Học viên: Phạm Văn Ninh
1

Lời nói đầu

Với sự

hội

nhập

kinh

tế

quốc

tế
l
à

cơ

hội

để

các

nước

đang

phát

triển

như
Việt

Nam

được

tiếp

xúc,

học

hỏi

các

nền

công

nghệ

hiện


đại,
ti
ên
ti
ến

của

thế

giớ
i
hiện nay.

Song

song

vớ
i
quá

trình

đổi

mới,

mở


cửa

thị

trường

của

đất

nước,

trong

những năm

gần

đây

ngành

Viễn

thông

Việt

Nam


đã

có

sự

chuyển

mình

mạnh

mẽ,

vươn

lên

là một

trong

những

ngành

có

vai


trò

quan

trọng

nhất

đối

vớ
i
sự

nghiệp

phá
t
triển

của

đất nước.

Xu

hướng

ngày


nay

là

hội

tụ các ngành viễn

thông

–

công

nghệ

thông

tin

–

phát

thanh

truyền hình

đến


sự

hội

tụ

về

thiết

bị

đầu

cuối. Một

thiết

bị

đầu

cuối

sẽ

được

sử


dụng

cho

cả dịch

vụ

viễn

thông

–

công

nghệ

thông

tin

–

phát

thanh

truyền


hình.

Việc

truyền

tín hiệu

sẽ

được

thực

hiện

thông

qua

các

hệ

thống

anten. Ngày

nay,


v
i
ệc

phát

triển

ứng dụng

các

phương

thức

xử

lý

tín

hiệu

cùng

vớ
i
các


thành
t
ựu

đã

đạt

được

trong

lĩnh

vực công

nghệ

v
i
điện

tử

và

điện

tử


siêu

cao
t
ần

cho

phép

thiết

lập

các

anten

vớ
i
nhiều

tính năng

mới,

linh

hoạt,


hiệu

quả

hơn,

độ

rộng

băng
t
ần

có

thể
l
ên
t
ớ
i
Ghz.

Để

anten

có


thể bức

xạ

được

năng
l
ượng

ra

không

gian

cần

phải

có

thiết

bị

truyền

dẫn


tín

hiệu

từ

các máy

thu

–

phát

ra

anten.

Đó

là

hệ

thống

fide.

Yêu


cầu

của

thiết

bị

anten

–

fide

là

phải thực

hiện

việc

truyền

và

biến

đổi


năng

lượng

vớ
i
hiệu

suất

cao

nhất

và

không

gây

ra méo

dạng

tín

hiệu.

Để


có

thể

đảm

bảo

yêu

cầu

nêu

trên,

ngoài

v
i
ệc

phụ

thuộc

vào

cấu

t
ạo

của

anten

th
ì
v
i
ệc

sử

dụng

các

loại

fide

có

hệ

số

suy


hao

đường

truyền

thấp
l
à

yếu
t
ố

rất

quan

trọng.

Sự

phát

triển

mạnh

mẽ


của

khoa

học

kỹ

thuật,

hệ

thống

fide

ngày càng

được

đa

dạng

hóa

vớ
i
chất

l
ượng

tốt

hơn.

Từ

việc

sử

dụng

các

ống

dẫn

sóng,

dây song

hành… để tiếp điện cho
anten chấn tử g
i
ờ


đây

việc tiếp điện,

truyền

dẫn

tín

hiệu

đã

được

thực

hiện

thông

qua

cáp

xoắn đôi,

cáp


đồng

trục,

đặc

biệt
l
à

sự

xuất

hiện

của

cáp

sợ
i
quang

Để

hiểu

rõ hơn vấn đề tiếp điện cho anten chấn tử thì chuyên đề “ Tiếp điện cho
anten chấn tử ” sẽ giúp bạn phần nào giải quyết thắc mắc của bạn.


Chuyên

đề
này
bao

gồm

3 phần :


Học viên: Phạm Văn Ninh
2
Phần I: Nội dung chuyên đề
1.
Anten

chấn

tử

2. Các phương pháp tiếp điện cho chấn tử.
2.1. Tiếp điện cho anten chấn tử đối xứng.
2.2. Tiếp điện cho anten chấn tử không đối xứng.
3 . Thiết bị biến đổi đối xứng dùng để tiếp điện cho anten đối xứng
Phần II: Tài liệu tham khảo.
Phần III: Kết luận

Phần I: Nội dung chuyên đề

1. Anten chấn tử
1.1:

Giới thiệu anten chấn tử

Chấn

tử
l
à

một

trong

những

nguồn

bức

xạ

được

sử

dụng

khá


phổ

biến

trong

kỹ

thuật anten.

Nó

có

thể

được

xem
l
à

một

anten

độc

lập,


hoàn

chỉnh

(anten

chấn

tử

đối

xứng), đồng

thờ
i
trong

nhiều

trường

hợp

nó

cũng
l
à


phần

tử

để

kết

cấu

những

anten

phức

tạp.

Có

2

loại

chấn

tử
l
à:


-

Chấn

tử

đối

xứng

-

Chấn

tử

không

đối

xứng

1.1.1:

Chấn

tử

đối


xứng

Chấn

tử

đối

xứng
l
à

một

cấu

trúc

gồm

2

đoạn

vật

dẫn

(


2

đoạn

này

có

thể

có

hình dạng
t
ùy

ý
:
hình

trụ,

hình

chóp,

elipsôit

v.v…)


có

kích

thước

giống

nhau,

đặt

thẳng hàng

trong

không

gian

và

ở

giữa

được

nối


vớ
i
nguồn

dao

động

cao

tần.










Học viên: Phạm Văn Ninh
3

Chấn

tử

đối


xứng

được

sử

dụng

rộng

rãi

trong

dải

sóng

ngắn

và

cực

ngắn
l
àm

anten phát


hoặc

anten

thu.

Trong

các

dải

sóng

này,

chấn

tử

có

thể
l
àm

v
i
ệc


độc

lập

(chấn

tử đơn)

hoặc
l
àm

v
i
ệc

phối

hợp

(hệ

chấn

tử

phức

tạp).


Trong

dải

sóng

cực

ngắn,

chấn

tử đối

xứng

còn

được

sử

dụng
l
àm

bộ

chiếu


xạ

cho

các

anten

phức

tạp

khác;

v
í
dụ

cho anten

gương

parabol.


Chấn

tử


đơn

g
i
ản:

Kết

cấu

của

chấn

tử

đơn

g
i
ản

ở

dải

sóng

ngắn


và

cực

ngắn:













- Hình

1.2a

và

1.2b

là

các


chấn
t
ử

thường

dùng

ở

dải

sóng

cực

ngắn. Các

nhánh

củachấn

tử

trong

trường

hợp


này

được
l
àm

bằng

các

ống

kim

loại

hoặc

các

bản

k
i
m

loạ
i
dẹt


dẫn

điện

tốt,

có

độ

dài
t
ổng

cộng

bằng

nửa

bước

sóng

(
l
=

λ/2)


- Hình

1.2c là

các

chấn
t
ử

ở dải

sóng

ngắn

,

chấn

tử

được
l
àm

bằng

dây


dẫn

hợp

kim

hoặc
l
ưỡng

k
i
m

có

độ dẫn

điện

tốt

và

có

sức

bền


cơ

học

cao,

đường

kính

khoảng

3

÷

6

mm

Trở

kháng

sóng

của

chấn


tử

vào

khoảng

1000Ώ.

Để

mở

rộng

dải

tần

ngườ
i
ta

giảm trở

kháng

sóng

bằng


cách

tạo

chấn

tử

lồng

(hình

1.2d)






Học viên: Phạm Văn Ninh
4
1.1.2.

Chấn

tử

không

đối


xứng

Chấn

tử

không

đối

xứng
l
à

chấn

tử

mà

hai

nhánh

của

nó

có


kích

thước

hình

học
khác

nhau

Ví

dụ

về

chấn

tử

không

đối

xứng
:
chấn


tử

h
ì
nh

trụ

vớ
i
2

nhánh

có

cùng

đường

kính nhưng

có

độ

dài

khác


nhau

(chấn

tử

tiếp

điện
l
ệch);

chấn

tử

hình

trụ

vớ
i
2

nhánh

có đường

kính


khác

nhau

(chấn

tử

không

đồng

đều);

chấn

tử

vớ
i
1

nhánh

biến

dạng

thành mặt


nón

hoặc

mặ
t
phẳng
;
chấn

tử

vớ
i
2

nhánh

biến

dạng

theo

các

dạng

hình


học

khác nhau,

bất

kỳ.




















2. Các phương pháp tiếp điện cho chấn tử.
2.1. Tiếp điện cho anten chấn tử đối xứng.
2.1.1. Khái quát về phương pháp tiếp điện cho chấn tử đối xứng

Chấn tử đối xứng được sử dụng rộng rãi ở dải sóng ngắn và cực ngắn làm
các anten thu phát hoặc làm bộ chiếu xạ cho các anten gương. Từ máy phát
hoặc máy thu đến anten thường phải qua đường truyền dẫn fiđơ hay còn gọi là
đường tiếp điện.Trong chuyên đề này chỉ khảo sát việc tiếp điện cho chấn tử
đơn giản được dùng phổ biến nhất là chấn tử nửa sóng ( 2

l ). Có 2
phương pháp tiếp điện là tiếp điện cho chấn tử bằng dây song hành, tiếp điện
cho chấn tử đối xứng bằng cáp đồng trục.
2.1.2.Tiếp điện cho chấn tử bằng dây song hành
a. Dây song hành.
- Dây song hành
là

đường

dây

đối

xứng

đưa

năng

lượng

ra anten.


Dây

song

hành

có

giá

thành

rẻ

và tổn

hao

nhỏ

so

với

các

loại

phiđơ


khác,

tuy nhiên

Học viên: Phạm Văn Ninh
5
dây

song

hành

thường

nhạy

cảm

hơn

đối

với

môi

trường

xung


quanh

so

với

cáp đồng

trục.

- Biết

tr
ở

kháng

vào

của

chấn
tử nửa
sóng

khoảng

73

.

Nếu chấn tử được
tiếp điện bằng đường dây song hành thì trở kháng sóng của đường dây song
hành có giá trị khoảng 200 – 600 . Sự không phối hợp trở kháng này dẫn đến
hệ số sóng chạy trong đường truyền dẫn có giá trị thấp, hiệu suất truyền dẫn
giảm, năng lượng cao tần đưa ra anten nhỏ. Để khắc phục hiện tượng này cần
tạo các đường dây song hành đặc biệt có trở kháng thấp
















- Công thức tính trở kháng sóng dây song hành:



d
D
P
d

2
lg
276
'

(1.0)
Trong đó, D: khoảng cách giữa 2 dây dẫn tính từ tâm
d: Đường kính dây dẫn

'

: Hằng số điện môi tương đối của môi trường bao quanh dây dẫn
- Vậy từ công thức trên ta thấy để giảm trở kháng sóng thì phải giảm tỷ số D/d,
nghĩa là tăng đường kính dây dẫn hoặc giảm nhỏ khoảng cách giữa 2 dây dẫn (D).
Nhưng trong thực tế thì khoảng cách D không thể giảm tùy ý được vì khi khoảng
cách D quá nhỏ sẽ gây nên hiện tượng đánh xuyên giữa hai dây
- Loại dây song hành có trở kháng sóng 75
, có thể tiếp điện cho chấn tử sóng
ngắn và sóng cực ngắn. Nhưng nhược điểm của nó là điện áp chịu đựng thấp.

Hình 1.4. Dây song hành
Học viên: Phạm Văn Ninh
6
Điện áp cho phép cực đại không vượt quá 1 kV. Vì vậy loại dây này chỉ thích hợp
với các thiết bị phát công suất nhỏ.
Sau đây chúng ta sẽ xét một số biện pháp tiếp điện cho chấn tử đối xứng
bằng đường dây song hành để có phối hợp trở kháng tốt.

b. Chấn tử kiểu Y
Một trong những sơ đồ tiếp điện cho chấn tử nửa sóng bằng đường dây

song hành có phối hợp trở kháng tốt là kiểu tiếp điện song song còn gọi là sơ đồ
phối hợp kiểu Y.



a a


Hình 1.5.Tiếp điện kiểu song song và mạch tương đương
Trong trường hợp này chấn tử được nối ngắn mạch ở giữa, còn đường dây
song hành được mắc vào hai điểm A-A trên chấn tử. Điểm này được chọn sao cho
trở kháng sóng của fiđơ và trở kháng vào của chấn tử có sự phối hợp. Sơ đồ tương
đương của chấn tử tiếp điện song song được chỉ trong hình 1.5 . Chấn tử được coi
tương đương với hai đoạn dây song hành mắc song song tại A-A, trong đó đoạn
hở mạch dài
2
l
còn đoạn ngắn mạch dài
1 2
4
l l
 

.
- Trở kháng vào tại A-A:

21
21
ZZ
ZZ

Z
AA


(1.1)
Trong đó, Z
1
: Điện trở kháng vào của đoạn ngắn dài l
1

Z
2
: Điện trở kháng vào của đoạn ngắn dài l
2

Hoặc trở kháng sóng vào tại A-A được tính theo công thức



l
2

l
1

l
1

l
2





/
2

D

C

d

D

A



/4

C

A

Học viên: Phạm Văn Ninh
7
Trở kháng vào tại A-A bằng

1,73

sin
1
22
kl
RR
A
AAV


(1.2)
Trong đó,
2
A

: Trở kháng sóng của chấn tử
Điện trở bức xạ của chấn tử nửa sóng(



1,73
b
R
)
Như vậy, trở kháng vào của chấn tử tại điểm tiếp điện A-A được coi gần đúng
là điện trở thuần và trị số của nó phụ thuộc vào vị trí điểm tiếp điện. Đoạn fiđơ
hình Y nối chấn tử với fiđơ tiếp điện chính trong trường hợp tổng quát có thể có
trở kháng sóng bằng hoặc khác với trở kháng sóng của fiđơ chính. Do tính mất
đối xứng nên đoạn fiđơ này sẽ không chỉ đơn thuần là phần tử truyền sóng mà còn
bức xạ sóng. Khi ấy bức xạ của anten bao gồm bức xạ của chấn tử nửa sóng và
bức xạ của đoạn fiđơ hình chữ Y có chiều dài D. Nếu bỏ qua hiệu ứng bức xạ của

đoạn fiđơ hình Y, đồng thời coi trở kháng sóng của đoạn fiđơ chuyển tiếp này
bằng trở kháng sóng của đoạn fiđơ chính thì việc phối hợp trở kháng giữa chấn tử
và đoạn fiđơ chính có thể coi là hoàn hảo khi chọn điểm cấp điện thỏa mãn công
thức trên. Nếu trở kháng sóng của đoạn fiđơ hình Y khác trở kháng sóng của đoạn
fiđơ chính thì cần xác định chiều dài đoạn
1
l
và D thích hợp để có trở kháng vào
R
AA
thích ứng dần với trở kháng sóng của đoạn fiđơ chính. Ở băng sóng ngắn và
cực ngắn, nếu dùng fiđơ loại 600  để tiếp điện cho chấn tử nửa sóng thì chiều
dài đoạn
1
l
và D có thể xác định gần đúng bằng

1
2 0,12
0,15
l
D





Nếu trở kháng sóng của fiđơ nhỏ hơn 600  thì cần giảm chiều dài
1
l

.
Sơ đồ phối hợp kiểu Y cho phép phối hợp tốt khi công tác ở một tần số cố
định, không cần mắc thêm phần tử điều chỉnh phụ. Một ưu điểm nữa của phương
pháp này là có thể nối trực tiếp điểm tiếp điện với cột hoặc giá đỡ kim loại mà
không cần cách điện vì điểm tiếp điện là điểm nút điện áp.
c. Chấn tử kiểu T
Một dạng khác của sơ đồ tiếp điện song song là sơ đồ phối hợp kiểu T, hình 1.6.

Học viên: Phạm Văn Ninh
8






Hình 1.6. Tiếp điện kiểu song song kiểu T và mạch tương đương
Sơ đồ mạch tương đương của chấn tử kiểu T tương tự như chấn tử kiểu Y.
Tuy nhiên, trong trường hợp này đoạn fiđơ chuyển tiếp OA đã biến dạng thành
đoạn dây song hành với chấn tử nên cần phải tính đến sự khác biệt về trở kháng
sóng so với đoạn fiđơ chính và cũng không thể bỏ qua hiệu ứng bức xạ. Theo lý
thuyết về trở kháng vào đã trình bày ở phần trên thì trở kháng vào của chấn tử sẽ
có giá trị cực đại khi điểm AA dịch chuyển ra phía đầu mút của chấn tử (
1
4
l 

).
Nhưng nếu xét một cách hợp lý thì đầu vào của chấn tử trong trường hợp này phải
là tại OO, nên trở kháng vào của chấn tử bây giờ là trở kháng tại AA biến đổi qua

đoạn fiđơ chuyển tiếp OA. Có thể chứng minh được rằng trở kháng vào tại OO sẽ
đạt được cực đại khi
1
8
l 

và giảm dần khi
1
l
tăng. Đồng thời trị số của trở
kháng này có thể biến đổi khi thay đổi tỷ lệ của các đường kính dây dẫn d
1
, d
2
và
chiều dài D.
Nếu dùng fiđơ loại 600  để tiếp điện cho chấn tử nửa sóng thì các kích
thước của sơ đồ phối hợp kiểu T có thể xác định gần đúng bằng


 
1
1 2
0,09 0,1
0,01 0,02
l
D
d d
 
 





Sơ đồ phối hợp kiểu T là một hình thức biến dạng trung gian. Nó có thể biến đổi
tạo thành sơ đồ chấn tử kiểu khác như chấn tử vòng dẹt hoặc chấn tử omega.
d. Chấn tử kiểu vòng dẹt
Từ sơ đồ phối hợp kiểu T nếu ta dịch chuyển điểm AA ra đầu mút chấn tử
(
1
4
l 

), ta sẽ có chấn tử vòng dẹt.


O

A



/4

C

A

O


l
2

l
1

l
1

l
2

2
l =

/
2

D

C

d
1

d
2

O


O

A

A

Học viên: Phạm Văn Ninh
9








Hình 1.7. Chấn tử vòng dẹt và mạch tương đương

Chấn tử vòng dẹt còn được gọi là chấn tử kép gồm hai chấn tử nửa sóng có
đầu cuối được nối với nhau. Một trong hai chấn tử được tiếp điện ở giữa còn chấn
tử kia được ngắn mạch ở giữa. Sơ đồ tương đương của chấn tử vòng dẹt là một
đoạn dây song hành có chiều dài
2
l


, được ngắn mạch ở đầu cuối và trên
đường dây có sóng đứng.
Từ sơ dồ tương đương ta nhận thấy, hai chấn tử nối đầu cuối với nhau được
kích thích bởi các dòng điện đồng pha, bụng dòng điện nằm tại điểm giữa của

chấn tử, còn nút dòng điện tại hai đầu cuối AA. Trường bức xạ tổng tạo bởi hai
chấn tử nhánh sẽ tương ứng nhau và bằng trường bức xạ tạo bởi một chấn tử
nhưng có dòng điện lớn gấp đôi. Vì vậy, khi tính trường bức xạ ở khu xa có thể
thay thế chấn tử vòng dẹt bởi một chấn tử nửa sóng đối xứng nhưng có dòng điện
trong đó bằng tổng dòng điện trong hai chấn tử nhánh tại mỗi vị trí tương ứng.
Như vậy, tính hướng của chấn tử vòng cũng giống với tính hướng của chấn tử nửa
sóng. Nó chỉ khác về trở kháng bức xạ và điện trở bức xạ do có dòng lớn gấp đôi.
Nếu gọi
00
R
là điện trở bức xạ của chấn tử vòng dẹt (tính ở điểm bụng OO
của dòng điện hay tại điểm tiếp điện) thì công suất bức xạ của chấn tử vòng dẹt :


00
2
0
2
1

 RIP
(1.3)



/2
A

A


+

_

C

A

A

C

Học viên: Phạm Văn Ninh
10
Trong đó I
0
là dòng điện tại điểm tiếp điện
Mặt khác, nếu coi chấn tử vòng dẹt như một chấn tử đối xứng nửa sóng, có
dòng điện lớn gấp đôi so với dòng điện trong mỗi chấn tử nhánh thì công suất bức
xạ có thể tính:

0
2
0
)2(
2
1

 RIP
(1.4)

Trong đó 

1,73
0
RR là điện trở bức xạ của mỗi chấn tử nửa sóng.
So sánh các công thức (1.3), (1.4) ta rút ra được:



2924
000
RR
(1.5)
Điều đó có nghĩa là điện trở bức xạ của chấn tử vòng dẹt lớn gấp 4 lần điện
trở bức xạ của chấn tử sóng thông thường.
Điện kháng của chấn tử vòng dẹt có giá trị khá nhỏ, trong thực tế có thể bỏ qua.
Việc dùng chấn tử vòng dẹt nửa sóng có điện trở vào lớn gấp 4 lần điện trở vào
của chấn tử đối xứng đơn có ý
nghĩa lớn trong thực tế là có thể dùng dây song hành
có trở kháng 300  để tiếp điện trực tiếp cho anten.
Trong thực tế có thể còn dùng chấn tử vòng dẹt kép,
như chỉ ra trong hình 1.8. Nguyên lý làm việc của nó
tương tự như nguyên lý làm việc của chấn tử vòng
dẹt.

e. Chấn tử kiểu ômêga(chấn tử có nhánh song song )
Chúng ta khảo sát một số sơ đồ biến dạng khác của chân tử kiểu T là chân tử
ômêga( hình 1.9)









Hình
.1.8

Hình 1.9. Sơ đồ chấn tử ômega
Học viên: Phạm Văn Ninh
11
- Đối chiếu với sơ đồ phối hợp kiểu T thì trong trường hợp này đoạn fiđe
chuyển tiếp chính là bộ phận của chấn tử còn đoạn ngắn mạch giữa A-A
là một đường dây nhánh mắc song song với chấn tử. Về hình thức thì sơ
đồ chấn tử omêga có vẻ giống sơ đồ chấn tử hình T nhưng thực tế thì
chúng có những đạc tính khác. Để thấy rõ sự khác nhau ta khảo sát sơ đồ
tương đương của chấn tử( hình 1.9). Trong trường hợp này, chấn tử
tương đương với một đoạn dây song hành hở mạch, còn dây nhánh tương
đương với 1 dây song hành ngắn mạch.Điểm khác với sơ đồ phối hợp
kiểu T thì trường hợp này trở kháng vào của đoạn dây ngắn mạch có thể
thay đổi được bằng phương pháp chọn các kích thước của đoạn nhánh
thích hợp. Do đó sơ đồ phối hợp( hình 1.9) có thể trở thành sơ đồ phối
hợp dải rộng khi đoạn dây nhánh có khả năng hiệu chỉnh được trở kháng
vào tại
A-A trong dải tần, đoạn OA có kích thước thích hợp để biến đổi trở
kháng tại AA về đầu vào chấn tử cho phù hợp với kháng sóng fide.
Sơ đồ chấn tử ômêga được áp dụng rộng ở dải sóng ngắn, cực ngắn
( hình 1.10 )


 





a)
b)



Hình 1.10. Sơ đồchấn tử oomega ở dải sóng cực ngắn và ngắn

Trong đó, hình (1.10.a) là kết cấu của chấn tử ômêga ở dải sóng cực ngắn
hình(1.10.b) là kết cấu của chấn tử ômêga ở dải sóng ngắn
- Khi chọn các kích thước của chấn tử và dây nhánh một cách thích hợp, có
thể thực hiện việc phối hợp giữa chấn tử và fide trong dải sóng với hệ số bao
trùm 4 lần(  75,025,3
minmax


)

Học viên: Phạm Văn Ninh
12


2.1.3. Tiếp điện cho chấn tử bằng cáp đồng trục
- Khi tiếp điện cho chấn tử đối xứng bằng đường dây song hành ta thấy rằng việc
cấp tiếp khá đơn giản và không cần thiết bị chuyển đổi. Tuy nhiên, với cách làm

này, khi tần số tăng cao thì hiệu ứng bức xạ tăng dẫn đến tổn hao năng lượng và
méo dạng đồ thị phương hướng của chấn tử. Vì vậy ở dải sóng cực ngắn thường
sử dụng cáp đồng trục để tiếp điện. Cáp đồng trục được thể hiện ở hình 1.11




- Nếu đấu trực tiếp cáp đồng trục vào chấn tử đối xứng thì dòng điện chảy trong
dây dẫn trong của cáp I
1
sẽ tiếp điện cho một nhánh chấn tử, còn dòng điện chảy ở
mặt trong của dây dẫn ngoài I
2
sẽ phân nhánh thành dòng I
2
’
cấp điện cho nhánh
thứ hai của chấn tử và dòng I
2
’’
chảy ra phía ngoài của dây dẫn ngoài. Vì biên độ
dòng điện I
1
và I
2
giống nhau nên dòng điện cấp cho hai nhánh của chấn tử sẽ
khác nhau (
'
1 2
I I

 ), nghĩa là không thực hiện được việc tiếp điện đối xứng cho
chấn tử. Trong khi dòng I
2
’’
chảy ra mặt ngoài của cáp sẽ trở thành nguồn bức xạ
ký sinh không những làm tổn hao năng lượng mà còn làm méo dạng đồ thị
phương hướng của chấn tử đối xứng.
Hình 1.11. Cáp đồng trục
Học viên: Phạm Văn Ninh
13

- Để giảm sự mất đối xứng khi tiếp điện cho chấn tử đối xứng bằng cáp đồng trục,
có thể đấu cáp theo sơ đồ phối hợp hình , minh họa trong hình 1.13.a.







Hình 1.12. Tiếp điện trực tiếp Hình 1.13. Tiếp điện có bộ phối hợp
- Nếu sử dụng chấn tử nửa sóng thì điểm giữa O của chấn tử sẽ là điểm bụng
dòng điện và nút điện áp, do đó có thể coi là điểm gốc điện thế. Vì vậy, có thể nối
điểm O với dây dẫn ngoài của cáp tiếp điện mà không làm mất tính đối xứng của
chấn tử. Dây dẫn trong của cáp được nối với chấn tử ở điểm có trở kháng phù hợp
với trở kháng sóng của cáp. Trong thực tế, để thuận tiện trong việc điều chỉnh
phối hợp trở kháng giữa fiđơ và chấn tử, có thể mắc thêm tụ chuẩn (hình 1.13.b).
- Sơ đồ tiếp điện này thực hiện khá đơn giản nhưng có nhược điểm chủ yếu là
không đảm bảo được tiếp điện đối xứng một cách hoàn toàn.
- Thông thường để tiếp điện cho chấn tử đối xứng bằng cáp đồng trục cần có thiết

bị chuyển đổi mắc giữa fiđơ và chấn tử. Thiết bị này được gọi là thiết bị biến đổi
đối xứng
2.2. Tiếp điện cho anten chấn tử không đối xứng.
2.2.1.
Chấn

tử

không

đối

xứng

ở

dải

sóng

cực

ngắn

và

sóng

ngắn


Ở

dải

sóng

cực

ngắn

thường

dùng

fide
ti
ếp

điện
l
à

cáp

đồng

trục.

V
ì

chấn

tử

đượccoi

là

thiết

bị

chuyển

tiếp

biến

đổi

sóng

ràng

buộc

trong

fide


thành

sóng
t
ự

do

trongkhông

gian,

nên

kết

cấu

của

nó

thường

cũng

được

thực


hiện

dướ
i
dạng

chuyển

đổi
t
ừ kết

cấu

của

cáp

đồng

trục.





I
1

I

2

I
2
’

I
1

I
2
’’

I
2
’’

(
a
)

a

b

O

(
b
)


a

b

O

Học viên: Phạm Văn Ninh
14











Hình

vẽ

trên

là

sơ


đồ

chấn

tử

hình

trụ

không

đồng

đều,

nhánh

trên

là

phần

kéo

dài
của

ruột


cáp

được

kích

thích

bở
i
dòng

điện

chảy

ở

dây

trong,

còn

nhánh

dướ
i
có


dạng cốc

/4


được

kích

thích

bở
i
dòng

điện

chảy

ở

mặt

trong

của

vỏ


cáp

tiếp

điện.

Trong trường hợp này, cốc kim loại và vỏ cáp tiếp điện hình thành một đoạn cáp
động trục mới dài , ngắn mạch đầu cuối( tại đáy cốc) . Vì trở kháng giữa đầu cuối
nhánh dưới và vỏ cáp tiếp điện có giá trị lớn vô cùng nên dòng điện chảy trên
nhánh chấn tử sẽ phản xạ lại từ đó mà không truyễn ra vỏ cáp tiếp điện. Nếu đường
kính của 2 nhánh không quá lớn







100
21
l
aa
, với l là độ dài tổng cộng,
21
, aa
là
bán kính các nhánh thì phân bố dòng điện trên chấn tử ở chế độ cộng hưởng hoặc
gần cộng hưởng








2

l
sẽ có dạng gần với phân bố hình sin. Đồ thị phương hướng
của chấn tử cũng có dạng giống như đồ thị phương hướng của chấn tử có 2 nhánh
không đồng đều.
Trở kháng vào của chấn tử có thể được tính theo công thức của chấn tử đối xứng,
với trở kháng sóng được xác định gần đúng:



(1.6)







Hình 1.14. Chấn tử không đối xứng ở dải sóng cực ngắn và ngắn
Học viên: Phạm Văn Ninh
15
2.2.2.
Chấn


tử

không

đối

xứng

ở

dải

sóng

dài

và

sóng

trung

Do

đặc

điểm

của


sóng

dài

và

sóng

trung

là

truyền

lan

theo

phương

thức

sóng

đất

nên anten

sóng


trung,

sóng

dài

thường

dùng

là

chấn

tử

không

đối

xứng

đặt

thẳng

đứng

trên mặt


đất.

+

Ở

dải

sóng

trung,

chấn

tử

không

đối

xứng

được

thực

hiện

dướ
i

dạng

tháp

(

cột

) hoặc

dây

thẳng

đứng

có

tải

dung

kháng

(

anten

dây


có

đỉnh

).

+

Ở

dải

sóng

dài

và

cực

dài,

chấn

tử

được

thực


hiện

dướ
i
dạng

dây

thẳng

đứng

có đỉnh,

vớ
i
một

hoặc

nhiều

nhánh

đứng.

Để

giảm


tổn

hao

trong

đất

(

tăng

hiệu

suất

anten

),

ở

khu

vực

để

anten


được

đặt

hệ thống

dây

dấn

hướng

tâm

bên

dướ
i
mặt

đất.

Có

2

phương

thức


tiếp

điện

cho

anten

tháp
l
à:

+

Tiếp

điện

nối

tiếp

+

Tiếp

điện

song


song


a.

Sơ

đồ

tháp

tiếp

điện

nối

tiếp:


















Để

tăng

hiệu

quả

chống

fađinh

của

anten

sóng

trung,

độ

cao

anten


cần

đủ
l
ớn

để
nhận

được

đồ

thị

phương

hướng

trong

mặt

phẳng

đứng

hẹp.


Độ

dài

điện

tổng

cộng

của
anten

chống

fađinh

được

chọn

bằng

190
0

(

kh


=

190
0

ứng

vớ
i

h
=0,53)









Hình

1.15.

Sơ

đồ

tháp


tiếp

điện

nối tiếp


Học viên: Phạm Văn Ninh
16

b.

Sơ

đồ

tháp

tiếp

điện

song

song



















Trong

sơ

đồ

này,

điện

áp

cao

tần


được

đặt

vào

điểm

a

cách

2

đầu

các

khoảng

cách
l
à

l
1

và
l
2

.

Dây
ti
ếp

điện

được

đặt

nghiêng

trên

mặt

đất,

nối

trực

tiếp

giữa

a


và

đầu

cuối
cáp
ti
ếp

điện

hoặc

nối

gián

tiếp

thông

qua

1

điện

kháng

ghép.

Nếu

độ

cao

của

tháp


l



l
1



l
2



có

giá

tr

ị
bằng

4


thì

điện

kháng

của

các

đoạn

l
1

và
l
2

sẽ

bù

cho


nhau

và

trở

kháng

vào

của

anten

sẽ

có

giá

trị

thuần

trở,

được

xác


định

theo
công

thức

sau:



2
2
2
sin klR
R
b
A
V



(1.7)
Với,
b
R

: Là điện trở bức xạ toàn phần của anten tính theo dòng điện ở điểm
bụng.


A

Là trở kháng sóng của anten tháp, được xác định theo công thức:










 1
1
ln60
td
A
a

( 1.8)

Với,
td
a
: Là bán kính tương đương của tháp
Hình

1

.
16.


Sơ

đ
ồ

tháp

ti
ếp

đi
ện

song song



3.Thiết bị biến đổi đối xứng dùng để tiếp điện cho anten đối xứng
3.1. Bộ biến đổi đối xứng dùng đoạn cáp chữ U
- Trong trường hợp này hai nhánh của chấn tử không nối trực tiếp với dây dẫn
trong và dây dẫn ngoài của cáp tiếp điện mà được chuyển đổi qua một đoạn
cáp, hình 1.17.
Hình 1.17.a là sơ đồ bộ biến đổi đối xứng chữ U dùng để tiếp điện cho
chấn tử nửa sóng. Fiđơ cấp điện được mắc vào điểm c, có khoảng cách tới hai
đầu của vòng chữ U là
1

l
và
2
l
, khác nhau nửa bước sóng (
'
1 2
2
l l 

; 
’
là
bước sóng truyền trong cáp đồng trục). Trở kháng tại đầu cuối a, b của vòng
chữ U có giá trị bằng nhau và bằng một nửa trở kháng vào của chấn tử đối
xứng (
2
ab
ao bo
R
R R  ). Trở kháng phản ảnh từ đầu cuối a, b về điểm c qua
đoạn
1
l
và
2
l
sẽ có giá trị bằng nhau. Dòng điện fiđơ tiếp điện sẽ phân thành
hai nhánh có biên độ bằng nhau (
1 2

I I
 ) chảy về hai phía của vòng chữ U
cấp cho hai nhánh chấn tử. Vì khoảng cách từ c đến a và b khác nhau nửa
bước sóng nên dòng I
1
và I
2
tại a và b có pha ngược nhau, nghĩa là đầu vào
chấn tử đã hình thành các dòng giống như dòng điện dược đưa tới từ hai
nhánh của đường dây song hành.












(b)
I

l
1

I
1


I
2

I
2

I
1

o

a

b

d

c

(a)
l
2
=
l
1
+

’
/2


o

a

b


’
/2

Hình 1.17
. B
ộ biến đổi đối xứng chữ U




18

Để triệt tiêu dòng điện chảy ra mặt ngoài của dây dẫn ngoài, tại các
đầu cuối của vòng chữ U, dây dẫn ngoài được nối ngắn mạch và tiếp đất.
Thường đoạn cáp chữ U có trở kháng sóng bằng trở kháng sóng của fiđơ tiếp
điện, còn đoạn
1
l
chọn sao cho thỏa mãn điều kiện phối hợp trở kháng tại
điểm c, bảo đảm chế độ sóng chạy cần thiết trong fiđơ tiếp điện.
Nếu coi gần đúng trở kháng vào của chấn tử nửa sóng bằng bằng 70 
thì

35
ao bo
R R
  
. Giả sử đoạn cáp U đồng thời nếu
'
1
4
l 

thì trở kháng phản
ảnh từ a về c cũng như từ b về c sẽ bằng:

 140
35
70
22
21
bo
R
RR


Trở kháng phản ảnh R
1
, R
2
được coi như mắc song song tại c nên trở kháng
vào tại đây sẽ là:


140
70
2
c
R
  

Nếu fiđơ tiếp điện có trở kháng sóng bằng 70  thì việc phối hợp trở kháng
được coi là hoàn toàn, với hệ số sóng chạy trong fiđơ gần bằng 1.
- Trường hợp cấp điện cho chấn tử vòng dẹt, để thực hiện phối hợp trở kháng
cần chọn
1
0
l

, lúc đó sơ đồ tiếp điện được minh họa trong hình 1.17.b.
Ta thấy rằng trở kháng vào của chấn tử vòng dẹt bằng bằng 292 , do
đó
292/ 2 146
ao bo
R R
   
. Ta có trở kháng vào tại c là:
146
73
2 2
ao
c
R
R

   
.
Nếu dùng fiđơ tiếp điện có trở kháng sóng bằng (70- 75)  thì hệ số sóng
chạy trong cáp tiếp điện cũng gần bằng 1.
3.2. Bộ biến đổi đối xứng hình cốc
- Cáp tiếp điện được đặt vào cốc kim loại và vỏ cáp được nối với cốc tại chỗ
cáp xuyên qua đáy.Với kết cấu như vậy sẽ có được một đoạn cáp đồng trục
mới mà vỏ cáp là ống hình trụ, lõi cáp là vỏ cáp đồng trục tiếp điện. Đoạn cáp
đồng trục này được ngắn mạch 1 đầu, tại đáy cốc. Nếu độ dài của cốc bằng
4/

thì trở kháng vào của đoạn cáp đồng mới có giá trị lớn vô cùng( 
ab
Z ).



19

Do vậy dòng điện chạy ra mặt ngoài của cáp điện sẽ bằng không. Bộ biến đổi
đối xứng dùng kim loại
4/

khảo sát có dải tần hẹp vì khi bước sóng công tác
thay đổi , độ dài của cốc sẽ khác 1 phần tư sóng, do vậy sẽ xuất hiện dòng
điện chạy ra mặt ngoài và ảnh hưởng tới việc tiếp điện đối xứng cho chấn tử.
Để mở rộng dải tần công tác có thể sử dụng sơ đồ lưỡng cốc( hình1.18).
Trong sơ đồ này sử dụng thêm một đoạn cáp đồng trục phụ đặt trong cốc kim
loại. Hai cốc kim loại phía trên, dưới có thể gắn liền với nhau thành 1 ống
hình trụ kim loại có lỗ hở để đưa dòng điện ra tiếp cho chấn tử. Ta coi 2 đoạn

ống đồng trục mới mà vỏ là cốc kim loại còn ruột là vỏ ngoài của cáp đồng
trục tiếp điện và vỏ ngoài đoạn cáp phụ






1
I
2
I






4/





a) b) c)






- Hai đoạn ống đồng trục này có độ dài bằng nhau và được ngắn mạch đầu
cuối. Dòng điện ở dây trong fide tiếp điện bởi tổ hợp của dòng
1
I ( chảy trên 1
nhánh chấn tử) và dòng
'
1
I
chảy vào ống trục trên. Dòng điện ở mặt trong của
vỏ cáp tiếp điện được phân nhánh thành dòng
2
I ( chảy trên nhánh thứ 2 chấn
tử) và dòng
'
2
I
chảy vào ống trục phía dưới. Hai ống trục phía trên và phía
dưới có độ dài bằng nhau cho nên trở kháng có giá trị bằng nhau từ đó

Hình1.18. Bộ biến đổi hình cốc



20


'
1
I
=

'
2
I
và kết quả sẽ nhận được dòng điện tiếp cho 2 nhánh chấn tử bằng
nhau
1
I =
2
I
- Hình 1.18 là sơ đồ chấn tử đối xứng kiểu cốc mà 1 nhánh chấn tử là vỏ cốc
kim loại
4/

được tiếp điện bằng dòng điện chảy ở mặt trong của cáp còn
nhánh là đoạn ống hình trụ, có đường kính với vỏ cốc kim loại và được tiếp
điện bởi dòng chảy ở lõi cáp.
3.3.
Bộ

biến

đổi

đối

xứng

thiết

lập


theo

nguyên

lý

thay

đổi

từ

từ

dây

dòng

trục

thành dây

xong

hành( hình 1.19)








- Bộ biến đổi đối xứng loại này có những ưu điểm so với các bộ biến đổi đối
xứng là về vấn đề dải tần công tác. việc biến đổi sóng TEM không đối xứng
trong cáp đồng trục thành sóng TEM đối xứng trong đường dây song hành
được thực hiện bởi 1 đoạn cáp, vỏ ngoài của nó được cắt vát cho tới khi biến
thành 1 nhánh của đường dây song hành, còn lõi của cáp được kéo dài thành
nhánh thứ 2. Nếu độ dài của đoạn cáp cắt ván bằng hoặc lớn hơn 1 bước sóng
thì sự biến đổi được coi là đều đặn và dòng điện chảy mặt ngoài của vỏ cáp
đồng trục sẽ có giá trị nhỏ, có thể bỏ qua. Bộ biến đổi đối xứng thiết lập theo
nguyên lý trên thường được ứng dụng trong dải sóng cm, dm vì ở đoạn sóng
này, kích thước đoạn cáp bằng 1 bước sóng thực tế là nhỏ và có thể chấp nhận
được.
3.4.
Bộ

biến

đổi

đối

xứng

thông

số

tập


trung

- Bộ biến đổi đối xứng dùng các phần tử thông số tập trung được ứng dụng
cho các bước sóng, đến sóng dm, nghĩa là ở khu vực việc thực hiện cấc điện
kháng tập trung( tụ điện,điện cảm, biến áp….) có thể cho phép. Thiết bị biến
đổi đối xứng mà đơn giản nhất là bộ biến đổi dùng biến áp( hình 1.20).

Hình 1.19




21

- Trên hình vẽ trình bày phân bố điện áp theo các vòng dây ở cuộn sơ cấp,
thứ cấp . Giữa cuộn sơ, thứ cấp được ngăn cách bởi 1 màn chắn tĩnh. có tác
dụng để khử điện dung ghép trực tiếp giữa cuộn sơ cấp, thứ cấp.
- Hình (1.20.b) là sơ đồ biến đổi đối xứng dùng biến áp lõi ferit hình xuyến.
Trong trường hợp này không sử dụng màn chắn tĩnh điện mà vẫn đạt hiệu quả
cao.











- Công thức xác định hệ số biến áp

2
1
2
1
R
R
N
N
n 
( 1.9)

Trong đó,
21
, NN : là số vòng cuộn sơ cấp, thứ cấp

21
, RR : Là điện trở kháng cần phối hợp ở mạch sơ, thứ cấp
- Một số phương án sơ đồ biến đổi đối xứng và biến đổi trở kháng dùng biến
áp lõi ferit( hình 1.21)













Hình 1.20.
Bộ

biến

đổi

đối

xứng

thông

số

tập

trung


Hình 1.21.




22


Trong đó, hình 1.21.a là sơ đồ biến áp tự ngẫu cho phép phối trở kháng giữa
cáp đồng trục có trở kháng sóng 75

với dây song hành có trở kháng sóng
300

. Hình 1.21.b là sơ đồ biến đổi dải rộng, có phần tử điều chỉnh cho phép
phối hợp trở kháng giữa cáp đồng trục 50-750

,với dây song hành 75-600


- Sơ đồ( hình1.22) biến đổi đối xứng đơn giản khác dùng biến áp lõi ferit.
Trong sơ đồ này nếu đặt điện áp không đối xứng vào đầu 3-5 thì sẽ nhận được
điện áp đối xứng ở đầu 4-6( ngược lại) nhờ các cuộn dây ghép


















- Hình 1.23 vẽ các sơ đồ mạng 4 cực hình T, T kép, kèm theo mỗi hình vẽ là
điều kiện để mạng 4 cực trở thành thiết bị đổi xứng
- Trở kháng vào nhìn phía máy phát đối với hình 1.23.a, 1.23.b

Hình 1.22

Hình 1.23




23











iX
Z
Z
Z

A
A
A
22


Trong đó,
A
Z : tổng trở đầu ra đối xứng của thiết bị

C
X

1
 : đối với sơ đồ a

LX


: đối với sơ đồ b

Đối với sơ đồ 1.23.c, 1.23.d trở kháng vào nhìn về phía máy phát


4
A
v
Z
Z 


- Ngoài ra còn có 1 số bộ biến đổi đối xứng như bộ biến đối xứng kiểu khe,
dùng đoạn cáp phụ.




Phần II: Tài liệu tham khảo

1. Giáo trình Lý thuyết và truyền sóng của GS.TSKH. Phan Anh NXB
Khoa học và kỹ thuật.
2. Giáo trình Lý thuyết và truyền sóng của TS.Nguyễn Anh Dũng&THS.
Phạm Thị Thúy Hiền của NXB Học viện công nghệ bưu chính viễn
thông.
3. Bài giảng chi tiết, chuyên đề phụ kiện anten chấn tử của TS. Trần Xuân
Việt Trường ĐH Hàng Hải Việt Nam









24


Phần III: Kết luận

Trong chuyên đề này có


rất

nhiều

phương

pháp

dùng
ti
ếp

điện

cho

anten

chấn

tử đã

được

nêu

ra

như

:
phương

pháp

sử

dụng

dây

song

hành,

phương
pháp

sử

dụng

cáp

đồng

trục,
ti
ếp


điện

kiểu

song

song,
ti
ếp

điện

kiểu

nối

tiếp v.v.

Mỗi phương

pháp

đều

có

các

ưu


nhược

điểm,

do

đó

để

có

được

hiệu

quả

sử

dụng

cao

nhất thì

tùy

vào


hoàn

cảnh,

mục

đích

mà
l
ựu

chọn

ra

các

phương

pháp

hợp

lý.

Ngày

nay, ngườ
i

ta

thường

sử

dụng

phương

pháp
ti
ếp

điện

cho

anten

chấn

tử

bằng

cáp

đồng


trục để

truyền

dẫn

tín

hiệu
t
ừ

các

máy

thu-phát
t
ớ
i
anten.

Bở
i
v
ì
cáp

đồng


trục

có

cấu

tạo đặc

biệt

vớ
i
hai

lớp

dây

dẫn

đặt

đồng

trục,

được

ngăn


cách

bở
i
các

lớp

điện

môi,

có

thể tránh

được

sự

phát

xạ

nhiễu

điện

từ.


Chuyên đề này do tôi biên soạn còn có những phần thiếu sót nhất định
mong mọi người đóng góp ý kiến.

Xin chân thành cảm ơn!



25