Anten và truyền sóng P2

2.4 Cường độ bức xạ radiation intensityĐịnh nghĩa: cường độ bức xạ ở một hướng cho trước được xác định là công suất được bức xạ từ anten trên một đơn vị góc khối Ở vùng xa: Trở kháng nộ

Các thông số cơ bản của anten

(phần 2)

2.3 Mật độ công suất bức xạ (Radiation Power Density)

Vec-tơ Poynting tức thời được xác định như sau:

Mật độ công suất bức xạ (2)

Biểu diễn trong miền thời

gian:

Mật độ công suất trung bình:

Công suất bức xạ (trung bình) của anten có thể được tính

Mật độ công suất bức xạ (3)

Nguồn bức xạ vô hướng là nguồn bức xạ lý tưởng, không có trong thực tế Nó bức xạ ra mọi hướng bằng nhau, nó được

dùng để các nguồn bức xạ khác tham chiếu Nguồn bức xạ này

là hình cầu nên tổng công suất bức xạ là:

Mật độ công suất, phân phối đều trên bề mặt cầu có bán kính r

2.4 Cường độ bức xạ (radiation intensity)

Định nghĩa: cường độ bức xạ ở một hướng cho trước được xác định là công suất

được bức xạ từ anten trên một đơn vị góc khối

Ở vùng xa:

Trở kháng nội trung bình của anten

- Cường độ bức xạ phụ thuộc hướng khảo sát (,).

- Cường độ bức xạ ko phụ thuộc cự ly r từ điểm khảo sát tới anten.

2.5 Hệ số định hướng (Directivity): định nghĩa

Định nghĩa: Hệ số định hường của anten được định nghĩa như là tỉ số của của

cường độ bức xạ ở một hướng cho trước trên cường độ bức xạ trung bình ở mọi hướng

Cường độ bức xạ ở một hướng cho trước

Cường độ bức xạ trung bình

ở mọi hướng

Cường độ bức xạ của anten vô hướng cùng công

suấtCông suất bức xạ trung bình

Hệ số định hướng (2): hệ số định hướng cực đại

Nếu hướng không được xác định, hệ số định hướng ám chỉ hướng cực đại:

Hệ số định hướng (3): hệ số định hướng từng phần

Với anten có các thành phần phân cực trực giao, hệ số định hướng từng phần (partial directivity) của anten được xác định như sau:

Với

Hệ số định hướng (3): VD: Đồ thị cường độ bức

xạ ba chiều

H 2.15: Đồ thị 3 chiều với các giá trị cường độ bức

xạ U khác nhau

Hệ số định hướng (4): Hệ số định hướng của anten dipole /2 và anten vô hướng

H 2.16 a: Đồ thị 2

chiều

H 2.16 b: Đồ thị

3 chiều

Hệ số định hướng: Công thức khác

Tổng công suất bức xạ Prad:

(2.22)

Góc khối búp sóng (Beam solid angle) ΩA : Được định nghĩa là

toàn bộ công suất của anten được truyền trong đó với cường độ bức xạ U là cực đại và

là hằng số Gía trị U bằng nhau ở mọi góc trong ΩA

(2.26)

Hệ số định hướng (5): cho bức xạ định hướng (Directional patterns), góc khối bức xạ (1)

Xấp xỉ Kraus:

Hoặc xấp xỉ Tai & Pereira:

(2.26)

Hệ số hướng tính với cường độ bức xạ:

Hệ số định hướng (5): Đồ thị định hướng (Directional patterns), góc khối bức xạ (2)

H 2.18: So sánh giá trị hướng tính chính xác và gần đúng của trường hợp bức xạ định hướng với

2.5.2 Hệ số định hướng (6): đồ thị bức xạ đẳng hướng (1)

Hệ số định hướng (6): Bức xạ đẳng hướng (2)

H 2.20: So sánh giá trị hướng tính chính xác và gần đúng của trường hợp bức

xạ định hướng với

2.6 Phương pháp số (Numerical techniques)

Dùng cho những anten có đồ thị bức xạ phức tạp

Tính công suất bức xạ Prad, hệ số định hướng Do

dùng các công thức như: Kauros; Tai and pereira;

Mc Donald hay Pozar sẽ không chính xác Nên ta dùng các phương pháp số để khảo sát các giá trị trên.

Tổng quát:

Directivity

Với

Hằng số

Phương pháp số (Numerical techniques)

Viết lại:

Ta có

(2.38 b)

(2.38 c)

Phương pháp số (Numerical techniques)

Tương tự

Và

Phương pháp số (Numerical techniques)

Phương pháp số (Numerical techniques)

Số hóa hàm sin2Φ

2.7 Hiệu suất anten (antenna efficiency)/ Khái niệm

Hiệu suất tổng thể:

Hiệu suất anten đánh giá tổng các suy hao của Anten Các suy hao có thể do:

*/ Hiện tượng phản xạ: vì thiếu phối hợp trở kháng giữa đường truyền và

anten

*/ Suy hao: do điện môi và dung môi

Hiệu suất anten (antenna efficiency)/ công thức khác

Giá trị ec và ed rất khó tính toán trong thực tế, ta có công

thức eo thường sử dụng hơn

Hiệu suất bức xạ anten

ecd= ec.ed

Tỷ số sóng đứng:

2.8 Độ lợi (Gain) (1): Định nghĩa/ Khái niệm cơ bản

Độ lợi (Gain) (1): Định nghĩa/ Khái niệm cơ bản

Độ lợi tuyệt đối của anten (ở một hướng cho trước) được định nghĩa như

là tỉ số của của cường độ bức xạ trên cường độ bức xạ đo được nếu công suất nhận bởi anten được bức xạ vô hướng.

Độ lợi tương đối của anten (ở một hướng cho trước) được định nghĩa là tỉ số độ lợi công suất của ở hướng cho trước trên độ lợi công suất của anten tham khảo

ở hướng đó

Trong hầu hết trường hợp anten tham khảo là anten vô hướng ko tổn hao:

Độ lợi (Gain) (1): Công suất bức xạ vô hướng tương đương EIRP

EIRP: Equivalent Isotropically Radiated Power là tổng công suất mà nó được bức xạ bởi anten vô hướng Cường độ bức xạ của nó bằng với cường độ bức xạ của một anten

đang xét

EIRP = 4π Umax = G Pin

Độ lợi (2): độ lợi và hệ số hướng tính

Khi hướng không xác định được, thì độ lợi công suất được tính ở hướng

có bức xạ lớn nhất

Độ lợi (2): độ lợi và hệ số hướng tính/ công thức tính

Độ lợi (2): Độ lợi tuyệt đối Gabs

NX: Nếu anten có phối hợp trở kháng với đường

truyền Γ = 0, ta có G = Gabs.

Thực tế, ta chỉ nói tới độ lợi anten G, thường thì độ lợi max (Gmax).

Độ lợi (3): Công thức gần đúng

So sánh độ lợi công

suất của một số loại

anten