4tech.com.vn Ví dụ 1
Điện trường của sóng điện từ phân cực tuy ến tính được cho: Einc
e
jkz
E0 ( x, y) x ˆ
Sóng điện từ này được thu nh ận b ằng một anten phân cực tuy ế n tính điện trường bức xạ từ anten này khi hoạt động ở ch ế độ ế độ phát có dạng:
E (r ) x y E (r , , ) ˆ
ˆ
Tìm hệ s ố m ấ t mát do phận cực (PLF – polarization loss factor) Giải:
Vector phân cực của sóng tới:
pinc ˆ
Vector phân cực của anten thu: p
x ˆ
1
ˆ
Hệ s ố m ấ t mát do phận cực:
x y ˆ
2
ˆ
PLF p. pinc ˆ
ˆ
2
1 2
3dB
Ví dụ 2
Một sóng điện từ phân cực tròn tay phải (quay theo chi chi ều ều kim đồng h ồ) bức xạ từ một anten đặt r ấ t xa g ốc tọa độ của hệ tọa độ c ầu với hướng tới tương ứng với góc , của hệ tọa độ c ầu. Sóng tới được bi ể ểu di ễ ễn: Einc
ˆ
j E r , , . Sóng điện từ này được thu nhận bởi một anten thu đặt tại g ốc tọa ˆ
độ có sóng bức xạ khi hoạt động ở ch ế độ ế độ phát phân cực tròn tay phải. Xác định hệ s ố m ấ t mát do phân c ực (PLF)
4tech.com.vn
4tech.com.vn
z
E inc
E a
r
ˆ
ˆ
E a y ˆ
x Giải:
Vector phân cực của sóng tới:
pinc
Vector phân cực của anten thu: pinc
ˆ
ˆ
Hệ s ố m ấ t mát do phận cực:
4tech.com.vn
PLF PLF
1
2
ˆ
1
2
ˆ
j
j
p. pinc ˆ
ˆ
2
ˆ
ˆ
1
0dB
4tech.com.vn
1) Anten đẳng hướng giả thuy ế t bức xạ trong không gian t ự do (không khí).
anten cường độ điện trường đo được là 5V/m. Tìm a) Mật độ công su ấ t b) Công su ấ t bức xạ từ anten.
4tech.com.vn
Ở khoảng cách 100m so với
4tech.com.vn 2) Cường độ bức xạ cực đại của một anten hiệu su ấ t 90% là 200 mW/sr. Tìm hệ s ố định hướng, và độ lợi
t ối đa của anten khi: a) Công su ất đưa vào anten là 125.66 mW b) Công su ấ t bức xạ của anten là 125.66 mW -------------------------------3) Công su ấ t bức xạ của một anten không t ổn hao là 10 W. Đặc tính hướng tính của anten được bi ể ểu 2
di ễ ễn b ằng hàm cường độ bức xạ: U , B0 cos , 0
/ 2, 0 2 . Tìm:
a) Mật độ công su ấ t cực đại tại điểm cách anten 1000 m, và x ác định hướng bức xạ cực đại. b) Góc kh ối của anten c)
Hệ s ố định hướng (không thứ nguyên và dB)
d) Độ lợi (không thứ nguyên và dB) -----------------------------------4) Công su ấ t bức xạ của một anten không t ổn hao là 10 W. Đặc tính hướng tính của anten được bi ể ểu 3
di ễ ễn b ằng hàm cường độ bức xạ: U , B0 cos , 0
/ 2, 0 2 . Tìm:
a) Mật độ công su ấ t cực đại tại điểm cách anten 1000 m, và x ác định hướng bức xạ cực đại. b) Góc kh ối của anten c)
Hệ s ố định hướng (không thứ nguyên và dB)
d) Độ lợi (không thứ nguyên và dB)
---------------------------------------Ví dụ 3
Hai anten loa ho ạt động ở băng tần X (8.2 – 12.4 GHz) cách nhau 100 . Hệ s ố phản xạ tại đầu cu ối của anten phát là 0.1 và c ủa anten thu là 0.2. Hệ s ố định hướng của anten phát là 16dB, của anten thu là 20 dB. Công su ất đưa vào đường truy ền sóng không t ổn hao n ối với anten phát là 2W. Hai anten đượ c b ố
trí để đạt được t ối đa về độ định hướng và có được sự ph ối hợp phân cực. Tìm công su ấ t anten thu cung c ấ p cho tải. Giải:
Hiệu su ấ t: t: er=et=1 Hệ s ố m ấ t mát do phân c ực: PLF 1 0dB
Độ định hướng anten phát: Dt=Dtmax = 16dB = 39.81 4tech.com.vn
4tech.com.vn
Độ định hướng anten thu: Dr=Drmax = 20dB = 100 Công su ấ t 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 ph ần kháng là +50-
Ohm. Anten được n ối với ngu ồn với điện áp hở mạch là 10V, nội trở ngu ồn là 50-Ohm qua một đoạn đường truy ền sóng (không t ổn hao) dài / 4 , trở kháng đặc tính là 100-Ohm. a) Vẽ mạch tương đương b) Xác định công su ấ t cung c ấ p từ ngu ồn đế n anten. c)
Xác định công su ấ t bức xạ từ anten.
---------------------------------------------2
6) Một anten có diện tích hi ệu dụng t ối đa là 2.147 m tại t ần s ố hoạt động 100MHz. Giả sử không có
tiêu hao do vật d ẫn và điện môi. Trở kháng vào c ủa anten là 75-Ohm, và nó được n ối với đường truy ền sóng có trở kháng đặc tính là 50-Ohm. Tìm h ệ s ố định hướng của hệ anten (“hệ” ở đây có nghĩa là bao g ồm ảnh hưởng của cả đường truy ền sóng). Gi ả sử không có t ổn hao phân c ực.
----------------------------------------------7) Một bộ phản xạ parabol, được hi ểu ểu như một đĩa parapol, đường kính đĩa đĩa là 1m, tần s ố hoạt động là
3GHz. Giả sử hệ s ố hiệu quả sử dụng diện tích là 68%, xác định: a) Diện tích v ật lý của bộ phản xạ b) Diện tích hiệu dụng cực đại của anten c)
Hệ s ố định hướng
d) Công su ấ t cực đại cung c ấp đế n tải từ anten, n ế u mật độ công su ấ t của sóng tới anten
10 W / m2 . Giả sử không có t ổn th ấ t trong việc truy ền giữa anten và tải.
-----------------------------------------------
4tech.com.vn
4tech.com.vn 8) Anten phát và thu có kho ảng cách 1km ho ạt động ở t ần s ố 1GHz với độ lợi của anten phát là 20dB,
của anten thu là 15dB. Tìm công su ấ t t ối đa có thể đấ n tải ở phía thu khi công su ấ t vào anten phát là 150W khi: a) Hai anten được ph ối hợp phân cực b) Anten phát có phân c ực tròn (tay trái ho ặc tay phải) và anten thu có phân c ực tuy ế n tính. ---------------------------------------------------9) Một chu ỗi bộ lặp cho một đường link viba ho ạt động ở t ần s ố 10GHz để ti ế ế p sóng truy ền hình cho
một vùng núi hi ể ểm trở. M ỗi bộ lặp bao g ồm một bộ thu, một bộ phát, anten và một s ố thi ế ế t bị kèm theo. Bộ phát và thu s ử dụng anten loa có độ lợi 15dB. Kho ảng cách giữa hai trạm lặp là 10km. Để có th ể đạt
được tỉ s ố tín hiệu trên nhi ễ ễu theo yêu c ầu công su ấ t thu phải đạt 10nW. giả sử m ấ t mát do phân c ực không quá 3dB, có được sự ph ối hợp trở kháng, không gian truy ền sóng là không khí. Xác định công su ấ t t ối thi ể ểu của máy phát.
----------------------------------------------------
10) Trong hệ th ống truy ền thông viba t ầm xa hoạt động ở t ần s ố 9GHz, anten phát và thu cách nhau
10000m. Để có th ể đạt được tỉ s ố tín hiệu trên nhi ễ ễu ở phía thu công su ấ t phải đạt 10 W . Giả sử hai
anten được b ố trí để đạt được sự thu nhận t ối đa bao gồm cả việc ph ối hợp phân cực. Độ lợi của anten phát và thu ph ản đạt bao nhiêu (dB) bi ế ế t r ằng công su ấ t vào anten phát là 10W.
4tech.com.vn