1. Ăng-ten là gì?
Như chúng ta đã biết, có tất cả các loạithiết bị liên lạc không dâytrong cuộc sống của chúng ta, chẳng hạn như đường truyền video xuống của máy bay không người lái,liên kết không dây cho robot, hệ thống lưới kỹ thuật sốvà các hệ thống truyền dẫn vô tuyến này sử dụng sóng vô tuyến để truyền tải thông tin không dây như video, thoại và dữ liệu.Anten là thiết bị dùng để phát và thu sóng vô tuyến.
2. Băng thông ăng-ten
Khi tần số hoạt động của ăng-ten thay đổi thì mức độ thay đổi của các thông số điện liên quan của ăng-ten nằm trong phạm vi cho phép.Dải tần số cho phép tại thời điểm này là độ rộng băng tần ăng-ten, thường được gọi là băng thông.Bất kỳ ăng-ten nào cũng có băng thông hoạt động nhất định và nó không có tác dụng tương ứng ngoài dải tần này.
Băng thông tuyệt đối: ABW=fmax - fmin
Băng thông tương đối: FBW=(fmax - fmin)/f0×100%
f0=1/2(fmax + fmin) là tần số trung tâm
Khi ăng-ten hoạt động ở tần số trung tâm thì tỷ số sóng dừng là nhỏ nhất và hiệu suất cao nhất.
Do đó, công thức băng thông tương đối thường được biểu diễn dưới dạng: FBW=2(fmax-fmin)/(fmax+ fmin)
Bởi vì băng thông ăng-ten là dải tần hoạt động trong đó một hoặc một số thông số hiệu suất điện của ăng-ten đáp ứng yêu cầu nên các thông số điện khác nhau có thể được sử dụng để đo độ rộng băng tần.Ví dụ: độ rộng dải tần tương ứng với độ rộng thùy 3dB (độ rộng thùy liên quan đến góc giữa hai điểm mà cường độ bức xạ giảm đi 3dB, nghĩa là mật độ công suất giảm một nửa, ở cả hai phía của hướng bức xạ cực đại của thùy chính) và độ rộng dải tần trong đó tỷ số sóng đứng đáp ứng các yêu cầu nhất định.Trong số đó, được sử dụng phổ biến nhất là băng thông được đo bằng tỷ lệ sóng đứng.
3.Mối quan hệ giữa tần số hoạt động và kích thước ăng-ten
Trong cùng một môi trường, tốc độ truyền sóng điện từ là nhất định (bằng tốc độ ánh sáng trong chân không, ghi là c≈3×108m/s).Theo c=λf, có thể thấy rằng bước sóng tỷ lệ nghịch với tần số và hai bước sóng này là mối quan hệ tương ứng duy nhất.
Độ dài của ăng-ten tỷ lệ thuận với bước sóng và tỷ lệ nghịch với tần số.Nghĩa là, tần số càng cao thì bước sóng càng ngắn và ăng-ten có thể được chế tạo càng ngắn.Tất nhiên, độ dài của ăng-ten thường không bằng một bước sóng mà thường là 1/4 bước sóng hoặc 1/2 bước sóng (thường sử dụng bước sóng tương ứng với tần số hoạt động trung tâm).Bởi vì khi chiều dài của dây dẫn là bội số nguyên của 1/4 bước sóng thì dây dẫn thể hiện đặc tính cộng hưởng ở tần số của bước sóng đó.Khi chiều dài dây dẫn bằng 1/4 bước sóng thì nó có đặc tính cộng hưởng nối tiếp, khi chiều dài dây dẫn bằng 1/2 bước sóng thì nó có đặc tính cộng hưởng song song.Ở trạng thái cộng hưởng này, ăng-ten bức xạ mạnh và hiệu suất chuyển đổi truyền và thu cao.Mặc dù bức xạ của bộ dao động vượt quá 1/2 bước sóng, bức xạ sẽ tiếp tục được tăng cường, nhưng bức xạ ngược pha của phần vượt quá sẽ tạo ra hiệu ứng triệt tiêu, do đó hiệu ứng bức xạ tổng thể bị tổn hại.Do đó, các anten thông thường sử dụng đơn vị chiều dài dao động là 1/4 bước sóng hoặc 1/2 bước sóng.Trong số đó, ăng-ten có bước sóng 1/4 chủ yếu sử dụng trái đất làm gương thay vì ăng-ten nửa bước sóng.
Ăng-ten bước sóng 1/4 có thể đạt được tỷ lệ sóng đứng lý tưởng và hiệu quả sử dụng bằng cách điều chỉnh mảng, đồng thời có thể tiết kiệm không gian lắp đặt.Tuy nhiên, ăng-ten có độ dài này thường có mức tăng thấp và không thể đáp ứng nhu cầu trong một số tình huống truyền có mức tăng cao nhất định.Trong trường hợp này, anten có bước sóng 1/2 thường được sử dụng.
Ngoài ra, trên lý thuyết và thực tế đã chứng minh mảng bước sóng 5/8 (độ dài này gần bằng 1/2 bước sóng nhưng có bức xạ mạnh hơn 1/2 bước sóng) hoặc mảng rút ngắn tải bước sóng 5/8 (có một cuộn dây tải ở một nửa khoảng cách bước sóng tính từ đỉnh ăng-ten) cũng có thể được thiết kế hoặc lựa chọn để có được ăng-ten có mức tăng cao hơn và hiệu quả về mặt chi phí.
Có thể thấy rằng khi biết tần số hoạt động của ăng-ten, chúng ta có thể tính toán bước sóng tương ứng, sau đó kết hợp với lý thuyết đường truyền, điều kiện không gian lắp đặt và yêu cầu khuếch đại truyền dẫn, chúng ta có thể biết đại khái độ dài phù hợp của ăng-ten cần thiết .
Thời gian đăng: Oct-13-2023
