dolph-chebyshev docx
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (164.66 KB, 4 trang )
Bài tập lớn môn lý thuyết và kỹ thuật anten
Tên đề tài:khảo sát hệ anten thẳng điều khiển bằng biên độ –thuật toán dolph cheBYshev
i.Phần mở đầu.
1.Đặt vấn đề.
Việc truyền năng lượng điện từ trong không gian có thể được thực hiện theo hai cách:
-Dùng các hệ truyền dẫn,nghĩa la các hệ dẫn sóng điện từ như đường dây song
hành,đường truyền đồng trục,ống dẫn sang kim loại hoặc điện môi v v.Sóng điện từ
truyền lan trong các hệ thống này thuộc loại sóng điện từ ràng buộc.
-Bức xạ sang ra không gian.Sóng sẽ được truyền đi dưới dạng sang điện từ tự do.
Thiết bị ding để bức xạ sang điện từ hoặc thu nhận sang từ không gian bên ngoài được
gọi là anten.
Anten được sử dụng với các mục đích khác nhau cũng có những yêu cầu khác nhau.Như
vậy nhiệm vụ của anten không phải chỉ đơn giản là biến đổi năng lượng điện từ cao tần
thành sóng điện từ tự do,mà phải bức xạ sóng ấy theo những hướng nhất định với các yêu
cầu kỹ thuật cho trước.
2.Vị trí vấn đề.
Để thiết lập anten có đồ thị phương hướng thoả mãn các yêu cầu cho trước cần tiến hành
giảI bài toán ngược,nghĩa là xác định qui luật phân bố biên độ và pha của dòng trên anten
có hình dạng kích thước hình học đã biết hoặc chưa biết,thoả mãn hàm phương hướng đã
cho.Đây là bài toán ngược của điện động học hay còn gọi là bài toan tông hợp anten.Một
vấn đề quan trọng nũa của bài toán tổng hợp anten là tim qui luật phân bố dòng như thế
nào để có được anten với hệ số định hướng cực đại,hoặc anten với đồ thị phương hướng
tối ưu theo quan điểm của các yêu cầu kỹ thuật đề ra.
Thuật toán dolph chebyshev là một trong những phương pháp giải quyết bài toán trên áp
dụng cho hệ thống bức xạ gồm các phần tử là các nguồn điểm đồng pha,xếp đặt theo
đường thẳng,cách đều nhau vơí khoảng cách giữa các phần tử lớn hơn
λ
/2.với mục đích
xác định phân bố dòng trên hệ anten điều khiển biên độ,để giảm cực đại phụ(SLR>13db)
3.Dàn ý nội dung chính của bài tập
-ACơ sở lý thuyết
<>Phần một:Tổng quan về hệ thống bức xạ thẳng
<>Phần hai:Vấn đề thiết lập hệ thống bức xạ với đồ thị phương hướng tối ưu.
<>Phần ba:Mối quan hệ giữa đa thức chebyshev và hàm phương hướng của hệ thống
bức xạ thẳng
-B.Nội dung chính.
<>Giới thiệu về phần mềm ứng dụng matlab
<>Sử dụng phần mềm ứng dụng khảo sát theo các thông số cho trước.
<>Kết luận và nhận xét
II.Cơ sở lý thuyết.
1.Tổng quan về hệ thống bức xạ thẳng
a.khái quat chung
Hệ thống bức xạ thẳng là hệ thống mà các phần tử bức xạ có tâm pha nằm trên một
đường thẳng.Đường thẳng này được gọi là trục của hệ thống.
b.Biểu thức cườngđộ trường bức xạ có thể viết dưới dạng:
Giả sử hệ thống gồm N phần tử cùng loại cách đều nhau một khoảng d.Các phần tử
được kích thích bởi các dòng mà quan hệ của nó với dòng trong phần tử thứ nhất được
xác định bởi:
1
n
i
n
n n
I
a a e
I
ψ
= =
& &
Ta có hàm phương hướng của hệ thống N phần tử:
( 1) cos
1
1
( , ) ( , ) ( , )
n
N
ik n d i
N n
n
f f f a e
θ ψ
θ ϕ θ ϕ θ ϕ
− +
=
= =
∑
&
1
( , )f
θ ϕ
−
Hàm phương hướng của một phần tử
Hàm phương hướng biên độ hợp bằng :
sin
2
sin
2
KN
N
f
α
α
=
Hàm phương hướng biên độ tổ hợp có thể được chuẩn hoá bằng cách chia cho N là
giá trị cực đại của nó, ta có
sin
2
sin
2
KN
N
f
N
α
α
=
ở đây
KN
f
là hàm số của góc
θ
,được biểu thị qua biến số trung gian
α
;còn số phần tử
bức xạ N được coi là một thông số.
Ví dụ khi N bằng 5;
α
=-2
π
÷
2
π
dạng của đồ thị hàm số
KN
F
có dạng :
Nếu trên đồ thị của hàm biên độ tổ hợp
KN
F
,điểm
α
=0 nằm trong khoảng giới hạn xác
định bởi :
kd kd
ψ α ψ
− + ≤ ≤ +
thì khi thoả mãn điều kiện
ψ
≤
kd,hướng cực đại chính
của đồ thị phương hướng trong nửa mặt phẳng thứ nhất được xác định từ phương trình:
cos 0
M
kd
θ ψ
+ =
Do đó
cos
M
kd
ψ
θ
= −
Sau đây ta khảo sát các trường hợp cụ thể:
Trường hợp1:
ψ
= 0 (Hệ thống bức xạ đồng pha)
Ta co :
α
=kdcos
θ
Hướng cực đại chính được xác định là:
2
M
π
θ
= ±
Hàm phương hướng biên độ chuẩn hoá được xác định bơi:
sin( cos )
2
sin( cos )
2
KN
Nkd
F
kd
N
θ
θ
=
Trong đó k =
2
π
λ
, d=
2
λ
