Điện trường của sóng điện doc

4tech.com.vn

4tech.com.vn

Ví dụ 1
Điện trường của sóng điện từ phân cực tuyến tính được cho:
0
ˆ
( , )
jkz
inc
E e E x y x



Sóng điện từ này được thu nhận bằng một anten phân cực tuyến tính điện trường bức xạ từ anten này
khi hoạt động ở chế độ phát có dạng:
 
ˆˆ
( ) ( , , )E r x y E r



Tìm hệ số mất mát do phận cực (PLF – polarization loss factor)
Giải:
Vector phân cực của sóng tới:
ˆˆ
inc
px

Vector phân cực của anten thu:

 
1
ˆ ˆ ˆ
2
p x y

Hệ số mất mát do phận cực:
2
1
ˆˆ
.3
2
inc
PLF p p dB   



Ví dụ 2
Một sóng điện từ phân cực tròn tay phải (quay theo chiều kim đồng hồ) bức xạ từ một anten đặt rất xa
gốc tọa độ của hệ tọa độ cầu với hướng tới tương ứng với góc
 
,

của hệ tọa độ cầu. Sóng tới được
biểu diễn:
 
 
ˆˆ
,,
inc

E j E r
   

. Sóng điện từ này được thu nhận bởi một anten thu đặt tại gốc tọa
độ có sóng bức xạ khi hoạt động ở chế độ phát phân cực tròn tay phải.
Xác định hệ số mất mát do phân cực (PLF)

4tech.com.vn

4tech.com.vn



Giải:

Vector phân cực của sóng tới:
 
1
ˆˆ
ˆ
2
inc
pj



Vector phân cực của anten thu:
 
1
ˆˆ

ˆ
2
inc
pj



Hệ số mất mát do phận cực:
2
ˆˆ
. 1 0
inc
PLF p p dB  



x
z
y


a
E
inc
E
ˆ

ˆ

a

E
ˆ
r
4tech.com.vn

4tech.com.vn



1) Anten đẳng hướng giả thuyết bức xạ trong không gian tự do (không khí). Ở khoảng cách 100m so với
anten cường độ điện trường đo được là 5V/m. Tìm
a) Mật độ công suất
b) Công suất bức xạ từ anten.





4tech.com.vn

4tech.com.vn

2) Cường độ bức xạ cực đại của một anten hiệu suất 90% là 200 mW/sr. Tìm hệ số định hướng, và độ lợi
tối đa của anten khi:
a) Công suất đưa vào anten là 125.66 mW
b) Công suất bức xạ của anten là 125.66 mW

3) Công suất bức xạ của một anten không tổn hao là 10 W. Đặc tính hướng tính của anten được biểu
diễn bằng hàm cường độ bức xạ:
 

2
0
, cos , 0 / 2, 0 2UB
      
    
. Tìm:
a) Mật độ công suất cực đại tại điểm cách anten 1000 m, và xác định hướng bức xạ cực đại.
b) Góc khối của anten
c) Hệ số định hướng (không thứ nguyên và dB)
d) Độ lợi (không thứ nguyên và dB)

4) Công suất bức xạ của một anten không tổn hao là 10 W. Đặc tính hướng tính của anten được biểu
diễn bằng hàm cường độ bức xạ:
 
3
0
, cos , 0 / 2, 0 2UB
      
    
. Tìm:
a) Mật độ công suất cực đại tại điểm cách anten 1000 m, và xác định hướng bức xạ cực đại.
b) Góc khối của anten
c) Hệ số định hướng (không thứ nguyên và dB)
d) Độ lợi (không thứ nguyên và dB)


Ví dụ 3

Hai anten loa hoạt động ở băng tần X (8.2 – 12.4 GHz) cách nhau
100


. Hệ số phản xạ tại đầu cuối của
anten phát là 0.1 và của anten thu là 0.2. Hệ số định hướng của anten phát là 16dB, của anten thu là 20
dB. Công suất đưa vào đường truyền sóng không tổn hao nối với anten phát là 2W. Hai anten được bố
trí để đạt được tối đa về độ định hướng và có được sự phối hợp phân cực. Tìm công suất anten thu cung
cấp cho tải.
Giải:
Hiệu suất: e
r
=e
t
=1
Hệ số mất mát do phân cực:
10PLF dB

Độ định hướng anten phát: D
t
=D
tmax
= 16dB = 39.81
4tech.com.vn

4tech.com.vn

Độ định hướng anten thu: D
r
=D
rmax
= 20dB = 100
Công suất tiêu thụ trên tải của anten thu :

5) Một anten với điện trở bức xạ là 48-Ohm, điện trở tiêu tán là 2-Ohm và thành phần kháng là +50-
Ohm. Anten được nối với nguồn với điện áp hở mạch là 10V, nội trở nguồn là 50-Ohm qua một đoạn
đường truyền sóng (không tổn hao) dài
/4

, trở kháng đặc tính là 100-Ohm.
a) Vẽ mạch tương đương
b) Xác định công suất cung cấp từ nguồn đến anten.
c) Xác định công suất bức xạ từ anten.

6) Một anten có diện tích hiệu dụng tối đa là 2.147 m
2
tại tần số hoạt động 100MHz. Giả sử không có
tiêu hao do vật dẫn và điện môi. Trở kháng vào của anten là 75-Ohm, và nó được nối với đường truyền
sóng có trở kháng đặc tính là 50-Ohm. Tìm hệ số định hướng của hệ anten (“hệ” ở đây có nghĩa là bao
gồm ảnh hưởng của cả đường truyền sóng). Giả sử không có tổn hao phân cực.


7) Một bộ phản xạ parabol, được hiểu như một đĩa parapol, đường kính đĩa là 1m, tần số hoạt động là
3GHz. Giả sử hệ số hiệu quả sử dụng diện tích là 68%, xác định:
a) Diện tích vật lý của bộ phản xạ
b) Diện tích hiệu dụng cực đại của anten
c) Hệ số định hướng
d) Công suất cực đại cung cấp đến tải từ anten, nếu mật độ công suất của sóng tới anten
2
10 /Wm


. Giả sử không có tổn thất trong việc truyền giữa anten và tải.


4tech.com.vn

4tech.com.vn

8) Anten phát và thu có khoảng cách 1km hoạt động ở tần số 1GHz với độ lợi của anten phát là 20dB,
của anten thu là 15dB. Tìm công suất tối đa có thể đấn tải ở phía thu khi công suất vào anten phát là
150W khi:
a) Hai anten được phối hợp phân cực
b) Anten phát có phân cực tròn (tay trái hoặc tay phải) và anten thu có phân cực tuyến tính.

9) Một chuỗi bộ lặp cho một đường link viba hoạt động ở tần số 10GHz để tiếp sóng truyền hình cho
một vùng núi hiểm trở. Mỗi bộ lặp bao gồm một bộ thu, một bộ phát, anten và một số thiết bị kèm theo.
Bộ phát và thu sử dụng anten loa có độ lợi 15dB. Khoảng cách giữa hai trạm lặp là 10km. Để có thể đạt
được tỉ số tín hiệu trên nhiễu theo yêu cầu công suất thu phải đạt 10nW. giả sử mất mát do phân cực
không quá 3dB, có được sự phối hợp trở kháng, không gian truyền sóng là không khí. Xác định công suất
tối thiểu của máy phát.



10) Trong hệ thống truyền thông viba tầm xa hoạt động ở tần số 9GHz, anten phát và thu cách nhau
10000m. Để có thể đạt được tỉ số tín hiệu trên nhiễu ở phía thu công suất phải đạt
10 W

. Giả sử hai
anten được bố trí để đạt được sự thu nhận tối đa bao gồm cả việc phối hợp phân cực. Độ lợi của anten
phát và thu phản đạt bao nhiêu (dB) biết rằng công suất vào anten phát là 10W.