intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Ăngten và truyền sóng

Chia sẻ: Phan Bang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:16

Thêm vào BST
Báo xấu
365
lượt xem 83
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phần 3: BÀI GIẢI VÀ ĐÁP ÁN PHẦN 1 1.1 Monopole là một anten đơn cực. Monopole dài L = λ / 4 Tần số : f = 300MHz Dòng vào anten: IA = 1 (A) Hiệu suất: e = 75%. a) Trở kháng vào của monopole: Ta có: monopole ZA = V 1 2V 1 dipole = = ZA I 2 I 2 Do vậy: λ Z A / 4 monopole = 1 λ / 2 dipole ZA = 36.5 + j 21.25 2 (Ω) b) Công suất bức xạ: Ta có: e= PR RR = PA RA ⇒ RR = e.RA = 23,375 + j15,94

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Ăngten và truyền sóng

  1. Ănten và truyền sóng GVHD: Nguy ễn Ngô Lâm Phần 3: BÀI GIẢI VÀ ĐÁP ÁN PHẦN 1 Monopole là một anten đơn cực. 1.1 Monopole dài L = λ / 4 Tần số : f = 300MHz Dòng vào anten: IA = 1 (A) Hiệu suất: e = 75%. a) Trở kháng vào của monopole: T a có: V 1 2V 1 dipole = = = ZA monopole ZA I 2I 2 Do vậy: (Ω) 1 λ / 2 dipole λ Z A / 4 monopole = = 36.5 + j 21.25 ZA 2 b) Công suất bức xạ: T a có: (Ω) PR RR e= = ⇒ RR = e.RA = 23,375 + j15,94 PA RA (W ) 12 1 PR = I A RR = × 1 × 28,3 = 14,15 2 2 c) Độ lợi của anten: T a có: - độ lợi của anten tính theo công thức: 4π U (θ , φ ) G (θ , φ ) = = e D(θ , φ ) PA Phần 3: Bài gi ải và đáp án - 44 -
  2. Ănten và truyền sóng GVHD: Nguy ễn Ngô Lâm - cường độ bức xạ là [ ] () U (θ , φ ) = r 2W r = Fθ (θ , φ ) + Fφ (θ , φ ) 1 2 2 2η - hệ số định hướng: U (θ , φ ) D(θ , φ ) = Ua Tần số : f = 30 MHz 1.2 Dòng vào : I A = 0,5(A) Chiều dài anten : L = 0,01λ Đây là anten diople tải kháng và hai cuộn cảm đặt chính giữa mỗ i nhánh anten nên ta có: • 0
  3. Ănten và truyền sóng GVHD: Nguy ễn Ngô Lâm ⇒ D(θ , φ ) = 1.3 Tần số anten phát :f=300 Mhz Hiệu suất :e=0.75 Phố i hợp tr ở kháng Công suất phân phối đến tải anten thu: a) sóng t ới : xét trong t ọa độ decade:-x = , = xét trong hệ tọa độ cầu: 2 vector phân cực liên đới đến sóng tới: = theo: =̂ = 1( ) == . . Bước sóng Hệ số ghép công suất: Theo :q=| | = Do phối hợp tr ở kháng: =- èq=1 diện tích hiệu dụng: theo :A( , , ̅ )= ̅ èA( , , ̅ ) =0.75× 3/(8 )=0.09 Mật độ công suất trung bình trong mặt phẳng sóng tới: = Theo: Phần 3: Bài gi ải và đáp án - 46 -
  4. Ănten và truyền sóng GVHD: Nguy ễn Ngô Lâm = 1/240 è = (, ,̂ ) Từ đó suy ra công suất thu c ủa anten = 1.2. 10 ( ) Dựa vào công thức: è Phần 3: Bài gi ải và đáp án - 47 -
  5. Ănten và truyền sóng GVHD: Nguy ễn Ngô Lâm PHẦN 2 ZS = RS = 40 (Ω ) 2.1 ZA = RA + jXA = 50 + j10 (Ω ) VS = 10 (V) a) Công suất hấp thụ bởi anten: T a có: ( A) VS 10 9 1 IA = = = −j Z A + Z S 40 + 50 + j10 82 82 (W ) 1 25 PA = × I A × RA = = 0.305 2 2 82 b) Hệ số phản xạ: Z A − Z S 10 + j10 5 4 Γ= = = +j Z A + Z S 90 + j10 41 41 ⇒ Γ = 0.156 c) Công suất nguồn: (W ) PA PA 0.305 5 PS = = = = 1 − (0.156 ) 16 q 1− Γ 2 2 d) Cho e = 75%,điện trở bức xạ và công suất bức xạ: T a có: - Công suất bức xạ (W ) PR 75 e= ⇒ PR = e × PA = 0.75 × 0.305 = PA 328 - Điện trở bức xạ ( Ω) RR = eRA = 0.75 x 50 = 37.5 e) Công suất tổn hao trên anten: Phần 3: Bài gi ải và đáp án - 48 -
  6. Ănten và truyền sóng GVHD: Nguy ễn Ngô Lâm (W ) 25 75 25 PD = PA − PR = − = = 0.076 82 328 328 Hàm biên độ: F (θ ,φ ) = cosθ 2.2 Hiệu suất : e = 75% Dòng ngõ vào : I = 0.5 (A) a) V ector mật độ bức xạ: [ ] ∧ ∧ W (r) = 1 1 Fθ2 + Fφ2 r = cos 2 θ r 2η r2 240 π r 2 b) Cường độ bức xạ: U (θ ,φ ) = r 2 W (r) = 1 cos 2 θ 240 π c) Tổng công suất bức xạ: π 2π PR = ∫∫ U (θ , φ ) dΩ = ∫ (W ) 1 1 ∫ 240 π cos θ sin θ dθ dφ = 2 180 S 00 d) Điện trở tổn hao của anten: (Ω) 2 PR 2 2 RR = = = 180 × (0.5) 2 2 IA 45 e) Điện trở vào của anten: (Ω) RR 8 RA = = e 135 f) Công suất nhận được trên anten: (W ) 1 1 PA = × I A × RA = 2 2 135 e − jkr   ∧ ∧ E (r ) = cosφ sinθ θ + j cosφ φ  2.3    r Phần 3: Bài gi ải và đáp án - 49 -
  7. Ănten và truyền sóng GVHD: Nguy ễn Ngô Lâm a) Trục (+x) ∧ ∧ ∧ ∧ ∧ ∧ r=x φ=y θ =−z T a có: π θ= φ =0 2  1  − j ( kr − π ) ∧ ∧ π   jπ ∧ π () e − jkr  ∧ − jkr e ∧ ∧ − j  kr −   = e y j e z + e 2 ⇒ Er = − z + j y = z+ e  2 y   r  r   r   V iết trong miền thời gian:  1 π   → → ∧ ∧ E (t) = Re  E ⋅ e jωt  = cos(ωt − kr − π ) z + cos ωt − kr −  y   r  2  π  π φ = − kr + ⇒ y ⇒ φ y − φz = − 2 2 φ z = − kr + π  ⇒ phân cực tròn cùng chiều kim đồng hồ b) Trục (+y): Tương tự như trên ta có: ∧ ∧ ∧ ∧ ∧ ∧ r=y φ =−x θ =−z π π θ= φ= 2 2 () e − jky ∧ ⇒ E r =− j x y ⇒ phân cực tuyến tính theo trục x 2.4 Đồ thị bức xạ của anten: T a có: F( , )=│1+ cos2 │ E(r)= [1+cos2 ] Mà 0 ≤ ≤ 360 ð =2 Phần 3: Bài gi ải và đáp án - 50 -
  8. Ănten và truyền sóng GVHD: Nguy ễn Ngô Lâm ( , ) = │1+ cos2 │ ( , ) = ((1 + 2 ) ) chỉ phụ thuộc vào góc ð ð ( , )= =const Xét trong mặt phẳng xoy: =90 => Vậy đồ th ị bức xạ của anten: Xét trong mặt phẳng yoz: -90 ≤ ≤ 90 ,ta xét 0 ≤ ≤ 90 rồi lấy đối xứng qua trục z: =0 => ( , )= ( , )=1 ( , )= =90=> =45=> Vậy đồ th ị bức xạ của anten: Tần số: f = 400 MHz 2.5 Hệ số định hướng: U (θ , φ ) = 1.5 sin 2 θ ∧ ∧ V ector phân cực : p(θ , φ ) = θ Hiệu suất anten : e = 80% (r )= e ∧ inc − j 2π x a) E z: T a có: Phần 3: Bài gi ải và đáp án - 51 -
  9. Ănten và truyền sóng GVHD: Nguy ễn Ngô Lâm Mật độ công suất sóng t ới - 2 E inc (W / m ) 1 = = inc 2 S 2η 240 π Hệ số tổn hao phân cực - ∧ inc ∧ =z p ∧ ∧ ∧ pr = θ = − z 2 ∧ inc ∧ ⇒ PLF = p ⋅ pr =1 Độ lợi của anten - G (θ , φ ) = e U (θ , φ ) = 0.8 × 1.5 sin 2 θ = sin 2 θ 6 5 π ⇒ G (θ , φ ) = 6 θ= Với : φ = π 2 5 Diện tích hiệu dụng - (m ) λ2 2 3 1 6 G (θ , φ ).PLF =   ⋅ 27 Ae = ⋅ ⋅1 = 2 4π  4  4π 5 160π Công suất thu -  ∧ inc  (W ) 9 Pc = Ar  θ , φ , p  S inc =     128000 (r )= e ∧ inc − j 2π x b) E y ∧ inc ∧ =y T a có: p ∧ ∧ ∧ pr = θ = − z 2 ∧ inc ∧ ⇒ PLF = p ⋅ pr =0 à anten không nhận tín hiệu. T rở kháng vào: ZA = RA + jXA = 75 + j20 (Ω) 2.6 Phần 3: Bài gi ải và đáp án - 52 -
  10. Ănten và truyền sóng GVHD: Nguy ễn Ngô Lâm Điện trở tổn hao: RD = 2 (Ω) Điện trở nội: Rs = 50 (Ω) Điện áp : VS = 10 (Vrms) a) Vẽ sơ đồ tương đương của anten: RS=50 RD=2 RR=73 ZA VS XA=20 b) Công suất tiêu th ụ bởi anten: ( A) VS 10 2 IA = = = 0.11 + j 0.117 Z A + Z S 125 + j 20 PA = × I A × R A = × (0.117) × 75 = 0.47 (W ) 1 1 2 2 2 2 c) Công suất bức xạ và hiệu suất anten: PR = × I A × ( RA − RD ) = × (0.117)2 × 73 = 0.455 (W ) 1 1 2 2 2 PR e= × 100% = 97% PA d) Tìm điều kiện trở kháng nối để công suất bức xạ cực đại: Để công suất bức xạ cực đại thì phải có sự phối hợp tr ở kháng tức là ZA = ZS* à ZS = 75 – j20 Phần 3: Bài gi ải và đáp án - 53 -
  11. Ănten và truyền sóng GVHD: Nguy ễn Ngô Lâm [w / m ], 0 ≤θ ≤ π 5 sin θ Mật độ công suất bức xạ: w = 2 2.7 r2 a) Công suất bức xạ của anten: π 2π PR = ∫∫U (θ , φ ) dΩ = ∫ ∫ 5 sin 2 θ dθ dφ = 5π 2 (W ) S 00 b) Đồ thị định hướng: D( , )= (,) = = + = 0 =>D( , )=0 = 45 => D( , )= √ + = 90=> D( , )= + = 135=> D( , )= √ + = 180=> D( , )= 0 = 90 + Xác định hướng bức xạ cực đại: c)độ lợi của anten: G( , )=e D( , )=e e=1è G( , )= = Cường độ bức xạ chuẩn hóa: 2.8 + = => = + = + + Đồ thị tr ường:E= 2.9 Phần 3: Bài gi ải và đáp án - 54 -
  12. Ănten và truyền sóng GVHD: Nguy ễn Ngô Lâm ? I:dòng vào;r:khoảng cách èF( , )=10I Điện trở bức xạ của anten: 100. èW(r)= è U( , )= 100. = = ∫ ∫ è= MÀ = = è (Ω) 4π Hệ số định hướng gần đúng: D = 2.10 θ Hpφ Hp θ là 200 Φ là 200 Hệ số định hướng gần đúng theo dB: 4π 4π D = 10 log = 10 log ≈ 20 dB θ HpφHp 0.123π 2 T rường bức xạ: 2.11 E( ) = . . C=const Đồ thị bức xạ tuyến tính theo trục +z a)tổng công suất bức xạ của anten: ta có :F( , )=C. Phần 3: Bài gi ải và đáp án - 55 -
  13. Ănten và truyền sóng GVHD: Nguy ễn Ngô Lâm ècường độ bức xạ của tr ường xa antenna: U( , )= . . =∫ = ∫ ∫ . . è = b)hệ số hướng tính D(0, ): Ta có:D( , )= (,) mà U( , )= . . 2 = 9600 è D(0, )= 1.6 c)độ rộng ½ công suất:HPBW cường độ bức xạ cực đại: ( , )= 240 . 16. = (,) . . . . è = = è ècos = ∓ √ è= èHPBW= d)góc khối của anten: (, ) 2. . 240 . 16. ∫ ∫ ∫ Ω= = 240 . 16. . = 4 /5 è-2 ∫ Phần 3: Bài gi ải và đáp án - 56 -
  14. Ănten và truyền sóng GVHD: Nguy ễn Ngô Lâm e − jkr  2 ∧  ∧ 2.12 Trường điện: Eθ =  cos θ θ + sin φ φ  4πr   a) Cường độ bức xạ tổng quát c ủa anten: [ ]= 240π (cos θ + sin φ ) U (θ ,φ ) = 1 1 2 Fθ + Fφ 2 4 2 2η b) Công suất bức xạ của anten: π 2π ∫ 240 π (cos ) sin θ PR = ∫∫ U (θ , φ ) dΩ = ∫ (W ) 7 θ + sin 2 φ dθ dφ = 4 600 S 00 c) e = 75% ,độ lợi tổng quát anten: ( ) 1 4π ⋅ cos 4 θ + sin 2 φ ( ) 240π D(θ , φ ) = 2π π 10 = cos 4 θ + sin 2 φ sin θ ( ) 3 ∫ ∫ 240 π cos θ + sin φ dφ dθ 4 2 00 ( ) ⇒ G (θ , φ ) = e ⋅ U (θ , φ ) = 2.5 cos 4 θ + sin 2 θ T rở kháng vào: ZA = RA + jXA = 75 + j20 (Ω) 2.13 Điện trở tổn hao: RD = 2 (Ω) Độ lợi ở hướng cực đại: 8dB Công suất hấp thụ : 10 (W) a) Biên độ dòng ngõ vào: 2 ⋅ 10 ( A) 1 2 PA PA = × I A × RA ⇒ IA = = =0.516 2 2 RA 75 b) Cường độ bức xạ anten ở hướng bức xạ cực đại: T a có: Độ lợi của anten được định nghĩa: - 4π U (θ , φ ) G (θ , φ ) = PA Độ lợi anten tính theo dB - GdB (θ ,φ ) = 10 log G (θ ,φ ) Phần 3: Bài gi ải và đáp án - 57 -
  15. Ănten và truyền sóng GVHD: Nguy ễn Ngô Lâm Cường độ bức xạ ở hướng cực đại - G (θ , φ )⋅ PA U max (θ , φ ) = = 5.02 4π d) Để công suất bức xạ cực đại thì phải có sự phối hợp tr ở kháng giữa tr ở kháng nộ i máy phát với trở kháng của anten. à ZS = 75 – j20 ( , )= Cường độ bức xạ chuẩn hóa vùng xa của antenna: 2.14 a)hệ số định hướng cực đại của antenna:D= ( , )│ với ( , ) = = (,) ∫ (,) ∫ ∫ (1 − ) = = + è-(cos − 0)+ ( − 0)=2 -2/3=4/3 è ( , )= / èD=3/2 b)độ rộng ½ công suất: Ta có :cực đại của bức xạ chính xuất hiện tại:θ=π/2 = Do èHPBW=2π/4=π/2 (0) = 0 Độ rộng giữa các giá trị không đầu tiên: Do èBWFN=π = èU(θ, )= 10 c) Phần 3: Bài gi ải và đáp án - 58 -
  16. Ănten và truyền sóng GVHD: Nguy ễn Ngô Lâm = ∫ (1 − ) ∫ 10 = 2 . 10 = 2 . 10 + ∫ ∫ è = 2 . 10 (2 − 2/3) = 8 . 10 /3(w) ∫ = 10 e=0.8 ồ • = Điện trở nội của nguồn : =− Vì mạch phố i hợp tr ở kháng è [( ) + (0)] = + ồ = ồ è = e= è = è = . ồ è d) cường độ bức xạ trung bình của antenna: = = . . = e) hệ số định hướng theo hướng cực đại(db): = . D= độ lợi ( db):G=eD=0.8× 1.5 = 1.2 = 0.8( ) èD=1.76(db) =4 10 ( ) f) công suất bức xạ vô hướng tương đương: EIRP=4 . - hết - Phần 3: Bài gi ải và đáp án - 59 -
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2418 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2