Sau đây, chúng ta sẽ nói vềnguyên lý bức xạ của anten lưỡng cực chéo.

<b>Cấu trúc anten lưỡng cực chéo </b>

Xét một anten lưỡng cực chéo có cấu trúc đơn giản, được thiết kế để có thểtương tác với sóng radio từ cả hai hướng chéo. Hình 2.1 minh họa cấu trúc cơbản của anten lưỡng cực chéo.

<i>Hình 16: Anten lưỡngcực chéo ngày nay</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

<i>Hình 17: Cấu trúc anten lưỡng cực chéo </i>

Khi tín hiệu sóng radio truyền tới anten, một phần của năng lượng sóng sẽđược chấp nhận và phản xạ ra không gian xung quanh. Ở vùng tiếp giáp giữaanten và khơng gian tự do, các sóng bậc cao và dòng điện sẽ xuất hiện, tương tựnhư trong trường hợp ống dẫn sóng chữ nhật.

Tuy vấn đề phức tạp khi giải bài toán bức xạ của anten lưỡng cực chéotrong trường hợp tổng quát, chúng ta thường coi trường tại miệng anten là sự kếthợp của sóng tới và sóng phản xạ. Dựa trên lý thuyết anten bức xạ mặt, ta có thểxác định hàm phương hướng chuẩn hóa của anten trong các mặt phẳng E và H. Để biểu diễn hàm phương hướng chuẩn hóa của anten lưỡng cực chéo, chúng tacó thể sử dụng các đa thức Legendre và các hàm Bessel. Dưới đây là một biểudiễn tổng quát cho hàm phương hướng chuẩn hóa của anten lưỡng cực chéo:F(θ, )=Fϕ <small>E</small>(θ, )+Fϕ <small>H</small>(θ, )ϕ Trong đó:

- F(θ, ) là hàm phương hướng chuẩn hóa tổng của anten.ϕ- F<small>E</small>(θ, ) là phần của chuyển cực E.ϕ

<b>Độ rộng đồ thị phương hướng: Điều quan trọng trong nguyên lý bức xạ của</b>

anten lưỡng cực chéo là độ rộng của đồ thị phương hướng. Từ cơng thức trênchúng ta có thể thấy rằng độ rộng này tỷ lệ nghịch với kích thước a và b củaanten. Điều này ám chỉ rằng anten có kích thước lớn hơn sẽ có độ rộng phươnghướng nhỏ hơn, giúp cải thiện tính định hướng của anten lưỡng cực chéo.

<b>Tính định hướng và trở kháng: Anten lưỡng cực chéo thường gặp nhược điểm</b>

về tính định hướng và biến động đột ngột về trở kháng tại miệng anten. Điềunày dẫn đến việc một phần đáng kể của sóng bị phản xạ lại, gây tăng cao tỷ lệđứng sóng (SWR). Mở rộng miệng anten có thể giúp cải thiện trở kháng sóng vàhạn chế hiện tượng phản xạ, làm tăng hiệu suất của anten lưỡng cực chéo.

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

<b>Tương tác với sóng: Khi tín hiệu sóng radio đến anten, mỗi phần cực chéo sẽ</b>

chấp nhận một phần của năng lượng sóng. Q trình này tạo ra sự tương tác vớitín hiệu từ cả hai hướng, cung cấp khả năng chấp nhận và phát sóng linh hoạt.

<b>Phản xạ và truyền tải: Một phần nhỏ của năng lượng sóng có thể bị phản xạ</b>

trở lại, nhưng đa số sẽ được truyền tải xuống phần thân anten. Tại đây, sóng sẽtrải qua q trình chuyển đổi và được phát ra từ miệng anten. Quá trình này giúpanten chuyển đổi năng lượng sóng thành sóng điện từ để truyền tảiHướng cựcchéo: Anten lưỡng cực chéo có khả năng chấp nhận và phát sóng tín hiệu theo cảhai hướng chéo, ngang và dọc. Điều này làm cho anten linh hoạt trong việc đápứng và định hình vùng phủ sóng, đặc biệt hữu ích trong mơi trường đa hướng.

<b>Hàm phương hướng chuẩn hóa: </b>

Dựa trên lý thuyết anten bức xạ mặt, hàm phương hướng chuẩn hóa của anten lưỡng cực chéo có thể được xác định trong các mặt phẳng E (chếch) và H (ngang). Công thức cho độ rộng của đồ thị phương hướng (2θE và 2θH) thường phản ánh sự linh hoạt và khả năng định hướng của anten.

D(θ)=sin((πL/λ)cos(θ))/ sin(πL/λ)

<b>Chế độ phân cực kép (Linear Polarization): </b>

Trong chế độ này, anten tạo ra sóng với một hướng cụ thể của điện trường và từ trường, có nghĩa là sóng chỉ dao động theo một hướng cụ thể trong không gian. Đối với anten lưỡng cực chéo, thường có hai phần tử anten chính nằm chéo nhau. Mỗi phần tử này thường được thiết kế để tạo ra sóng với một phân cực tuyến tính, thường là vng góc với nhau. Khi tín hiệu được truyền qua hai phầntử này, có sự pha chênh lệch và amplitud của tín hiệu, tạo ra phân cực kép.

<b>Chế độ phân cực tròn (Circular Polarization): </b>

Trong chế độ này, anten tạo ra sóng với hình dạng cầu vồng, tức là điện trường và từ trường dao động theo đường tròn khi di chuyển qua một điểm cố định trong không gian. Để đạt được phân cực tròn, anten lưỡng cực chéo được thiết kế sao cho có sự chênh lệch pha giữa hai phần tử anten và có mức độ phân cực kép đặc biệt. Có hai loại chính của phân cực tròn: phân cực tròn ngược chiều kim đồng hồ (Right Hand Circular Polarization - RHCP) và phân cực tròn theo chiều kim đồng hồ (Left Hand Circular Polarization - LHCP), tùy thuộc vào hướng quay của cầu vồng.

<b>2.1.2 Cấp nguồn</b>

Để có thể hoạt động được, anten phải được cung cấp dịng điện có cường độbằng nhau theo phương cầu phương và lệch pha nhau 90 độ. Điều này thườngđược thực hiện thông qua các kỹ thuật đường dẫn điện hoặc bằng cách thêm mộtđiện trở nối tiếp với lưỡng cực.

</div>