đồ án kỹ thuật điện điện tử Bài nhóm Những vấn đề Cơ bản về Anten

Anten và truyền sóng Nhóm 22
Cơ bản về Anten
Mục lục :
Mục lục tr.01
Lời mở đầu tr.02
I. Khái niệm và các điều khoảng tr.02
a. Hình thành sóng âm tần tr.02
b. Bức xạ tr.02
i. Trường bức xạ tr.03
ii. Các mô hình bức xạ tr.04
c. Sự phân cực tr.04
i.Những yêu cầu đối với các tần số phân cực khác nhau tr.05
ii.Ưu điểm của phân cực dọc tr.06
iii.Ưu điểm của phân cực ngang tr.07
d. Sự định hướng tr.07

e. Sự cộng hưởng tr.08
f. Sự tiếp nhận tr.08
g. Sự tương phản tr.09
h. Trở kháng tr.10
i. Băng thông tr.10
j. Độ lợi tr.10
k. Góc cất của anten tr.12
II. Các hiệu ứng mặt đất tr.12
a.Lý thuyết tiếp đất cho anten tr.13
b.Các loại tiếp đất tr.13
c.Cân bằng tr.14
d.Bề mặt tiếp đất tr.15
Trang 1
Anten và truyền sóng Nhóm 22
II. Tính toán chiều dài của anten tr.15

III. Định hướng cho anten tr17
a.Phương vị tr.17
b.cải tiến sự giao biên tr.18
c. Truyền dẫn và tiếp nhận cường độ tín hiệu tr.19
Lời mở đầu
Những thiết bị vô tuyến, cho dù được dùng để phát hay thu, đều yêu cầu phải có một
anten. Các anten này sẻ tiếp nhận công suất của máy phát và đưa nó vào không gian dưới
dạng sóng điện từ hoặc sóng vô tuyến. Tại mạch thu, hoạt động tương tự như một anten
sẻ tiếp nhận năng lượng sóng điện từ và chuyển đổi nó thành dòng điện hoặc tín hiệu mà
máy thu có thể phát hiện được.
Làm thế nào cũng khởi động ăng-ten và thu sóng điện từ trực tiếp từ các hệ thống
truyền thông một cách cậy và chất lượng. Các chức năng của một ăng ten phụ thuộc vào
việc nó được dùng để phát hay để nhận.
Một ăng ten phát sẻ biến đổi tần số tín hiệu điện ở máy phát vô tuyến thành một điện
từ trường đó là bức xạ trong không gian. Các anten phát sẻ chuyển đổi năng lượng từ
dạng này sang dạng khác. Các anten nhận thì đảo ngược quá trình này. Nó biến đổi các
trường điện từ thành năng lượng RF rồi gửi đến một máy thu vô tuyến.
I. Khái niệm và các điều khoảng :
Để chọn anten phù hợp cho một mạch vô tuyến, phải hiểu rỏ một số khái niệm
và điều khoản. Phần này xác định một số điều khoản cơ bản và các mối quan hệ đó
sẽ giúp người đọc hiểu nguyên tắc cơ bản của anten. Chúng bao gồm: việc tạo
thành một làn sóng vô tuyến, các lĩnh vực và các mô hình bức xạ, phân cực, định
hướng, cộng hưởng, tiếp nhận, tương phản, trở kháng, băng thông, độ lợi, và góc
cất cánh.
a. Sự hình thành sóng vô tuyến :
Khi một dòng điện chạy qua dây xoắn đôi, dòng điện và từ tính được tạo ra
xung quanh dây dẫn. Nếu chiều dài của dây dẫn là rất ngắn so với bước sóng, các
dòng điện và từ tính thường sẽ bị triệt tiêu trong khoảng một hoặc hai bước sóng.
Tuy nhiên, khi đường truyền xa, cường độ của từ trường sẻ tăng lên. Như vậy,
năng lượng bị tổn thất ngày ngày tăng khi truyền đi xa, khi độ dài của các dây

Trang 2
Anten và truyền sóng Nhóm 22
băng một nữa bước sóng ở tần số được áp dụng hiện nay, thì đa phần năng lượng
được thoát ra dưới dạng bức xạ điện từ.
b. Bức xạ :
Một khi dây dẫn được kết nối với một máy phát và được tiếp đất, nó bắt đầu
hình thành dao động điện, và tạo ra làn sóng để chuyển đổi năng lượng máy phát
thành sóng vô tuyến điện từ. Các năng lượng điện từ được tạo ra bởi dòng chảy
của các điện tích bên trong dây dẫn. Các điện tích di chuyển lên đầu dây,
nơi chúng không còn chổ để đi và quay trở lại bên dưới dây dẫn. Như các điện tử
chạy dài đến nơi thấp hơn, nghĩa là, trong bước sóng năng lượng vô tuyến được
chấp nhận bởi các máy phát, năng lượng do chuyển động của chúng được tăng
cường mạnh mẽ khi chúng bị quay trở lại dọc theo dây. Trong quá trình duy trì sự
dao động. dây được cộng hưởng ở tần số mà tại đó các nguồn năng lượng là luân
phiên.
Năng lượng sóng vô tuyến được cung cấp cho dây ăng ten xuất hiện và phân
phối đều trên toàn bộ chiều dài của nó. Năng lượng được lưu trữ tại bất kỳ vị trí
nào dọc theo dây là kết quả của điện áp và dòng điện tại điểm đó. Nếu điện áp cao
tại một điểm nhất định, thì dòng điện phải bị giảm thấp. Nếu dòng điện là cao,
điện áp phải được thấp. Các dòng điện đạt cực đại ở gần đầu cuối của dây dẫn.
i. Trường bức xạ :
Khi công suất sóng cao tần được gửi đến anten, hai trường trong đó.
Một là trường cảm ứng, được gắn liền với năng lượng được lưu trữ; kia là
một trường bức xạ. Tại ăng ten, cường độ của các trường này lớn và tỷ lệ
thuận với lượng năng lượng sóng cao tần gửi đến anten. Ở khoảng cách
ngắn từ ăng-ten và hơn thế nữa, chỉ có trường bức xạ tồn tại. Trường này
gồm có một thành phần điện và một thành phần từ trường (xem hình 2-1)
Các thành phần điện và từ bức xạ từ một anten hình thành trường điện
từ. Trường điện từ phát và nhận năng lượng điện từ trong không gian tự do.
Sóng vô tuyến là một trường điện từ di chuyển, là một vectơ có chiều theo

hướng lan truyền và thành phần cường độ điện trường và cường độ từ
trường sắp xếp vuông góc với nhau.
Trang 3
Anten và truyền sóng Nhóm 22
Hình 2-1. Trường bức xạ
ii. Các mô hình bức xạ :
Những tín hiệu vô tuyến bức xạ từ một anten sẻ hình thành một trường
điện từ với một dạng nhất định, tùy thuộc vào loại anten được sử dụng. Mô
hình này cho thấy đặc điểm hướng bức xạ của anten. Một anten thẳng đứng
có năng lượng bức xạ bằng nhau theo mọi hướng (đa đường), anten nằm
ngang chủ yếu là hai chiều, và anten một hướng bức xạ năng lượng theo
một hướng. Tuy nhiên, các mô hình thường bị bóp méo bởi các vật cản ở
gần đó hoặc đặc tính của địa hình. Các mô hình đầy đủ hoặc bức xạ solid
được biểu diễn dưới dạng một hình ba chiều trông hơi giống như một chiếc
bánh rán với một ăng ten truyền ở trung tâm (hình 2-2)
Trang 4
Anten và truyền sóng Nhóm 22
Hình 2-2. Mô hình bức xạ
c. Sự phân cực :
Sự phân cực của sóng bức xạ được xác định bởi sự điều khiển của tuyến truyền
dẫn, của các yếu tố tạo nên điện trường. Nếu tuyến của dòng điện là vuông góc với
bề mặt Trái Đất, sóng được phân cực theo chiều dọc (Hình 2-3). Nếu tuyến của
dòng điện song song với bề mặt Trái Đất, sóng là phân cực theo chiều ngang
(Hình 2-4). Khi năng lượng của một dây anten đơn lẻ(bên thu) do một sóng vô
tuyến truyền qua, đạt tối đa nếu anten được định hướng trong cùng một phương
với các thành phần điện trường. Một anten thẳng đứng sẻ nhận được sóng phân
cực thẳng đứng, và một anten ngang sẻ nhận được sóng phân cực theo chiều
ngang. Nếu trường luân phiên như những con sóng đi qua không gian, sẻ tồn tại
hai thành phần trường ngang và dọc, và sóng này có phân cực elip.
Trang 5

Anten và truyền sóng Nhóm 22
Hinh 2-3 / 2-4.phân cực dọc và phân cực ngang
i. Yêu cầu đối với những tần số phân cực khác nhau :
Tại tần số trung bình và tần số thấp, việc phát sóng mặt đất được sử
dụng rộng rãi, và phân cực thẳng đứng cần được sử dụng. Dọc theo đường
vuông góc với mặt đất, và sóng vô tuyến có thể lan truyền một khoảng cách
đáng kể dọc theo mặt đất với tổn hao thấp. Vì Trái đất đóng vai trò như một
dây dẫn tương đối tốt ở tần số thấp, đường sức điện động nằm ngang rất
ngăn, và phạm vi tác dụng với sự phân cực nằm ngang được giới hạn.
Ở tần số cao, khi phát sóng trên bầu trời, sự khác biệt giữa phân cực
nằm ngang hoặc thẳng đứng là rất ít. Sóng trời, sau khi được phản xạ ở tầng
điện ly, đến các anten thu có phân cực elip. Do đó, anten phát và anten nhận
có thể được thiết kế theo chiều ngang hoặc chiều dọc. anten ngang được ưa
thích hơn, vì chúng tỏ ra có hiệu quả ở góc độ cao và có đặc tính định
hướng.
Đối với các dãy tần số VHF hoặc UHF, hoặc phân cực nằm ngang hoặc
thẳng đứng được thoả mãn. Kể từ khi sóng vô tuyến lan truyền trực tiếp từ
anten phát đến anten tiếp nhận, sự phân cực ban đầu tại các anten phát được
duy trì dưới dạng sóng truyền đến các anten thu. Nếu một anten nằm ngang
được sử dụng để phát, thì một anten nằm ngang phải được sử dụng để thu.
Trang 6
Anten và truyền sóng Nhóm 22
Vệ tinh và thiết bị đầu cuối của vệ tinh sử dụng phân cực tròn. Phân cực
tròn là phân cực có mặt phẳng phân cực xoay 360° khi nó tiến về phía
trước. Việc di chuyển có thể cùng chiều hoặc ngược chiều kim đồng hồ
(xem hình. 2-5). Sự phân cực tròn xảy ra khi sóng phân cực theo chiều dọc
và theo chiều ngang bằng nhau được kết hợp với sự di chuyển một pha 90°.
Di chuyển theo một hướng hoặc hướng khác phụ thuộc vào mối quan của
pha.
ii. Ưu điểm của phân cực dọc :

Dọc theo sóng nửa sóng và ¼ bước sóng anten cung cấp thông tin đa
hướng. Đây là điều mong muốn trong thông tin truyền tải đi xa. Điểm bất
lợi là nó bức xạ như nhau cho đối tượng mong muốn và cả đối tượng không
mong muốn.
Hình 2-5.Phân cực tròn
Khi chiều cao ăng ten được giới hạn ở 3,05 mét (10 feet) hoặc ít hơn
trên đất, như trong một tiến trình cài đặt, phân cực dọc cung cấp một tín
hiệu nhận được mạnh mẽ hơn ở tần số lên đến khoảng 50 MHz. Từ khoảng
5-10 MHz, có một ít cải tiến hơn phân cực ngang với một anten cùng một
chiều cao. Ở trên 100 MHz, sự khác biệt trong cường độ tín hiệu giữa phân
cực thẳng đứng và phân cực ngang là rất nhỏ. Tuy nhiên, khi anten được
đặt gần các khu rừng rậm rạp, sóng phân cực ngang bị tổn hao it hơn sóng
phân cực thẳng đứng.
Bức xạ do phân cực dọc ít bị ảnh hưởng bởi sự phản xạ do máy bay bay
trên con đường truyền dẫn. Với phân cực ngang, phản ánh như vậy gây ra
Trang 7
Anten và truyền sóng Nhóm 22
các biến thể ở cường độ tín hiệu nhận được. Một ví dụ là các rung hình ảnh
trong một thiết lập truyền hình khi một máy bay đi qua đường truyền dẫn.
yếu tố này rất quan trọng trong khu vực mà máy bay là phương tiện giao
thông chủ yếu.
Khi phân cực thẳng đứng được sử dụng, ít nhiễu được tạo ra khi dùng
tần số VHF và UHF để phát (chương trình TV và FM) vì chúng sử dụng
phân cực ngang. Yếu tố này rất quan trọng khi anten được đặt trong khu
vực đô thị có truyền hình hoặc đài phát sóng FM.
iii. Ưu điểm của phân cực ngang :
Một anten ngang nửa sóng ngang có hai hướng. đặc tính này rất hữu ích
trong việc giảm thiểu nhiễu từ các hướng nhất định.
Anten ngang ít bị nhiễu nhân tạo, mà bình thường vẫn gây ra cho phân
cực dọc. Khi anten được đặt gần các khu rừng rậm rạp, Sóng phân cực

ngang bị tổn hao thấp hơn so với sóng phân cực theo chiều dọc, đặc biệt là
ở trên 100MHz. Những thay đổi nhỏ ở vị trí anten không gây ra các biến
thể lớn trong cường độ trường của sóng phân cực ngang khi ăng ten nằm
trong cây hay các toà nhà. Khi phân cực thẳng đứng được sử dụng, một sự
thay đổi chỉ một vài feet vào vị trí ăng ten cũng có thể gây một tác động
đáng kể vào cường độ tín hiệu nhận được.
d. Sự định hướng :
Các anten dọc thu được tất cả các tín hiệu từ những hướng nằm ngang ,những
anten phát ,dọc bức xạ tín hiệu theo những hướng nằm ngang . Bởi vì đặc tính này
,mà ở đó những trạm khác hoạt động cùng tần số hoặc gần với tần số giao thoa với
những tín hiệu mong muốn và gây nên khó khăn trong việc thu nhận tín hiệu hoặc
không thể thu nhận tín hiệu . Tuy nhiên việc thu nhận một tín hiệu mong muốn có
thể cải thiện được bằng cách sử dụng những anten có hướng .
Những anten có nửa bước sóng nằm ngang có thể thu được các tín hiệu vô
tuyến từ các hướng . Những tín hiệu nhận mà mạnh nhất được thu theo hướng
thẳng tới anten. Tín hiệu nhận yếu nhất sẻ được thu từ những hướng cuối anten.
Những tín hiệu nhiễu có thể loại bỏ hoặc giảm bằng cách lắp đặt anten mà ở đó
những điểm cuối của anten được gắn trực tiếp tới trạm nhiễu.
Trang 8
Anten và truyền sóng Nhóm 22
Sự thông tin qua mạch vô tuyến thỏa mãn khi những tín hiệu nhận được phải
đủ mạnh để xuyên qua những tín hiệu không mong muốn và nhiễu. Bộ thu phải
nằm trong dãy phát. Tăng công suất phát giữa 2 trạm vô tuyến làm tăng hiệu quả
thông tin giữa các tín hiệu . Hơn nửa thay đổi kiểu phát và thay đỗi tần số thì
không thể sẳn sàng hấp thụ hoặc sử dụng những anten có hướng để hổ trợ việc
thông tin có hiệu quả.
Những anten phát có hướng tập trung bức xạ từ một hướng và làm cực tiểu
những bức xạ từ những hướng khác nhau .Một anten có hướng cũng có thể được
sử dụng để làm giảm giao thoa bởi những tín hiệu bất lợi và giao thoa với những
trạm gần nó.

e. Sự cộng hưởng :
Các anten được phân ra hai loại : Cộng hưởng và không cộng hưởng,phụ thuộc
vào sự thiết kế . Trong một anten cộng hưởng , hầu hết các tín hiệu vô tuyến được
đưa đến anten để được bức xạ . Nếu anten được đưa đến với một tần số khác hơn
tần số mà nó cộng hưởng , nhiều tín hiệu được đưa đến sẻ bị mất và sẻ không bị
bức xạ . Một anten cộng hưởng sẻ bức xạ một cách có hiệu quả một tín hiệu vô
tuyến nếu như các tần số đó gần với tần số được thiết kế ( thường thì chỉ trên hoặc
dưới 2% tần số thiết kế) . Nếu một anten có hướng được sử dụng cho một mạch
vô tuyến,một anten được tách ra phải được xây dựng mỗi tần số để được sử dụng
trong một mạch vô tuyến .Một anten vô hướng sẻ ảnh hưởng việc bức xạ bề rộng
dảy tần số với hiệu quả giảm đi . Anten vô hướng và có hướng thường thì được sử
dụng trong những mạch chiến thuật . Anten có hướng có thể đạt được theo 2 cách :
Phối hợp tính độ dài vật lý so với sóng và tính điện của anten so với sóng .
f. Sự tiếp nhận :
Sóng vô tuyến mà ở đó rời khỏi anten phát sẻ bị ảnh hưởng bợi bất kì electroc
trong đường truyền vô tuyến . Ví dụ một sóng vô tuyến đi vào tần điện ly ,nó sẻ bị
phản xạ hoặc khúc xạ trở lại trái đất bởi những điện tử tự do trong vùng khí
quyển . Khi sóng vô tuyến va chạm với vật liệu bằng sắt của anten nhận ,những
vùng điện tử có sóng vô tuyến sẻ tạo ra những electron trong anten để dao động vể
phía sau hoặc phía trước với những sóng mà bó đ cho qua . Sự di chuyển của các
electron trong anten sẻ làm dòng điện thay đổi chiều mà ở đó được phát hiện bởi
bộ thu vô tuyến .
Khi các sóng vô tuyến va chạm với các electron tự do mà dưới sự ảnh hưởng
của sóng điện. Những electron tự do dao động với sóng mà có thể chấp nhận
được . Điều này sẻ tạo ra dòng điện và sau đó tạo ra sóng . Những sóng mới này sẻ
Trang 9
Anten và truyền sóng Nhóm 22
phản xạ và phân tán . Quá trình này gọi là sự tán xạ điện từ . Tất cả vật liệu làm
bằng điện tốt sẻ phản xạ và phân tán năng lượng của RF. Ví thế một anten làm từ
những vật liệu tốt sẻ hoạt động như tự phân tán .

Nếu một anten được định vị trong môi trường đô thị tắt nghẻn hoạt trong tòa
nhà ,có nhiều công trình mà ở đó sẻ phân tán hoặc bức xạ năng lượng mà ở đó có
hại cho việc thu nhận tín hiệu .Ví dụ những dây điện bên trong trò nhà có thể bức
xạ năng lượng của tín hiệu RF một cách mạnh mẽ. Nếu một anten nhận gần với
những sợi dây ,nó có thể phản xạ năng lượng để hủy bỏ năng lượng được nhận
trực tiếp từ đường tín hiệu mong muốn .Khi điều kiện này tồn tại thì anten thu cần
di chuyển đến vị trí khác trong trong phòng mà ở đó tín hiệu được phản xạ và trưc
tiếp có thể được tăng cường hơn .
g. Sự tương phản :
Những thuộc tính khác nhau của một anten thì tương đương nhau ,bất chấp
việc anten truyền hay nhận tín hiệu .Đây là tính thuận nghịch của các anten . Ví dụ
như : Để tăng hiệu ứng của một anten trong việc phát .Để tăng hiệu quả hơn cho
việc nhận cùng tần số. Thuộc tính có hướng của anten cho việc truyền và nhận tín
hiệu thì giống nhau .
Ví dụ như : Hình 2-6 trang 2-14 thể hiện một anten đặc biệt được sử dụng với
độ bức xạ cực đại năng lượng ở gốc phải tới sợi dây anten. Có một số lượng nhỏ
sự bức xạ dọc theo tâm của anten . Nếu điều anten này giống nhau được sử dụng
như là anten thu. Nó nhận tín hiệu tốt nhất trong cùng hướng mà ở đó nó tạo ra
bức xạ cực đại ( từ gốc phải đến tâm của anten ) . Có một số lượng nhỏ tín hiệu
được nhận từ máy phát được đặt trong sợi dây với dây anten .
Trang 10
Anten và truyền sóng Nhóm 22
h. Trở kháng :
Trở kháng có mối quan hệ giữa điện áp và dòng điện ở mọi điểm trong một
mạch điện xoay chiều . Trở kháng của một anten tương đương với điện áp và dòng
điện tại một điểm trong anten mà ở đó việc cấp tín hiệu được kết nối đến . Nếu
điểm cấp được đặt tại điểm cực đại của dòng điện thì trở kháng anten trong
khoảng từ 20-100ohm. Nếu điểm cung cấp được di chuyển đến điểm điện áp cực
đại thì trở kháng từ 500-10000ohm.
Trở kháng đầu vào của anten phụ thuộc vào độ dẩn điện hoặc trở kháng của đất

.Ví dụ như : Trở kháng là một cọc được di động đơn giản khoảng một m vào trong
đất của độ dẩn điện trung bình. Trở kháng của một đơn cực có thể được tăng gấp 2
hoặc gấp 3 được xác định giá trị. Bởi vì việc thêm giá trị điện trở xảy ra ở một
điểm trong mạch anten mà ở đó dòng điện cao , công suất phát lớn sẻ tán xạ sức
nóng vào trong đất hơn là bức xạ mạnh . Vì thế nó là bản chất việc cung cấp đất
tốt và đất nhân tạo bằng cách sử dụng dây dọc hoặc đơn cực . Số lượng công suất
bực xạ trong anten phụ thuộc vào số lượng dòng điện mà chảy qua nó. Công suất
cực đại được bức xạ khi có dòng điện chạy qua nó cực đại . Dòng điện chạy qua
cực đại khi trở kháng cựa tiểu . Anten được cộng hưởng khi trở kháng là điện trở
thuần (khi dung kháng bằng với cảm kháng thì bằng 0,lúc này trở kháng là điện
trở thuần ).
i. Băng thông :
Trang 11
Anten và truyền sóng Nhóm 22
Băng thông của một anten mà dảy tần số mà ở đó nó sử dụng trong một giới
hạn được xác định rỏ. Giới hạn này được phối hợp trở kháng ,độ lợi ,hoặc /và đặc
tính đồ thị bức xạ . Đặc điểm kỹ thuật thường giới hạn là :
• Không phối hợp trở kháng có tỷ số ít hơn 2:1 cho tới một chuẩn trở kháng
là 50ohm
• Suy giảm hoặc ảnh hưởng không hơn 3dB.
• Đồ thị bức xạ của chùm ánh sáng chình là 13dB,nhiều hơn bất kì các bên
búp sóng nào hoặc búp sau là 15dB bên dưới chùm ánh sáng chính .
• Băng thông được đo lường bằng cách thay đổi tần số của độ dài hằng số
của tín hiệu kiểm tra bên trên hoặc bên dưới tần số trung tâm và đo công
suất ngỏ ra . Tần số phía trên hoặc dưới mà ở đó công suất bằng một nửa (-
3dB) tần số trung tâm. Đây là định nghỉa băng thông . Nó được biểu diển
như là tần số (tần số cao trừ tần số thấp ) hoặc phần trăm((tần số cao – tần
số thấp / tần số trung tâm) * 100%).
Trong xử lí thông tin ,thông tin thay đổi tốc độ vào tần số thấp mà ở đó được
sử dụng để điều chế và gây ra sự thay đổi ,trong nhiều tần số cao hơn của tín hiệu

vô tuyến .
Khi tín hiệu được phát bởi một anten ,tín hiệu vô tuyến này sẻ mang thông tin
đến anten thu mà ở đó nó sẻ thu lại và chuyển đổi lại thành tín hiệu gốc. Đây là
nguyên lý chung trong việc giới hạn số lương thông tin hoặc tín hiệu mà ở đó có
thể phát hoặc nhận cùng một lúc . Số lượng từ cao hơn trong mổi phút và tốc độ
cao hơn và tần số điều chế ,vì thế băng thông lớn là rất cần thiết . Để phát và nhận
tất cả các tin hiệu cần thiết thì băng thông anten phải rông hơn bằng thông của tín
hiệu . Mặt khác nó sẻ giới hạn tần số tín hiệu,âm thoại mà ở đó không phải là
thông tin cần thiết . BW quá rộng thì củng không tốt ,vì thế nó chấp nhận tín hiệu
thoại thêm vào và là giảm tỉ số S/N. Hình 2-7 thể hiện băng thông của tín hiệu
được định nghĩa băng thông yêu cầu để phát tín hiệu thông tin thông thường .
j. Độ lợi :
Độ lợi băng thông phụ thuộc vào việc thiết kế . Anten phát thì được thiết kế
với hiệu quả cao để bức xạ năng lượng và anten thu được thiết kế với hiệu quả cao
để thu được tín hiệu năng lượng. Trong nhiều mạch vô tuyến ,việc truyền được
yêu cầu một bộ phát và chỉ một trạm thu . Năng lượng thì được bức xạ trong một
hướng bởi vì nó thế hửu ích cho hướng đó . Anten thu có hướng tăng độ lợi năng
Trang 12
Anten và truyền sóng Nhóm 22
lượng trong hướng mong muốn và giảm tín hiệu nhiễu không mong muốn và
những tín hiệu từ những hướng khác . Anten thu và anten phát độ suy giảm cần
phải nhỏ và hiệu quả bức xạ và bộ thu phải tốt.
Hình 2-7. Độ Lợi
k. Góc cất của anten :
Góc cắt của anten là góc bên trên của phương nằm ngang mà ở đó anten được
bức xạ năng lượng với số lượng lớn . Anten VHF được thiết kế mà ở đó năng
lượng bức xạ theo hướng song song với trái đất . Góc cắt của một anten HF có thể
quyết định trong việc mạch điện thành công hay không ? Sóng trời của anten HF
được thiết kế với góc cắt đặc biệt ,phụ thuộc vào khoảng cách mạch điện . Góc cắt
cao thì sử dụng cho việc truyền khoảng cách ngắn,góc cắt nhỏ thì sử dụng cho

khoảng cách thông tin dài
Trang 13
Anten và truyền sóng Nhóm 22
II. Các hiệu ứng mặt đất :
Vì hầu hết các ăng-ten tọa độ được dựng lên trên Trái đất và không ra ngoài
không gian tự do, ngoại trừ những ăng-ten vệ tinh, mặt đất sẽ làm thay đổi hình
dạng bức xạ của anten trong không gian tự do. Mặt đất cũng sẽ ảnh hưởng đến
một số các đặc tính điện của ăng ten. Nó có ảnh hưởng lớn nhất trên những ăng-
ten mà phải được thiết lập một cách tương đối gần mặt đất trong giới hạn của bước
sóng. Ví dụ, ở tần số trung và cao tần của ăng-ten, cao so với mặt đất chỉ một phần
của bước sóng, sẽ có các hình dạng bức xạ mà nó khá khác với hình dạng trong
không gian tự do.
a. Lý thuyết tiếp đất cho anten :
Mặt đất là một dây dẫn tốt cho các tần số trung bình và thấp và hoạt
động như là một tấm gương lớn cho các năng lượng bức xạ. Mặt đất phản
ánh một lượng lớn năng lượng mà nó bị bức xạ giảm dần từ một ăng ten
được thiết lập cách xa nó. Sử dụng đặc tính của mặt đất, một ăng ten chỉ có
một phần tư bước sóng dài có thể được làm tương đương của một anten nữa
Trang 14
Anten và truyền sóng Nhóm 22
bước sóng. Một phần tư sóng ăng-ten được dựng lên theo chiều dọc,với
phần cuối của nó đuợc kết nối điện với mặt đất (Hình 2-9 trên trang 20-20),
hoạt động như một ăng-ten bán sóng. Các mặt đất làm cho nơi thiếu bước
sóng, và các phản xạ cung cấp một phần năng lượng bức xạ mà bình
thường sẽ được cung cấp bởi nửa dưới của một anten nửa buớc sóng không
nối đất.
b. Các loại tiếp đất :
Khi ăng ten mặt đất được sử dụng, nó đặc biệt quan trọng mà mặt đất có
một độ dẫn điện cao nhất có thể. Điều này làm giảm tổn thất mặt đất và
cung cấp các bề mặt phản xạ tốt nhất có thể cho việc giảm năng lượng bức

xạ từ ăng ten. Ở tần số thấp và trung bình, mặt đất hoạt động như một dây
dẫn tốt. Các kết nối mặt đất phải được thực hiện theo cách như vậy để điện
trở mặt đất nhỏ nhất. Ở tần số cao hơn, mặt đất nhân tạo đuợc cấu tạo từ
các bề mặt kim loại lớn là chủ yếu.Các kết nối mặt đất làm từ nhiều hình
thức, tùy thuộc vào loại lắp đặt và thiệt hại cho phép.
Trong lĩnh vực lắp đặt đơn giản, kết nối mặt đất được thực hiện bởi một
hoặc nhiều cọc kim loại hướng vào trong đất. Trường hợp thu xếp thỏa
đáng hơn không thể được thực hiện, dẫn đến mặt đất có thể được kết nối
với các thiết bị hiện có mà nó đuợc nối đất. Cấu trúc kim loại hoặc các hệ
thống đường ống ngầm thường được sử dụng để kết nối đất. Trong trường
Trang 15
Anten và truyền sóng Nhóm 22
hợp khẩn cấp, một kết nối mặt đất có thể được thực hiện bằng cách buộc
một hoặc nhiều lưỡi lê vào đất.
Khi một ăng ten phải dựng trên đất có độ dẫn thấp,cần xử lý đất để làm
giảm điện trở. Việc xử lý đất với những chất mà nó có độ dẫn điện cao
trong dung. Một số các chất này, liệt kê theo thứ tự ưu tiên, là natri clorua
(muối thường), canxi clorua, đồng sulfat (blue vitriol), magnesium sulfate
(Muối Epsom), và kali nitrat (hỏa tiêu). Luợng yêu cầu phụ thuộc vào loại
đất và hàm luợng độ ẩm của nó.
Chú ý : Khi những chất đuợc sử dụng, điều quan trọng là nó không
đuợc đặt gần nguồn nước uống
Để lắp đặt đơn giản trong lĩnh vực này, một cọc nối đất đơn có thể được
chế tạo từ đường ống hoặc ống dẫn. Quan trọng là phải có một điện trở thấp
kết nối giữa các dây dẫn và cọc nối đất. Cọc nên được làm sạch triệt để
bằng cách cạo và đánh bóng tại điểm kết nối, và một bulong siết sạch nên
được trang bị. Một dây dẫn mặt đất có thể được hàn hoặc nối bằng bulong
siết. Chỗ nối này cần đuợc bao phủ bằng băng keo cách điện để ngăn chặn
sự gia tăng điện trở do quá trình oxy hóa
c. Cân bằng :

Khi một kết nối mặt đất thực tế không thể được sử dụng vì điện trở của
đất cao hoặc vì thực tế hệ thống nối đất không thể đuợc chôn sâu, Thông
thuờng một luới đất có thể được sử dụng để thay thế kết nối trực tiếp với
đất. Lưới đất (hình 2-10) bao gồm một
thiết bị làm bằng dây dẫn, mà nó đuợc dựng một khoảng cách ngắn trên
mặt đất và đuợc cách điện từ nó. Kích thước của lưới đất nên ít nhất bằng
hoặc lớn hơn kích thước của ăngten.
Khi ăng ten được dựng theo chiều dọc, các lưới đất nên được làm thành
một dạng hình học đơn giản. Không yêu cầu đối xứng hoàn hảo. Lưới đất
này xuất hiện làm cho ăng ten như là một mặt đất nhân tạo giúp tạo ra các
dạng bức xạ yêu cầu.
Trang 16
Anten và truyền sóng Nhóm 22
Trong việc lắp đặt ăng ten VHF trên xe, sàn kim loại của xe (hoặc mái
che) được sử dụng như một lưới đất cho ăng ten. Những lưới nhỏ bằng lưới
kim loại đôi khi được sử dụng với ăng ten VHF đặc biệt phải được đặt một
khoảngcách đáng kể trên mặt đất
d. Bề mặt tiếp đất :
Bề mặt tiếp đất bao gồm một vùng phẳng khá lớn của lưới kim loại hoặc
được đặt trên bề mặt của mặt đất dưới ăng ten. Có hai lợi ích cụ thể để sử
dụng bề mặt tiếp đất. Trước tiên, bề mặt tiếp đất làm giảm thiệt hại sự hấp
thụ xảy ra khi ăng ten mặt đất được dựng lên trên mặt đất với dẫn suất nhỏ.
Thứ hai,chiều cao của ăng ten có thể được đặt chính xác, và điện trở bức xạ
của ăng-ten có thể được xác định chính xác hơn.
III. Tính toán chiều dài Antenna :
Chiều dài của một ăng ten phải được xem xét theo hai cách: vật lý và điện. Hai
cách đó thì không bao giờ giống nhau. Giảm vận tốc của sóng trên ăng ten và ảnh
hưởng điện dung làm ăng ten có vẻ dài hơn về điện hơn là về vật lý. Các hệ số
đóng góp là hệ số đường kính của ăng-ten để chiều dài của nó và ảnh hưởng điện
dung của thiết bị đầu cuối (ví dụ, cách điện hoặc kẹp) được sử dụng để hỗ trợ

ăng-ten.
Để tính toán chiều dài vật lý của ăng-ten, sử dụng sự điều chỉnh 0,95 cho tần số
giữa 3 và 50 MHz. Các hệ số được đưa ra cho một ăng ten bán sóng.
Trang 17
Anten và truyền sóng Nhóm 22
Chiều dài của một ăng-ten dây dài (một bước sóng hoặc dài hơn) cho sự hoạt
động hài hòa được tính bằng cách sử dụng công thức sau đây, trong đó N = số nửa
bước sóng trong tổng chiều dài của ăng-ten.
Ví dụ: 3 chiều dài nữa sóng ở 7 Mhz là:
Trang 18
Anten và truyền sóng Nhóm 22
IV. Định hướng cho Antenna :
Định hướng của ăng ten là vô cùng quan trọng. Xác định vị trí của một ăng ten
trong quan hệ với các điểm của la bàn có thể làm cho sự khác biệt giữa một biên
và mạch vô tuyến tốt.
a. Phương vị :
Nếu phương vị của đường vô tuyến thì không được cung cấp, xác định
nó bằng các phương tiện tốt nhất có sẵn. Độ chính xác cần thiết phụ thuộc
vào dạng bức xạ của ăng-ten định hướng. Nếu chùm độ rộng của ăng-ten là
rất rộng (ví dụ, góc 90 ° giữa các điểm nửa điện năng) một lỗi của
Hình 2-11:Chùm độ rộng được đo trong quan hệ trường độ dài và các dạng năng
lượng
10° là không quan trọng. Trong hoạt động vận chuyển, hình thoi và ăng-
ten hình chữ V có thể có một chùm tia hẹp mà độ chính xác cao là cần thiết
để xác định góc phương vị. Các ăng ten phải được dựng các góc phương vị
chính xác. Độ chính xác cao là không cần thiết phải dựng chùm ăng-ten
rộng.
Trang 19
Anten và truyền sóng Nhóm 22
Trừ khi một dòng được gọi là góc phương vị có sẵn tại nơi lắp đặt,

hướng xác định tốt nhất bằng một la bàn từ tính. Hình 2-12 trên trang 2-28
là một bản đồ của độ lệch từ tính, hiển thị các biến thể của kim la bàn từ
phía bắc là chính xác. Khi la bàn hoạt động các điểm của kim chỉ đạo chỉ
định vị trí trên bản đồ, tất cả các hướng chỉ báo bằng la bàn sẽ đúng.
b. Cải thiện sự giao biên :
Nó không phải luôn có tính khả thi để định hướng ăng-ten định hướng
đến đúng góc phương vị của đường vô tuyến mong muốn, và sự giao biên
có thể bị ảnh hưởng. Để cải thiện sự giao biên.
• Kiểm tra, thắt chặt, và khớp nối cáp và kết nối băng.
• Điều chỉnh lại tất cả các thiết bị phát, thu trong mạch điện.
• Kiểm tra xem các ăng-ten xe, đã được điều chỉnh tần số hoạt động cho
phù hợp chưa.
• Thay đổi chiều cao của anten.
• Di chuyển ăng ten một khoảng cách ngắn và tại các địa điểm khác
nhau từ vị trí ban đầu.
• Tách thiết bị phát từ thiết bị nhận, nếu được.
Trang 20
Anten và truyền sóng Nhóm 22
c. Truyền dẫn và tiếp nhận cường độ tín hiệu :
Sau khi một địa điểm phù hợp đã được lựa chọn và tìm được ăng ten
định hướng riêng, mức tín hiệu thu sẽ tỷ lệ với cường độ của tín hiệu truyền
đi.
Chú ý : Cường độ tín hiệu quá mức có thể dẫn đến sự ngăn chặn và can
thiệp sự rối loạn hoặc sự can thiệp của chúng với các tần số lân cận.
Nếu một ăng ten có độ khuếch đại cao được sử dụng, một tín hiệu mạnh
hơn có thể được tìm thấy. Tổn thất giữa ăng ten và thiết bị có thể được làm
giảm bằng cách sử dụng một đường truyền dẫn chất lượng cao, càng ngắn
càng tốt, và tương ứng ở cả hai đầu.
Chú ý : Phải vô cùng cẩn thận khi đưa lên, lấy xuống, hoặc di chuyển các
anten nằm gần nguồn cao áp hoặc nguồn điện công nghiệp. Ăng ten tiếp xúc

chúng có thể bị điện giật hoặc gây thương tích nghiêm trọng cho con người
khi chạm vào ăng-ten hoặc dây căng và dây cáp.
Trang 21
Anten và truyền sóng Nhóm 22
Trang 22