Bài giảng môn Điện - Điện tử - Trường điện từ và kỹ thuật anten

TRƯỜNG ĐIỆN TỪ VÀ KỸ THUẬT ANTENTài liệu tham khảo:Trường điện từ và truyền sĩng - Phan Anh - NXB ĐHQGHNLý thuyết và kĩ thuật anten – Gs Ts Phan Anh – NXB khoa học kỹ thuật.Trường và sĩng điện từ – Phan Anh (dịch) – NXB ĐH và TCCN NỘI DUNGCHƯƠNG I. SĨNG ĐIỆN TỪ VÀ TRUYỀN SĨNGCHƯƠNG II. LÝ THUYẾT VÀ KỸ THUẬT ANTENCHƯƠNG III. CÁC LOẠI ANTENChương I. Sĩng điện từ và truyền sĩng. Giíi thiƯu - Trường điện từ là một dạng đặc biệt của vật chất. Nĩ tồn tại dưới dạng sĩng hoặc hạt, cĩ tác dụng tương hỗ với các hạt mang điện. Trong chân khơng trường điện từ truyền với vận tốc ánh sáng (3.108 m/s) - Năng lượng của trường điện từ cĩ thể biến đổi từ dạng này sang dạng khác nhưng luơn bảo tồnTheo định luật Einstein năng lượng và khối lượng trường điện từ cĩ quan hệ: W= m.c2 (J) W: năng lượng; m: Khối lượng (kg); c: Vận tốc ánh sáng (m/s).Hệ phương trình MaxwellPhương trình Maxwell thứ nhất:Trong đĩ:  : Cường độ từ trường (A/m); : Mật độ dịng điện dẫn (A/m2);  : Cường độ điện trường (V/m); : Hằng số điện mơi (F/m); : Điện dẫn suất (S/m); Ý NGHĨA PHƯƠNG TRÌNH MAXWELL THỨ NHẤTTừ trường cĩ thể được gây ra khơng chỉ bởi dịng điện dẫn mà do cả dịng điện dịch, nghĩa là do sự biến đổi của cường độ điện trường theo thời gian.Tác dụng của dịng điện dẫn và dịng điện dịch là như nhau trong việc tạo ra từ trường.Hệ phương trình MaxwellPhương trình Maxwell thứ hai:Trong đĩ:   : Độ từ thẩm của mơi trường (A/m); Ý NGHĨA PHƯƠNG TRÌNH MAXWELL THỨ HAITừ trường biến đổi theo thời gian sẽ tạo ra điện trường.Hệ phương trình Maxwell- Phương trình Maxwell thứ ba: : Mật độ điện tích Phương trình Maxwell thứ tư: ý nghĩa: Là hai phương trình xác định mật độ nguồn của điện trường và từ trườngHệ hương trình Maxwell đầy đủKết luậnCĩ biến thiên của điện trường dẫn đến cĩ từ trường biến thiên và ngược lại.Dịng điện dẫn và dịng điện dịch cĩ vai trị như nhau trong việc sinh ra từ trường.Trong chân khơng vẫn tồn tại điện từ trường.Định lý PoyntingĐây là định lý về sự bảo tồn năng lượng trong trường điện từ.Phát biểu: Năng lượng trường điện từ chảy qua một đơn vị điện tích trong một đơn vị thời gian được xác định theo cơng thức:Trong đĩ: : Cơng suất tổn hao dưới dạng nhiệt của dịng điện trong thể tích V. S: Diện tích mặt giới hạn bởi đường vịng dây dẫn l. : vecto mật độ thơng lượng năng lượng chảy qua mặt S trong đơn vị thời gian (vectơ poynting)Định lý PoyntingChiều của vectơ poynting là chiều dịch thuận theo quy tắc vặn nút chai từ sang (hay quy tắc bàn tay trái) với gĩc quay nhỏ nhất.Năng lượng trường điện từ chảy qua một đơn vị thời gian được xác định: ; W/m2.1.1. Sĩng điện từ1.1.1. Sĩng điện từ phẳng a. Khái niệm: Sĩng điện từ tạo ra các vectơ điện và từ cĩ biên độ và pha giống nhau và hợp thành các mặt đồng pha và đồng biên là những mặt phẳng thì được gọi là sĩng điện từ phẳng. b. Mơi trường truyền sĩng:- Điện mơi lý tưởng (đồng nhất khơng tổn hao)Đồng nhất, cĩ tổn haoBán dẫn.Nhận xét: Sĩng điện từ khơng lan truyền trong mơi trường kim loại (Fe, Cu) c. Tính chất:Phản xạ, khúc xạ khi sĩng truyền qua hai mơi trường cĩ chiết suất khác nhau. Nhiễu xạ khi bước sĩng xấp xỉ với kích thước vật cản.Tán xạ khi bước sĩng nhỏ hơn vật cản.1.1. Sĩng điện từ1.1.2. Bức xạ sĩng điện từĐịnh nghĩa Quá trình truyền trường điện từ từ nguồn vào khơng gian gọi là quá trình bức xạ trường điện từ. Bức xạ trường điện từ chỉ xảy ra với nguồn biến thiên.b. Bức xạ của dipol điệnTrường vùng gần. ở khu gần thì các thành phần điện trường và từ trường lệch pha nhau 900 theo thời gian. Do đĩ vecto poynting trung bình sẽ cĩ giá trị bằng khơng. Chứng tỏ năng lượng của trường vùng gần cĩ tính dao động. Trong một phần tư chu kỳ đầu thì năng lượng này dịch chuyển từ nguồn trường ra khơng gian xung quanh và trong một phần tư chu kỳ tiếp theo lại dịch chuyển trở lại giống như sự trao đổi năng lượng trong một mạch dao động. Trường khu gần cịn được gọi là trường cảm ứng và khu gần được gọi là khu cảm ứng.1.1. Sĩng điện từTrường vùng xa Điện trường và từ trường ở vùng xa luơn luơn đồng pha nhau. Vì thế giá trị trung bình của vecto poynting luơn khác khơng và năng lượng bức xạ được dịch chuyển từ nguồn vào khơng gian xung quanh. Trường điện từ bức xạ ở vùng xa cĩ dạng sĩng cầu, cĩ vecto điện và từ vuơng gĩc với hướng truyền lan. Sĩng điện từ trong trường hợp này được gọi là sĩng điện từ ngang1.1. Sĩng điện từ1.1.3. Sĩng điện từ định hướng- Khái niệm: Sĩng điện từ được lan truyền theo một hướng xác định, tránh sự phân tán năng lượng theo các hướng khác khi truyền thơng tin giữa các thiết bị đầu cuối. được gọi là sĩng điện từ định hướng.Các loại hệ định hướng: + Dây song hành: Gồm hai dây dẫn để song song trong một vỏ bọc. Khi đĩ sĩng điện từ được định hướng bởi hệ thống này truyền lan ở khơng gian xung quanh dây dẫn. Dây song hành thích hợp sử dụng đối với dải sĩng cĩ bước sĩng lớn (>1m). Dây song hành được bọc kim cĩ hiệu quả truyền dẫn cao hơn nhiều sơ với dây khơng bọc. + Dây đồng trục: Gồm một dây dẫn bọc trong vỏ bọc. Sĩng điện từ truyền trong khơng gian giữa các mặt của dây dẫn trong và ngồi. Dây đồng trục cĩ hiệu quả truyền dẫn cao, cĩ cấu trúc đơn giản. + ống dẫn sĩng: Là khơng gianđược bao bọc bởi vỏ kim loại khi khơng cĩ dây dẫn bên trong. Sĩng điện từ được lan truyền trong khơng gian đĩ. 1.1. Sĩng điện từCác loại hệ định hướng1.2. Truyền sĩng1.2.1. Các vấn đề chung về truyền sĩng. Khảo sát về sự truyền lan tự do của sĩng điện từ ở dải vơ tuyến điện. Vai trị thơng tin, thơng tin vơ tuyến trong xã hội hiện đại. Nhờ các sĩng này mà cĩ thể thiết lập các kênh thơng tin vơ tuyến với cự ly thơng tin rất lớn. Một kênh thơng tin thường gồm các thiết bị thu - phát đặt ở đầu cuối đường truyền và tin tức được mang đi nhờ sĩng điện từ lan truyền trong mơi trường vật lý trung gian gọi là mơi trường truyền sĩng. Để đảm bảo cũng như tăng chất lượng kênh thơng tin vơ tuyến chúng ta khơng chỉ quan tâm đến tính năng, chất lượng của thiết bị đầu cuốimà cịn phải xét đến mơi trường truyền sĩng, lựa chọn dúng đắn tần số cơng tác cũng như chọn phương thức truyền sĩng hợp lý1.2. Truyền sĩngảnh hưởng của mơi trường đến truyền sĩng Mơi trường cĩ ảnh hưởng rất lớn đến truyền sĩng và gây ra các hiện tượng: + Suy hao sĩng + Thay đổi hướng và vận tốc truyền sĩng + Làm méo tín hiệuPhân loại sĩng: Cĩ hai cách phân loại: + Theo bước sĩng: Sĩng cực dài, sĩng dài, sĩng trung, sĩng ngắn,.. + Theo phương thức truyền lan: Sĩng trực tiếp, sĩng đất, sĩng đối lưu, sĩng điện ly.1.2. Truyền sĩng1.2.1. Truyền sĩng đấtKhái niệm: Là sĩng VTĐ được truyền ở gần mặt đất theo đường thẳng hoặc bị phản xạ từ mặt đất hoặc bị uốn theo độ cong mặt đất do hiện tượng nhiễu xạ. Hiện tượng nhiễu xạ là hiện tượng quỹ đạo tia sĩng bị uốn cong quanh vật cản trên đường truyền.Khái quát chung Sĩng trong trường hợp này bị ảnh hưởng bởi đất mà cụ thể là bị ảnh hưởng của chất đất và địa hình. Vì thế biết được các thơng số đất ( hằng số điện mơi , điện dẫn suất,) là rất quan trọng. Giải một bài tốn tổng quát về sĩng đất với nhiều biến số như vậy rất là khĩ. Người ta sử dụng một biện pháp trong thực tế đĩ là giải các bài tốn riêng với các giả thiết riêng lý tưởng hơn: + Thay thế đất thực lồi lõm bằng mặt đất bằng phẳng tưởng tượng.+ Bỏ qua sự biến đổi liên tục, từ từ của chất đất trên đường truyền. Xem như tham số đất biến đổi một cách đột ngột khi qua các vùng đất khác nhau.+ Đối với mặt đất thực thường càng xuống sâu thì độ dẫn điện càng tăng do độ ẩm cao hơn nhưng trong tính tốn ta coi tham số đất khơng thay đổi theo độ sâu.+ Thay đất thực tế bằng đất tưởng tượng cĩ thơng số tương đương.+ ở cự ly gần (r nhỏ) coi đất phẳng+ ở cự ly xa (r lớn) xem mặt đất là mặt cầu.+ Trong truyền sĩng người ta sử dụng anten để thu phát tín hiệu. Cĩ hai loại anten được sử dụng là: Anten đặt thấp. Anten đặt cao.Anten đặt cao Truyền sĩng khi anten đặt cao thường chỉ gặp đối với sĩng ngắn và cực ngắn. Anten đặt cao là anten cĩ bộ phận thu và phát sĩng điện từ nằm ở cao so với mặt đất (cỡ vài bước sĩng).Anten đặt cao Giả thiết đặt ra:Tại A cĩ anten phát với cơng suất P1. Hệ số định hướng D1 đặt ở độ cao h1.Tại B ở độ cao h2 đặt anten thu.Sĩng điện từ cĩ bước sĩng .r1 đường đi từ A đến B của tia tới trực tiếp.r2 đường đi từ A đến B của tia phản xạ.r: Khoảng cách từ anten phát đến anten thu : Gĩc nghiêng tia phản xạYêu cầu: Xác định cường độ trường tại B.Anten đặt caoĐường truyền của sĩngA P1D1Bh1h212Khơng khíĐấtr1 Để giải bài tốn về truyền sĩng đất chúng ta cần tìm hiểu bài tốn về truyền sĩng trong khơng gian tự do (cơng thức truyền sĩng lý tưởng)Khơng gian tự do là mơt mơi trường đồng nhất, đẳng hướng, khơng hấp thụ và cĩ hệ số điện mơi tương đối, điện dẫn suất bằng 1.Bài tốn: Tại A: cĩ nguồn bức xạ, cơng suất phát P1, được đặt trong khơng gian tự do. Xác định cường độ điện từ trường thu được tại B cách A một khoảng r.Lời giải: Mật độ cơng suất trung bình tại B là: (V/m2) Nếu nguồn bức xạ cĩ hướng, hệ số định hướng D1 thì: (V/m2)Biên độ cường độ điện trường: (V/m)Giá trị tức thời của cường độ điện trường: : hệ số sĩng : Giá trị hiệu dụng cường độ điện trườngNếu tại B cĩ anten thu với diện tích hiệu dụng:Ta cĩ cơng suất anten thu cấp cho máy thu: (W)Trong thực tế, mơi trường làm suy hao sĩng. Đặc trưng cho sự suy hao là thừa số làm yếu F.Vậy cường độ trường trong mơi trường thực tế: Cơng suất cấp cho máy thu thực tế:Cơng thức liên hệ giữa cường độ điện và từ trường: Lời giải cho bài tốn truyền sĩng đấtCường độ trường tại B của tia tới trực tiếp được xác định bởi E1 = Em1 . ; V/ mTrong đĩ: Em1 = V/m: Giá trị hiệu dụng của cường độ trường tia trực tiếp Cường độ trường tại B của tia phản xạ được xác định: E2 = Em2. V/ m;Trong đĩ: Em2= .R V/m Giá trị hiệu dụng của cường độ trường tia phản xạ. R: hệ số phản xạ. : gĩc pha tia phản xạ.R và được xác định dựa vào các đồ thị về hệ số phản xạ (ở cuối sách) khi biết các thơng số đất (hằng số điện mơi, điện dẫn suất). Vậy cường độ trường tại B là: Coi:Vậy ta cĩ cường độ trường tại B là:Trong đĩ: Đặt F = : gọi là thừa số làm yếu Trong nhiều trường hợp do h1<<r và h2<<r nên gĩc nghiêng của tia phản xạ từ mặt đất sẽ nhỏ đến mức cĩ thể xem R 1 và . Khi đĩ: EB= (V/m);Hay EB = (V/m); Vậy để truyền sĩng tốt nhất phải chọn độ cao anten phát, thu thích hợp để tia phản xạ từ mặt đất khơng làm yếu trường tia trực tiếp hoặc tăng cường độ trường tại điểm thu. Kết luận: Như vậy chúng ta đã đựơc tìm hiểu về phương thức truyền lan của sĩng đất. Qua đĩ cũng biết được ảnh hưởng của đất đối với khả năng truyền sĩng và cũng hiểu rằng phải chọn độ cao anten thích hợp mới thu phát sĩng tốt.1.2.2. Truyền sĩng trong tầng đối lưuTầng đối lưu là tầng khí quyển nằm từ sát mặt đất và lên đến độ cao khoảng: + 8km đến 10km ở các vùng cực. + 10km đến 12km ở các vùng ơn đới. + 18km đến 20km ở các vùng xích đạo.Tầng đối lưu cĩ thành phần chất khí khơng đổi: 78% khí nitơ, 21% oxi, và 1% là các chất khác.Tầng đối lưu cĩ đặc điểm quan trọng là mật độ chất khí giảm khi độ cao tăngTầng đối lưu cĩ chiết suất biến đổi đều theo độ cao. Khi một tia sĩng truyền trong tầng đối lưu mà khơng song song với phương ngang thì nĩ sẽ bị khúc xạ liên tục. Như vậy tia sĩng sẽ bị uốn cong chứ khơng cịn truyền theo quỹ đạo thẳng. Đây chính là hiện tượng khúc xạ khí quyển. Tầng đối lưu chỉ ảnh hưởng đến sĩng cực ngắn và sĩng VTĐ truyền ở cự li xa.1.2.3. Truyền sĩng trên tầng điện liTầng điện ly là tầng khí quyển bị ion hố nằm ở độ cao 60 đến 600km. Nguyên nhân gây ion hố ở tầng điện li: Do tác dụng của bức xạ mặt trời dẫn đến xảy ra sự phân li các phân tử oxi, nitơ thành các nguyên tử. Mặt khác cũng do những nguyên nhân khác như là: bức xạ của các vì sao, các tia vũ trụ, các thiên thạch khi vào khí quyển trái đất bị cháy. - Dưới tác dụng của các nguồn ion hố và do cấu tạo của các chất khí nên trong khí quyển xuất hiện một số miền đạt cực trị ion hố (hay cịn gọi là các lớp), Các lớp này ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng truyền sĩng.- Trong mơi trường ion hố, tín hiệu được truyền đi với vận tốc nhỏ hơn vận tốc ánh sáng. Sau khi truyền qua mơi trường này tín hiệu sẽ bị méo dạng.CHƯƠNG II. LÝ THUYẾT VÀ KỸ THUẬT ANTEN2.1. Lý thuyết anten2.1.1. Giới thiệu chungVị trí anten trong hệ thống thơng tin VTĐ anten được đặt ở đầu ra máy phát và đầu vào máy thu. anten phát anten thu M trường truyềnVai trị: Là phần tử khơng thể thiếu trong bất kỳ hệ thống thơng tin VTĐ.Định nghĩa: + anten phát: Là một thiết bị dùng để biến đổi năng lượng dịng cao tầng được điều chế từ máy phát thành năng lượng sĩng điện từ và bức xạ vào khơng gian theo một quy luật xác định. + Anten thu: Là thiết bị dùng để thu sĩng điện từ từ khơng gian tới theo quy luật xác định và biến đổi thành năng lượng dịng cao tầng để đưa tới đầu vào của máy thu. Anten chính là một thiết bị biến đổi năng lượng và định hướng truyền sĩng.Yêu cầu đối với anten: Cĩ tính định hướng xác định. Hiệu suất đủ cao để khi phát giảm được tổn hao, khi thu tăng được tỉ số tín/tạp. Giải thơng đủ rộng. Chịu được cơng suất khi phát và cĩ khả năng chống nhiễu khi thu. Kích thước gọn, trọng lượng nhẹ, giá thành rẻ2.1.2. các tham số cơ bản của anten - Hàm hướng tính: Biểu thị sự phụ thuộc của cường độ trường bức xạ của anten theo các hướng khác nhau trong khơng gian với khoảng cách khơng đổi. Hàm biên độ chuẩn hố Biểu thị biên độ cường độ trường ở hướng khảo sát trên biên độ trường ở hướng cực đại. Hàm này đạt giá trị lớn nhất tại 1. 2.1.3. Đồ thị phương hướng và độ rộng búp sĩng Đồ thị phương hướng được vẽ bởi hàm tính hướng. Nĩ mơ tả quan hệ giữa cường độ trường bức xạ hoặc cơng suất bức xạ của anten trong các hướng khác nhau với một khoảng cách khảo sát cố định Đồ thị phương hướng trong hệ toạ độ cực2.1.3. Đồ thị phương hướng và độ rộng búp sĩng Độ rộng búp sĩng (độ rộng của đồ thị phương hướng) được xác định bởi gĩc giữa hai hướng mà theo hai hướng đĩ cường độ trường hoặc cơng suất bức xạ giảm đi một giá trị nhất định. Cĩ nhiều cách đánh giá độ rộng búp sĩng, thường độ rộng búp sĩng nửa cơng suất được sử dụng. Độ rộng búp sĩng nửa cơng suất tức là gĩc giữa hai hướng mà theo hai hướng đĩ cơng suất bức xạ giảm đi một nửa so với cơng suất bức xạ cực đại. Kí hiệu: ( hay cịn gọi là độ rộng búp sĩng 3dB), nếu giá trị này càng bé thì anten tập trung cơng suất bức xạ càng mạnh.2.1.3. Đồ thị phương hướng và độ rộng búp sĩngĐộ rộng của đồ thị phương hướng2.1.4. Cơng suất bức xạ, điện trở bức xạvà hiệu suất của anten.Cơng suất bức xạ: PA= Pbx+ Pth. PA: Cơng suất đặt vào anten. Pbx: Cơng suất bức xạ. Pth: Cơng suất tổn hao.- Điện trở bức xạ: PA= I2 (Rbx+ Rth.) Rbx, Rth: Điện trở bức xạ và điện trở tổn hao của anten.Hiệu suất: Đặc trưng cho mức độ tổn hao cơng suất của anten. Thường nhỏ hơn 1. 2.1.5. Hệ số hướng tính và hệ số khuyếch đại.Hệ số định hướng: : Hệ số hướng tính của anten. : Mật độ cơng suất bức xạ của antenkhảo sát. S0: Mật độ cơng suất bức xạ của anten chuẩn cùng hướng. Hay: : Biên độ cường độ điện trường anten khảo sát. E0: Biên độ cường độ điện trường của anten vơ hướng.Vậy: Hệ số khuếch đại của anten Đặc trưng cho anten về tính bức xạ và cả khả năng làm việc (cịn được gọi là hệ số tăng ích hay độ lợi của anten). Đồ thị phương hướng của anten omni-directional và anten vơ hướng Hệ số hướng tính và hệ số khuếch đại thường được biểu diễn theo đơn vị dB.2.1.6. Trở kháng vào của anten. Ua: Điện áp đầu vào anten. Ia: Dịng điện đầu vào anten. 2.1.7. Cơng suất bức xạ đẳng hướng tương đương. EIRP= PT.GT (W).PT: Cơng suất đầu ra máy phátGT: Hệ số khuếch đại anten phát (coi bằng 1).EIRP cĩ thể được tính theo đơn vị dB: Bài tậpBài 1: Một máy phát cĩ cơng suất là 100W nối với anten cĩ hệ số khuếch đại 10. Xác định cơng suất bức xạ đẳng hướng tương đương tính theo W, dBW, dBm?Bài 2: Một anten cĩ trở kháng bức xạ 73 ,trở kháng tổn hao 8 , hệ số hướng tính 20, cơng suất máy phát đưa vào anten 100W. Xác định: a. Hiệu suất làm việc của anten. b. Hệ số khuếch đại của anten (dBi). c. Cơng suất bức xạ và cơng suất bức xạ đẳng hướng tương đương W, dBW, dBm.Lời giảiBài 1:Cơng suất bức xạ đẳng hướng tương đương tính theo W, dBW, dBm:Lời giảiBài 2:2.1.8. Diện tích hiệu dụng và chiều dài hiệu dụng Diện tích hiệu dụng:A: diện tích bức xạ hay cảm ứng thực tế của anten. Quan hệ giữa diện tích hiệu dụng và hệ số khuếch đại anten thu:2.1.9. Dải tần cơng tác Dải tần cơng tác của anten được phân thành bốn nhĩm:2.1.10. Hệ số bảo vệ của antenTính theo đơn vị dB cĩ:2.2. Các nguồn bức xạ Theo lý thuyết về trường bức xạ, các anten bức xạ sĩng điện từ cĩ thể được xem là tập hợp của các nguồn bức xạ đơn giản. Chính vì thế để nghiên cứu các anten phức tạp chúng ta cĩ thể dựa trên việc nghiên cứu các anten nguyên tố đơn giản như dipol điện và dipol từ.2.2.1. Dipol điệnCấu tạo Dipol điện hay cịn gọi là lưỡng cực điện Là một đoạn dây dẫn mảnh, thẳng, cĩ chiều dài rất nhỏ so với bước sĩng cơng tác, trên đoạn dây cĩ dịng điện mà biên độ và pha được xem là đồng đều tại mọi điểm.2.2.1. Dipol điện Phân bố dịng điện trên dipol và các đường sức điện, từ trường do dipol gây ra:2.2.1. Trường bức xạ của dipol điện2.2.1. Trường bức xạ của dipol điện Đặt dipol trong hệ toạ độ cầu tâm O trùng tâm dipol. Chiều dài hướng theo trục z. Trường điện từ thu được tại điểm M bất kỳ cĩ toạ độ là: 2.2.1. Trường bức xạ của dipol điện Thay các giá trị của Z và k vào ta được:2.2.1. Trường bức xạ của dipol điệnCác thơng số:2.2.1. Trường bức xạ của dipol điệnĐồ thị phương hướng của dipol điện2.2.1. Trường bức xạ của dipol điệnCơng suất bức xạ của dipol điệnĐiện trở bức xạ của dipol điệnHệ số định hướng của dipol điện2.2.1. Trường bức xạ của dipol điện Nhận xét:- Trường bức xạ dipol là trường phân cực thẳng, mặt phẳng điện trường là mặt phẳng chứa trục dipol, mặt phẳng từ trường là mặt phẳng vuơng gĩc với trục dipol.- Năng lượng trường bức xạ là năng lượng thực vì tại mỗi điểm khảo sát các vecto đều cĩ phương giống nhau. Hàm hướng tính của dipol chỉ phụ thuộc gĩc mà khơng phụ thuộc gĩc . Nên trường bức xạ dipol điện cĩ tính hướng trong mặt phẳng E và vơ hướng trong mặt phẳng H . 2.2.2. Dipol từ Là một đoạn dây dẫn mảnh, thẳng, cĩ chiều dài rất nhỏ so với bước sĩng cơng tác, trên đoạn dây cĩ dịng từ mà biên độ và pha được xem là đồng đều tại mọi điểm.2.2.2. Dipol từ Phân bố dịng trên dipol từ và các đường sức điện, từ trường do dipol gây ra: 2.2.2. Trường bức xạ của dipol từ2.2.2. Trường bức xạ của dipol từ Trường điện từ thu được tại điểm M bất kỳ: Trong thực tế khơng cĩ dịng từ mà chỉ cĩ dịng từ tương đương, tức là chỉ cĩ phần tử trên đĩ tồn tại thành phần tiếp tuyến của điện trường. 2.2.2. Trường bức xạ của dipol từ - Khi điện trường bức xạ của dipol điện cĩ giá trị bằng điện trường bức xạ của dipol từ thì dịng từ phải cĩ giá trị gấp hai lần dịng điện của dipol điện. Nghĩa là: Cơng suất bức xạ của dipol từ: Điện dẫn bức xạ của dipol từ:2.3. Nguyên tố bức xạ hỗn hợpCấu tạo: Gồm một dipol điện đặt vuơng gĩc với một dipol từ. Dipol điện đặt theo trục x cĩ dịng điện Ixe, dipol từ đặt theo trục y cĩ dịng từ Iym. Giả sử độ dài hai dipol bằng nhau và bằng l. Ta cĩ quan hệ biên độ giữa dịng điện và dịng từ là: Trong đĩ a: Hệ số thực hoặc số phức Z: Trở kháng sĩng của mơi trường2.3. Nguyên tố bức xạ hỗn hợp Nguyên tố bức xạ hỗn hợp 2.3. Nguyên tố bức xạ hỗn hợp Tại mọi điểm khảo sát trường bức xạ gồm cả bốn thành phần Điện trường bức xạ ở khu xa: Hàm tính hướng: Hàm tính hướng biên độ chuẩn hố: Hệ số định hướng:2.3. Nguyên tố bức xạ hỗn hợp Đồ thị phương hướng2.3. Nguyên tố bức xạ hỗn hợpNhận xét: Nguyên tố bức xạ hỗn hợp chỉ bức xạ năng lượng cực đại về một hướng. Hướng bức xạ cực đại được xác định bởi hướng của tích vectơ (IexIm). Nguyên tố bức xạ hỗn hợp được gọi là nguyên tố bức xạ đơn hướng. Câu hỏi và bài tậpCâu hỏi và bài tập