bai tieu luan mon,truyen song,va anten,nguyen van hinh,nguyen van tinh,do tuan nam,dinh khoi,khong duc tien,le dinh dua

BÀI TIỂU LUẬN MÔN:

 TRUYỀN SÓNG VÀ ANTEN

Nhóm 7:

Nguyễn Văn Hinh

Nguyễn Văn Tỉnh

Đỗ Tuấn Nam

Lê Đình Khôi

Khổng Đức Tiến

 Lê Đình Đua 

CHỦ ĐỀ TÌM HIỂU VỀ ANTEN YAGI

ANTEN BĂNG RỘNG: ANTEN YAGI-UDA

Lịch sử

Anten Yagi-Uda được phát minh vào năm 1926 bởi Shintaro Uda của Đại học Tohoku Imperial, Sendai, Nhật Bản, với sự hợp tác của Hidetsugu Yagi, cũng của Đại học Tohoku Imperial. Hidetsugu Yagi đã cố gắng truyền năng lượng không dây trong tháng 2 năm 1926 với ăng-ten này. Các anten Yagi lần đầu tiên được sử dụng rộng rãi trong Thế chiến II cho bộ radar trên không.

1. Cấu trúc của anten Yagi

Anten Yagi-Uda dùng các phần tử anten thẳng:

Đối với dãy anten thông thường (Antennas, Anten Parabol.. .), tất cả các phần tử của dãy đều được kích thích dòng. Với dãy anten Yagi-Uda (thuộc nhóm dãy kí sinh - parasitic array), thường chỉ có một phần tử được kích thích điện, các phần tử khác không được kích thích điện mà chi được ghép tương hỗ điện từ (thường được gọi là các phần tử kí sinh). Phần tử được cấp nguồn gọi là phần tử lái (driven element) Thường là ½-λ dipole hoặc folded dipole, phần tử phía trước phần tử lái gọi là phần tử hướng xạ (director) Mang tính cảm kháng, phần tử phía sau gọi là phần tử phản xạ (reflector) Mang tính dung kháng. Thường dãy anten Yagi-Uda được sử dụng ở chế độ end-fire. Dạng tổng quát của anten Yagi-Uda như sau:

Sơ đồ của anten được vẽ ở hình 1.2. Nó gồm một chấn tử chủ động thường là chấn tử nửa sóng, một chấn tử phản xạ thụ động, và một số chấn tử dẫn xạ thụ động. Thường thì các chấn tử phản xạ và dẫn xạ thụ động được gắn trực tiếp với thanh đỡ kim loại. Nếu chấn tử chủ động là chấn tử vòng dẹt thì nó cũng có thể gắn trực tiếp với thanh đỡ và kết cấu anten sẽ trở nên đơn giản. Việc gắn trực tiếp các chấn tử lên thanh kim loại thực tế sẽ không ảnh hưởng gì đến phân bố dòng điện trên anten vì điểm giữa của các chấn tử cũng phù hợp với nút của điện áp. Việc sử dụng thanh đỡ bằng kim loại cũng không ảnh hưởng gì đến bức xạ của anten vì nó được đặt vuông góc với các chấn tử.

Để tìm hiểu nguyên lý làm việc của anten ta hãy xét một anten dẫn xạ gồm ba phần tử: Chấn tử chủ động A, chấn tử phản xạ P và chấn tử dẫn xạ D. Chấn tử chủ động được nối với máy phát cao tần. Dưới tác dụng của trường bức xạ tạo bởi A, trong P và D sẽ xuất hiện dòng cảm ứng và các chấn tử này sẽ bức xạ thứ cấp. Như đã biết, nếu chọn được chiều dài của P và khoảng cách từ A đến P một cách thích hợp thì P sẽ trở thành chấn tử phản xạ của A. Khi ấy, năng lượng bức xạ của cặp A-P sẽ giảm yếu về phía chấn tử phản xạ và được tăng cường theo hướng ngược lại (hướng + Z).

Tương tự như vậy, nếu chọn được độ dài của D và khoảng cách từ D đến A một cách thích hợp thì D sẽ trở thành chấn tử dẫn xạ của A. Khi ấy, năng lượng bức xạ của hệ A-D sẽ được tập trung về phía chấn tử dẫn xạ và giảm yếu theo hướng ngược (hướng –z). Kết quả là năng lượng bức xạ của cả hệ sẽ được tập trung về một phía, hình thành một kênh dẫn sóng dọc theo trục của anten, hướng từ chấn tử phản xạ về phía chấn tử dẫn xạ. Theo lý thuyết chấn tử ghép, dòng điện trong chấn tử chủ động (I1) Và dòng điện trong chấn tử thụ động (I₂) Có quan hệ dòng với nhau bởi biểu thức: = (1.1)

Bằng cách thay đổi độ dài của chấn tử thụ động, có thể biến đổi độ lớn và dấu của điện kháng riêng X22 và do đó sẽ biến đổi được a và ψ.

Hình 1.3 biểu thị quan hệ của độ dài xấp xỉ nửa bước sóng và ứng với khoảng cách d=λ/4. Càng tăng khoảng cách d thì biên độ dòng trong chấn tử thụ động càng giảm. Tính toán cho thấy rằng, với d ≈ (0,1 → 0,25) λ thì khi điện kháng của chấn tử thụ động mang tính cảm kháng sẽ nhận được I₂ sớm pha so với I1. Trong trườnghợp này chấn tử thụ động sẽ trở thành chấn tử phản xạ. Ngược lại, khi điện kháng của chấn tử thụ động mang tính dung kháng thì dòng I₂ sẽ chậm pha so với dòng I1 và chấn tử thụ động sẽ trở thành chấn tử dẫn xạ.

Hình 1.3: Vẽ đồ thị phương hướng của cặp chấn tử chủ động và thụ động khi d = 0,1λ ứng với các trường hợp khác nhau của arctg khi arctg (X22/R22) > 0, chấn tử thụ động trở thành chấn tử phản xạ, còn khi arctg (X22/R22) < 0, chấn tử thụ động trở thành chấn tử dẫn xạ. Trong thực tế, việc thay đổi điện kháng X22 của chấn tử thụ động được thực hiện bằng cách điều chỉnh độ dài của chấn tử: Khi độ dài chấn tử lớn hơn độ dài cộng hưởng sẽ có X22 > 0, còn khi độ dài chấn tử nhỏ hơn độ dài cộng hưởng sẽ có X22 < 0. Vì vậy chấn tử phản xạthường có độ dài lớn hơn λ/2, còn chấn tử dẫn xạ thường có độ dài nhỏ hơn λ/2.

Thông thường, ở mỗi anten Yagi chỉ có một chấn tử làm nhiệm vụ phản xạ. Đó là vì trường bức xạ về phía ngược đã bị chấn tử này làm yếu đáng kể, nếu có thêm một chấn tử nữa đặt tiếp sau nó thì chấn tử phản xạ thứ hai sẽ được kích thích rất yếu và do đó cũng không phát huy được tác dụng. Để tăng cường hơn nữa hiệu quả phản xạ, trong một số trường hợp có thể sử dụng mặt phản xạ kim loại, lưới kim loại, hoặc một tập hợp vài chấn tử đặt ở khoảng cách giống nhau so với chấn tử chủ động, khoảng cách giữa chấn tử chủ động và chấn tử phản xạ thường được chọn trong giới hạn (0,15 → 0,25) λ.

Trong khi đó, số lượng chấn tử dẫn xạ lại có thể khá nhiều. Vì sự bức xạ của anten được định hướng về phía các chấn tử dẫn xạ nên các chấn tử này được kích thích với cường độ khá mạnh và khi số chấn tử dẫn xạ đủ lớn sẽ hình thành một kênh dẫn sóng. Sóng truyền lan trong hệ thống thuộc loại sóng chậm, nên về nguyên lý, anten dẫn xạ có thể được xếp vào loại anten sóng chậm. Số chấn tử dẫn xạ có thể từ 2 ÷ 10, đôi khi có thể lớn hơn (tới vài chục). Khoảng cách giữa chấntử chủ động và chấn tử dẫn xạ đầu tiên, cũng như giữa các chấn tử dẫn xạ được chọn trong khoảng (0,1 ÷ 0,35) λ. Trong thực tế, thường dùng chấn tử chủ động là chấn tử vòng dẹt vì hai lý do chính sau đây:

• Có thể gắn trực tiếp chấn tử lên thanh đỡ kim loại, không cần dùng phần tử cách điện;

• Chấn tử vòng dẹt có trở kháng vào lớn, thuận tiện trong việc phối hợp trở kháng.

Để có được hệ số định hướng theo hướng bức xạ chính, kích thước của các chấn tử dẫn xạ và khoảng cách giữa chúng cần được lựa chọn thích đáng, sao chođạt được quan hệ xác định đối với dòng điện trong các chấn tử. Quan hệ tốt nhấtcần đạt được đối với các dòng điện này là tương đối đồng đều về biên độ, với giá trị gần bằng biên độ dòng của chấn tử chủ động, và chậm dần về pha khi di chuyển dọc theo trục anten, từ chấn tử chủ động về phía các chấn tử dẫn xạ. Khi đạt được quan hệ trên, trường bức xạ tổng của các chấn tử sẽ được tăng cường theo một hướng (hướng của các chấn tử dẫn xạ), và giảm nhỏ theo các hướng khác.

 Thường, điều kiện để đạt được cực đại của hệ số định hướng về phía các chấn tử dẫn xạ cũng phù hợp với điều kiện để đạt được bức xạ cực tiểu về phía các chấn tử phản xạ. Do vậy, khi anten dẫn xạ được điều chỉnh tốt thì bức xạ của nó sẽ trở thành đơn hướng. Vì đặc tính bức xạ của anten có quan hệ mật thiết với các kích thước tương đối của anten (kích thước so với bước sóng) Nên anten Yagi thuộc loại anten dải hẹp. Dải tần số của anten khi hệ số định hướng chính biến đổi dưới 3 dB đạt được khoảng vài phần trăm. Khi số lượng chấn tử dẫn xạ khá lớn, việc điều chỉnh thực nghiệm đối với anten sẽ rất phức tạp vì khi thay đổi độ dài hoặc vị trí của mỗi chấn tử sẽ dẫn đến sự thay đổi biên độ và pha của dòng điện trong tất cả các chấn tử.

------------------------------------

Tập tài liệu này được viết dựa trên tài liệu của các trường kỹ thuật và chủ yếu bởi nguồn Internet qua trang web dưới.

 Http: //docs. Google. Com/viewer? A=v&q=cache: EYr₇NoWQl₃4J: Caothang. Edu. Vn/khoa/dtth/store/file/597noi-dung₂. Pdf+ %C₄%91%E1%BB%93+ %C₃%A1n+ V%E1%BB%81+ Anten+ Yagi&hl=vi&gl=vn&pid=bl&srcid=ADGEESgxXlPaJwca9YjSvdLsvPf_WX6PVzjhGItIM-VDqImKWL3iK1WV3xEI₇TbeK₇VlvdkBeO₄J9ADvZW__u0bat1qRH₅7bI₆kwdZeQTd3ZLZ5b7-EbNp93vB4qGDVMosRw3U8BqMsc&sig=AHIEtbSF0ySOaA0Nn-wkeSrUaTAgsp6jRg

------------------------------------------

Keyword: download,bai tieu luan mon,truyen song,va anten,nguyen van hinh,nguyen van tinh,do tuan nam,dinh khoi,khong duc tien,le dinh dua 

linkdownload: BÀI TIỂU LUẬN MÔN:

 TRUYỀN SÓNG VÀ ANTEN