TRƯỜNG ĐIỆN TỪ Em ch7 lecture 01 s1 13 14

Giới thiệu về ống dẫn sóng  Hệ thống truyền dẫn định hướng: dẫn sóng điểm  điểm  Hai loại hệ thống truyền dẫn định hướng: TL & Ods • Có 2 vật dẫn, dẫn dòng nhờ đặt dưới điện áp nguồn

Trang 1

 Trần Quang Việt – BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM

 Tran Quang Viet – Faculty of EEE – HCMUT-Semester 1/12-13

Chương 7 – Ống dẫn sóng & hộp cộng hưởng

[11 Understand the definition of waveguide Determine propagating

modes, cutoff frequency, wavelength, phase velocity, modal impedance,

transmitted power and modal field expressions in a rectangular

waveguide.]

Lecture 13: Ống dẫn sóng

Chương 7 – Ống dẫn sóng & hộp cộng hưởng

Trang 2

7.1 Giới thiệu về ống dẫn sóng

 Hệ thống truyền dẫn định hướng: dẫn sóng điểm  điểm

 Hai loại hệ thống truyền dẫn định hướng: TL & Ods

• Có 2 vật dẫn, dẫn dòng nhờ đặt dưới điện áp nguồn

• Truyền sóng TEM

• Tổn hao lớn ở tần số cao  f<fc

 Ods (ods 2 bảng song song, hcn, trụ tròn, quang)

• Có 2 vật dẫn, 1 vật dẫn hoặc 0 có vật dẫn nào, sóng truyền

trong điện môi + phản xạ tại mặt phân cách

• Chỉ truyền các kiểu sóng TE & TM

• Tổn hao rất ít ở tần số cao  f>fc (do hạn chế của góc px)

Trang 3

 Thông tin về cáp đồng trục RG49/U:

http://www.accesscomms.com.au

 Thông tin về cáp đồng trục RG6/U:

http://www.accesscomms.com.au

Trang 4

 Các loại Ods thường gặp:

Parallel-plate waveguide Rectangular waveguide Circular waveguide

 Các kiểu sóng trong Ods đặt dọc theo trục z:

TE: Ez=0, Hz≠0 TM: Hz=0, Ez≠0

Trang 5

Trang 6

7.2 Ods hai bảng song song & hiện tượng tới hạn

Trang 7

a) Xác định trường điện từ

 Sóng điện và sóng từ tới:

si -jβ(-xcos ri +zsin ri ) -jβr.a

E 1

r

E 1

Trang 8

a) Xác định trường điện từ

 Phân bố của trường điện & trường từ:

z

-jβ z y 0

Trang 9

c) Một số nhận xét về kiểu TEm0

c th

f>f =f  mv/2a

 Có vô số kiểu sóng TEm0: TE10, TE20, …; mỗi kiểu truyền

có một tần số cắt riêng và phải thỏa mãn:

 Phân bố sóng đứng dọc theo trục x với số nữa sóng là m

và sóng chạy dọc theo trục z với hệ số pha:

 Vận tốc pha: v =ω/β =v / 1m z p   f /fc 2(m/s)

 Bước sóng trong ods: λ =2π/β =λ / 1m z   f /fth 2(m)

Dòng công suất điện từ trung bình lan truyền theo hướng

trục z  hướng truyền sóng trong Ods là +z

 Mật độ dòng công suất điện từ tức thời không lan truyền

song song với trục z mà theo nguyên tắc phản xạ:

 Góc phản xạ: cosθ =mλ/(2a)=f /fr th

 Góc tới: i  900  r

Trang 10

x

e a

Trang 11

b) Một số nhận xét về kiểu TMm0

c th

f>f =f  mv/2a

 Có vô số kiểu sóng TMm0: TM10, TM20, …; mỗi kiểu truyền

có một tần số cắt riêng và phải thỏa mãn:

 Phân bố sóng đứng dọc theo trục x với số nữa sóng là m

và sóng chạy dọc theo trục z với hệ số pha:

z= 1 f /fth (rad/m)

 Vận tốc pha: vm    / z=v / 1p   f /fth 2(m/s)

 Bước sóng trong ods: m  2 /  z= / 1    f /fth 2(m)

Dòng công suất điện từ trung bình lan truyền theo hướng

trục z  hướng truyền sóng trong Ods là +z

 Mật độ dòng công suất điện từ tức thời không lan truyền

song song với trục z mà theo nguyên tắc phản xạ:

 Góc phản xạ: cos r  m  / (2 ) a  f / fth

 Góc tới: i  900  r

Trang 12

7.3 Ods hình chữ nhật không tổn hao

7.3.1 Thiết lập phương trình & ĐKB

thiên điều hòa

7.3.2 Kiểu sóng từ ngang TM

7.3.3 Kiểu sóng điện ngang TE

7.3.4 Các đại lượng đặc trưng

 

 Áp dụng hệ phương trình Maxwell dạng phức:

Trang 13

7.3.1 Thiết lập phương trình

 Từ (1), (2), (4)& (5) biểu diễn Ex, Ey, Hx, Hy theo Ez & Hz:

2 c

Trang 14

Trang 15

Trang 16

7.3.2 Kiểu sóng TM

 Phương trình mô tả kiểu sóng TM:

2 c

 Nhận xét: có vô số kiểu sóng TM tồn tại trong ods hcn:

TM11, TM21, TM32,…; không tồn tại kiểu TMm0 hoặc TM0n

Trang 17

7.3.3 Kiểu sóng TE

 Giải tương tự kiểu TM, ta có pt kiểu sóng TE :

2 c

 Nhận xét: có vô số kiểu sóng TE tồn tại trong ods hcn:

TE10, TE01, TE32,…; không tồn tại kiểu TE00

Trang 18

 Tần số tới hạn: sóng truyền không tổn hao khi mnR

Mỗi kiểu sóng có một tần số tới hạn, kiểu sóng có tần số tới

hạn nhỏ nhất gọi là kiểu cơ bản Một kiểu muốn tồn tại trong

Ods thì tần số sóng phải lớn hơn tần số tới hạn của kiểu đó

 Hệ số pha:

7.3.4 Các đại lượng đặc trưng

th β

Trang 19

7.3.5 Ví dụ về Ods hcn

Ví dụ: ods HCN đm kk, axb=3cmx1,5cm, xác định tên các kiểu

sóng truyền được trong Ods tại f=12GHz Kiểu TE10, f=12GHz,

biên độ cực đại của trường điện là E0=1KV/m được kích hoạt

trong Ods Tìm các đại lượng đặc trưng và CS trung bình

truyền trong ods của kiểu này?

 Điều kiện sóng truyền không tổn hao:

10 11 11 m=1 n=0,1 TE , TE , TM

20 m=2 n=0 TE

Trang 20

7.3.5 Ví dụ về Ods hcn

Trang 21

7.4 Hệ số tắt dần trong Ods thực

Trang 22

 Ví dụ về tính d trong Ods HCN:

Trang 23

Trang 24

Trang 25

Trang 26

7.5 Thiết kế Ods hình chữ nhật

Trang 27

Trang 28

Trang 29

4

8,65.10 (Np/m) 0.0075(dB/m)

Trang 30

Tiêu đề	Ống dẫn sóng & hộp cộng hưởng
Tác giả	Tran Trần Quang Việt Viet
Trường học	Hochiminh City University of Technology
Chuyên ngành	Electrical Engineering
Thể loại	bài giảng
Năm xuất bản	2025
Thành phố	Ho Chi Minh City

Định dạng
Số trang	30
Dung lượng	3,16 MB