Đang tải... (xem toàn văn)
CHƯƠNG 3 PHÂN CỰC SÓNG VÀ ANTEN TRONG THÔNG TIN VỆ TINH
CHƯƠNG 3PHÂN CỰC SÓNG VÀ ANTENTRONG THÔNG TIN VỆ TINHThS. Trần Bá Nhiệm Các chủ đề• Các dạng phân cực sóng được sử dụngtrong thông tin vệ tinh• Các anten loa được sử dụng làm anten thôngtin vệ tinh hay làm các bộ tiếp sóng cho cácbộ phản xạ• Các anten parabol sử dụng bộ phản xạ đơnvà bộ phản xạ kép trong các hệ thống thôngtin vệ tinh• Dàn loa tiếp sóng• Bài tập Phân cực sóng• Vùng trường xa là vùng tại khoảng cáchlớn hơn 2D2/λ so với anten, trong đó D làkích thước một chiều lớn nhất của antencòn λ là bước sóng.• Trong vùng trường xa của một anten phát,sóng điện từ có dạng sóng điện từ ngang(TEM). Quy tắc bàn tay phải Phân cực sóng• , và tuân theo quy tắcbàn tay phải. Với :phương truyền sóng, :vector điện trường, :vector từ trườngQuan hệ giữa E và H: E = H.Zw, trong đóZw=120 () Phân cực sóng• Hầu hết truyền dẫn vô tuyến sử dụngphân cực tuyến tính, trong đó:– phân cực đứng có vector điện trường vuônggóc với mặt đất– phân cực ngang có vector điện trường songsong với mặt đất. Phân cực sóng• Vector điện trường phân cực đứng:= â Eysinωtâ là vectơ đơn vị theo phương đứng và Eylàgiá trị đỉnh theo phương này• Vector điện trường sóng phân cực ngang:= â Exsinωtâ là vectơ đơn vị theo phương ngang và Exlàgiá trị đỉnh theo phương này Phân cực sóng• Xét trường hợp khi cả hai trường đều cómặt đồng thời. Chúng sẽ cộng với nhautheo vectơ và trường tổng sẽ là vectơ ,hợp với trục ngang một góc được xácđịnh như sau: = arctang Các thành phần ngang và đứngcủa phân cực tuyến tính Anten Yagi• Sử dụng rộng rãi ở băng sóng ngắn cũngnhư băng sóng cực ngắn. Ưu điểm về thôngsố điện, đơn giản về cấu trúc, rất thích hợpvới các loại TV gia đình [...]... tương quan giữa dB và dBm được thể hiện qua công thức: x = 10log 10 (1000P) Hay x = 10log 10 P + 30 Với P tính bằng Wat và x tính bằng dBm Anten Yagi • Đồ thị phương hướng với 8 chấn tử CHƯƠNG 3 PHÂN CỰC SĨNG VÀ ANTEN TRONG THƠNG TIN VỆ TINH ThS. Trần Bá Nhiệm Anten khe - khe nửa sóng • Nếu trên thành ống dẫn sóng hay hốc cộng hưởng cắt một khe hẹp có chiều dài bằng một nửa bước sóng cơng tác thì chúng... thước anten là 1m bằng với bước sóng. Tính tần số để phát tín hiệu trên. Giải: Theo giả thiết ta có: λ = 1m f = c/λ = (3 × 108 m/s)/(1 m) = 300 MHz Phân cực sóng • Vùng trường xa là vùng tại khoảng cách lớn hơn 2D 2 /λ so với anten, trong đó D là kích thước một chiều lớn nhất của anten còn λ là bước sóng. • Trong vùng trường xa của một anten phát, sóng điện từ có dạng sóng điện từ ngang (TEM). Anten. .. gain đạt được trong mỗi giải pháp? Phân cực sóng • Vector điện trường phân cực đứng: = â E y sinωt â là vectơ đơn vị theo phương đứng và E y là giá trị đỉnh theo phương này • Vector điện trường sóng phân cực ngang: = â E x sinωt â là vectơ đơn vị theo phương ngang và E x là giá trị đỉnh theo phương này Bài tập Giải: – Tăng gấp 2 tần số hiện tại thì gain đạt được là +6dB tại cả anten truyền và nhận, nhưng... (gain) của anten đó. Giải: G dB = 10log 10 (P 2 /P 1 ) = 10log 10 (1,27/0,08) = 12,04119983 dB Cơng suất đã được khuếch đại. Phân cực sóng • , và tn theo quy tắc bàn tay phải. Với : phương truyền sóng, : vector điện trường, : vector từ trường Quan hệ giữa E và H: E = H.Z w , trong đó Z w =120 () Bài tập Trong thực tế có một loại anten gọi là “whip” có bước sóng bằng ½ chiều dài cánh anten. Nếu chiều... sóng điện từ ngang (TEM). Anten gain • Gain (độ lợi) của anten phụ thuộc vào effective surface - bề mặt tác động (do đó phụ thuộc vào kích thước và dạng anten) G = 4 A e /λ 2 hoặc G dB = 10 log 10 (4 A e /λ 2 ) với G là gain, A e là effective surface và λ là bước sóng • Ví dụ: anten cầu có A e = λ 2 /(4 ), anten parabol có bề mặt A = r 2 và A e = 0,56A dB so sánh với dBm • Nếu đơn vị đo cơng... một vùng lan truyền sóng radio có tần số 5,8GHz với bán kính Fresnel zone được tính tại điểm giữa. Tính tốn độ cao cần thiết để đặt anten sao cho sóng radio khơng bị ngăn cản bởi mặt đất? Giải: Tính tốn như bài trước ta được: = 51,7 mm Và do giả thiết suy ra: d 1 = d 2 = d /2 = 14,57 km Đồng thời: = r = 19,4 m Bài tập Cơng suất sóng tại một anten là 1,27W, cơng suất phát tại vệ tinh là 0,08W. Tính... có chiều dài bằng một nửa bước sóng cơng tác thì chúng ta sẽ có một anten khe nửa sóng, nghĩa là khe chỉ bức xạ vào một nửa không gian Bài tập Xét q trình truyền thơng giữa 2 vệ tinh, bỏ qua suy hao trong không gian, để tăng cường công suất nhận được, có 2 lựa chọn: – Dùng tần số cao hơn (ví dụ: tăng gấp 2) – Tăng bề mặt tác động của anten (ví dụ: tăng gấp 2) • Hỏi giải pháp nào tăng cơng suất tốt hơn? •... cộng với nhau theo vectơ và trường tổng sẽ là vectơ , hợp với trục ngang một góc được xác định như sau: = arctang Anten khe • Anten khe được sử dụng chủ yếu ở băng vi ba. Trong thực tế khe bức xạ có dạng chữ nhật (khe thẳng) hoặc hình trịn (khe hình vành khăn) và được cắt trên các mặt kim loại có hình dạng và kích thước khác nhau: trên thành hốc cộng hưởng, thành ống dẫn sóng hình chữ nhật hoặc trịn,... Bài tập Một sóng radio có tần số 5,8GHz. Cơng suất truyền là 100mW, gain của anten là 16dBi, độ nhạy là -85dBm với tốc độ truyền 6Mbit/s. Giả sử hai anten nằm trên LOS và khơng kể các mất mát khác. Tính vùng lan truyền tối đa? Giải: EIRP = transmitter power (dBm) – loss in the cable (dB) + gain (dBi) =10 log 10 (100 mW) – 0 + 16 dBi = 20 dBm + 16 dBi A free = 20 log 10 (4 d / ) Phân cực sóng • Xét... ) Đo tại cùng một điểm nên x 1 = x 2 . Sóng tổng hợp tại điểm đang xét là: E(x 1 ,t) + E(x 2 ,t) = A sin (2f 0 (t-x 1 /c) + ) + A sin (2f 0 (t- x 1 /c) + + ) = A sin (2f 0 (t-x 1 /c) + ) - A sin (2f 0 (t-x 1 /c) + ) = 0 Như vậy tại điểm này sóng bị triệt tiêu Anten loga • Cấu tạo từ nhiều chấn tử có độ dài khác nhau và đặt ở khoảng cách khác nhau. Anten được tiếp điện bằng fide đối xứng hay . CHƯƠNG 3PHÂN CỰC SÓNG VÀ ANTENTRONG THÔNG TIN VỆ TINHThS. Trần Bá Nhiệm Các chủ đề• Các dạng phân cực sóng được sử dụngtrong thông tin vệ tinh Các anten. làm anten thôngtin vệ tinh hay làm các bộ tiếp sóng cho cácbộ phản xạ• Các anten parabol sử dụng bộ phản xạ đơnvà bộ phản xạ kép trong các hệ thống thôngtin