ANTEN & TRUYỀN SÓNG

+ Thi Viết (90 phút) + Thi giữa kỳ (không báo trước) được tính vào cuối kỳ (tỷ lệ theo qui định) + Nhiều đề (được xem tất cả các loại tài liệu) + Tuyệt đối không được trao đổi khi thi (-2đ/lần) + Trong khi thi tài liêu ai nấy dùng, không được mượn bút, máy tính, bút xóa,… + Khi hết giờ làmbài phải xếp gọn bài thi và không được viết bất cứ nội dung gì (nếu bài thi không được xếp gọn hoặc còn chép nội dung gì thì sẽ được cộng -2 điểm) + Không thi lần 3, đề thi lần 2 ở mức độ bằng hoặc khó hơn đề thi lần 1 + Trong giờ học: điện thọai di động tắc họăc để chế độ rung + Mọi thắc mắc trao đổi trực tiếp qua email

- Anten : nguyên lý bức xạ, các thông số và đặc tính cơ bảncủa anten, một số anten thường gặp và anten thông minh

Yêu cầu:

- Hiểu rõ về bản chất của sóng điện từ

- Hiểu bản chất của kỹ thuật siêu cao tần

- Hiểu kỹ tóan học (giải tích và hình học)

- Hiểu về xác suất, thống kê

[1] Antenna and Radiowave Propagation – Robert E Collin – McGraw Hill 1986.

[2] Lý thuyết và kỹ thuật Anten – GS TS Phan Anh – Nhà xuất bản khoa học và kỹ

thuật Hà Nội – 1997.

[3] Antenna – John D Kraus – McGraw Hill

[4] Antenna theory analysis and design – Constantine A Balanis – Jhon Wiley &

Sons – 1997

+ Thi giữa kỳ (không báo trước) được tính vào cuối kỳ (tỷ lệ theo qui

định)

+ Nhiều đề (được xem tất cả các loại tài liệu)

+ Tuyệt đối không được trao đổi khi thi (-2đ/lần)

+ Trong khi thi tài liêu ai nấy dùng, không được mượn bút, máy tính,

bút xóa,…

+ Khi hết giờ làm bài phải xếp gọn bài thi và không được viết bất cứ

nội dung gì (nếu bài thi không được xếp gọn hoặc còn chép nội

dung gì thì sẽ được cộng -2 điểm)

+ Không thi lần 3, đề thi lần 2 ở mức độ bằng hoặc khó hơn đề thi lần 1+ Trong giờ học: điện thọai di động tắc họăc để chế độ rung

+ Mọi thắc mắc trao đổi trực tiếp qua email

Giải Mã Kênh

electronic form + Transmit over a distance (between points A and B) via some channel (electronic pathway)

+ Convert back to human readable form

• Fiber optics

• Free space (wireless)

• Wire (twisted pair)

- Không gian giữa các hành tinh

+ Phân loại sóng điện từ

- Theo đặc tính điện-từ

- Theo băng sóng

- Theo phương thức truyền sóng

Đất Đối lưu Bình lưu Điện ly

10 ÷ 12

12 ÷ 60

60 ÷ 20.000

H có E (nhưng không có H) theo hướng truyền sóng

H có H (nhưng không có E) theo hướng truyền sóng

E

TEM(Transverse Electromagnetic)

TM(Transverse magnetic)

TE(Transverse electric)

- Theo đặc tính điện-từ

10

12

-Theo phương thức truyền sóng:

Transmit

Sky wave

Space wave Ground wave

Troposphere ( 0 - 12 km)

Stratosphere ( 12 - 50 km)

Mesosphere ( 50 - 80 km)

Ionosphere ( 80 - 720 km)

-Theo phương thức truyền sóng

+ Sóng đất (ground wave): sóng vô tuyến truyền là là mặt đất, thường được phân cực đứng, thay đổi nhiều với đất có ảnh hưởnglớn, đất có tính dẫn điện càng cao thì suy hao càng nhiều, truyềntốt trên mặt nước, tần số càng tăng thì suy hao tăng không tốt vớinhững sóng có tần số lớn hơn 2MHz, độ tin cậy cao không bị ảnhhưởng bởi sự thay đổi thời tiết trong ngày, mùa Thường đượcdùng trong vô tuyến hàng hải

-Theo phương thức truyền sóng

+ Sóng không gian (space wave): sóng gồm những tia đến trực tiếp

và những tia gián tiếp Tia trực tiếp giới hạn bởi chiều cao anten,

độ cong mặt đất, khoảng cách tuyến thường phải nhỏ hơn 80% tầmnhìn thẳng

-Theo phương thức truyền sóng

+ Sóng trời (sky wave): sóng phản xạ từ tầng điện ly, có thể truyền

từ anten phát đến anten thu bằng phản xạ ở tầng điện ly và mặt đấtnhiều lần, thường sử dụng ở băng tần HF

- Các hiện tượng trong tuyền

2 2

sin sin

r

r

ε θ

- Các hiện tượng trong tuyền sóng

+ Nhiễu xạ (Diffration): hiện tượng nhiễu xạ xuất hiện tại cạnh chắncủa vật thể có kích thước có thể so sánh được với bước sóng, tia sóng

bị uống cong theo độ cong của bề mặt vật chắn

- Các hiện tượng trong tuyền sóng

+ Nhiễu xạ bờ sắc (Knife Edge - Diffration):

- Các hiện tượng trong tuyền sóng

+ Tán xạ (scattering): hiện tượng tán xạ xuất hiện khi tia sóng gặp

vùng bất đồng nhất hay các vật thể có kích thước bé hơn nhiều so vớibước sóng

- Các hiện tượng trong tuyền sóng

+ Đa đường (Multipath): hiện tượng đa đường do tín hiệu từ nguồnphát đến máy thu đi theo nhiều đường khác nhau do các hiện tượngphản xạ, tán xạ, nhiễu xạ, khúc xạ, truyền thẳng Tín hiệu thu được làtập hợp của nhiều tín hiệu nên có thể làm cho tín hiệu có biên độ thayđổi liên tục theo thời gian và không gian

d

hb

hm

Diffracted Signal

Reflected Signal Direct Signal

Building

+ Truyền sóng trong không gian tự do – công thức cơ bản

- Nguồn bức xạ vô hướng (isotropic radiator) là một anten bức

xạ sóng điện từ ra không gian tự do bằng nhau theo mọi hướng

- Nguồn bức xạ đẳng hướng (omnidirectional radiator) là mộtanten bức xạ sóng điện từ đều trong một mặt phẳng nào đó

- Nguồn bức xạ có hướng (directional radiator) là một antenbức xạ sóng điện từ tập trung vào một hướng nhất định nào đó

High gain directional

- Xét nguồn bức xạ vô hướng

Công suất và nguồn bức xạ PtĐiểm khảo sát M cách nguồn bức xạ một khoảng RMật độ công suất tại M

2 m R

W

t t

Điểm khảo sát M cách nguồn bức xạ một khoảng R

Hệ số hướng tính là tỷ số giữa mật độ công suất bức xạ tạiđiểm khảo sát của nguồn bức xạ có hướng với mật độ công suất tạicùng điểm khảo sát của nguồn bức xạ vô hướng với cùng công

suất đưa vào è nguồn bức xạ có hướng với công suất đưa vào Pt

và hệ số hướng tính D được xem tương đương với nguồn bức xạ

vô hướng có công suất đưa vào PtD

Hệ số hướng tính

2

2 1

2

( , )

( , ) ( , )

t

m W

P R

E D

- Tổn hao trên đường truyền sóng

Diện tích hiệu dụng: là tỷ số giữa công suất ngỏ ra aten thu vớimật độ công suất ở ngõ vào máy thu Diện hiệu dụng phụ thuộc vàotần số sử dụng và hệ số hướng tính của anten

- Xét hệ thống gồm anten phát có hệ số hướng tính Dt, công suất

đưa vào Pt , Anten thu đặt cách anten phát một khoảng R với hệ số

hướng tính Dr è tổn hao trên đường truyền sóng là

- Tổn hao trên đường truyền sóng có hấp thu

+ Không gian ảnh hưởng đến quá trình truyền sóng – vùng Fresnel

- Nguyên lý Huygen: ta có thể xác định trường tại một điểmbất kỳ trong không gian nếu ta biết được qui luật phân bố trường trênmột mặt kín S bất kỳ bao quanh nguồn bức xạ Nguồn bức xạ này

được xem là nguồn bức xạ thứ cấp

2 2

+

F

7 0

9 0

10 4

10 36

1

π µ

π ε

+ Hệ phương trình Maxwell tổng quát

µ

σ ε

E div

H div

t

H E

rot

E t

E H

rot

r r

r r

r

r r

H div

t

H E

rot

t

E H

rot

r r

r r

r r

µ ε

E E

E E

) v

x t ( j m z

y x

+ Truyền sóng trong môi trường bán dẫn σ ≠ 0

µ

σ ε

E div

H div

t

H E

rot

E t

E H

rot

rr

rr

r

rr

0

j E E

t ω

∂

= −

∂

r r

t

E j

H rot

ω

σ ε

p

ω

σ ε

ε

+ Truyền sóng trong môi trường bán dẫn σ ≠ 0

λσ

ε ωε

σ ε

ε

ε

0 0

j ' j

' ' p = p = − = −

jp n

z E e e

E

ω ω

p

p

π ω

ω δ

ε π π

1

λσ ε

ε ' ' n

1

λσ ε

ε ' ' p

+ Môi trường có tính chất gần với

môi trường điện môi lý tưởng

c v