Năm 1873, nhà toán học người Anh Maxwell đã tổng kết phương trình trường điện từ – phương trình Maxwell.Phương trình cho thấy: điện tích có thể tạo ra điện trường, dòng điện có thể tạo ra từ trường, điện trường biến thiên cũng có thể tạo ra từ trường, từ trường biến thiên có thể tạo ra điện trường, điều này dự đoán sự tồn tại của sóng điện từ.
Mười bốn năm sau, vào năm 1887, nhà vật lý người Đức Heinrich Hertz đã thiết kế ăng-ten đầu tiên để kiểm tra sự tồn tại của sóng điện từ.Truyền thông không dây bắt đầu vào năm 1901 khi nhà vật lý người Ý Gulimo Marconi sử dụng một ăng-ten lớn để liên lạc qua đại dương.
Chức năng cơ bản của ăng-ten: Dùng để chuyển đổi năng lượng dòng điện (hoặc sóng dẫn hướng) tần số cao thành sóng vô tuyến và truyền vào không gian theo sự phân bố định trước.Khi được sử dụng để thu, nó chuyển đổi năng lượng sóng vô tuyến từ không gian thành năng lượng dòng điện tần số cao (hoặc sóng dẫn hướng).
Vì vậy, có thể coi anten là thiết bị chuyển đổi sóng dẫn hướng và sóng bức xạ, là thiết bị chuyển đổi năng lượng.
Ăng-ten
Một đặc tính quan trọng của anten, không phụ thuộc vào việc nó được sử dụng để phát hay thu, là độ lợi của anten.
Một số nguồn ăng-ten tỏa năng lượng bằng nhau theo mọi hướng và loại bức xạ này được gọi là bức xạ đẳng hướng.Nó giống như mặt trời tỏa năng lượng theo mọi hướng.Ở một khoảng cách cố định, năng lượng mặt trời đo được ở mọi Góc sẽ gần như nhau.Vì vậy, mặt trời được coi là nguồn bức xạ đẳng hướng.
Tất cả các ăng-ten khác đều có độ lợi ngược lại với bộ bức xạ đẳng hướng.Một số ăng-ten có tính định hướng, nghĩa là, nhiều năng lượng được truyền theo một số hướng hơn các hướng khác.Tỷ số giữa năng lượng truyền theo các hướng này và năng lượng mà anten không truyền theo hướng đó được gọi là độ lợi.Khi một ăng-ten phát có độ lợi nhất định được sử dụng làm ăng-ten thu thì nó cũng sẽ có độ lợi thu tương tự.
Mẫu ăng-ten
Hầu hết các ăng-ten phát ra nhiều bức xạ theo một hướng hơn so với hướng kia và bức xạ như thế này được gọi là bức xạ dị hướng.
Tính định hướng của ăng-ten đề cập đến mối quan hệ giữa giá trị tương đối của trường bức xạ ăng-ten và hướng không gian trong điều kiện có cùng khoảng cách ở vùng xa.Cường độ trường xa của anten có thể được biểu thị bằng
Trong đó, là hàm định hướng, không phụ thuộc vào khoảng cách và dòng điện anten;Lần lượt là Góc phương vị và Góc nghiêng;Là số sóng và là bước sóng.
Hàm định hướng được biểu diễn bằng đồ họa dưới dạng biểu đồ định hướng của ăng-ten.Để thuận tiện cho việc vẽ mặt phẳng, việc vẽ tổng quát hai hướng mặt phẳng chính trực giao.
Mẫu ăng-ten là biểu diễn đồ họa về sự phân bố không gian của năng lượng bức xạ ăng-ten.Tùy thuộc vào ứng dụng, ăng-ten chỉ được nhận tín hiệu theo một hướng chứ không nhận tín hiệu theo hướng khác (ví dụ: ăng-ten TV, ăng-ten radar), mặt khác, ăng-ten ô tô có thể nhận tín hiệu từ tất cả các hướng phát có thể.
Khả năng định hướng mong muốn đạt được thông qua cấu trúc cơ và điện mục tiêu của ăng-ten.Tính định hướng cho biết hiệu ứng thu hoặc phát của ăng-ten theo một hướng nhất định.
Hai loại đồ họa khác nhau có thể được sử dụng để vẽ hướng của ăng-ten – tọa độ Descartes và tọa độ cực.Trong đồ thị cực, điểm được chiếu lên mặt phẳng tọa độ dọc theo trục quay (bán kính) và đồ thị cực của bức xạ được đo.Như thể hiện trong hình ảnh dưới đây.
Nếu giá trị tối đa của đồ thị định hướng không gian bằng 1 thì đồ thị định hướng được gọi là đồ thị định hướng chuẩn hóa và hàm định hướng tương ứng được gọi là hàm định hướng chuẩn hóa.Emax là cường độ điện trường theo hướng có bức xạ cực đại, còn là cường độ điện trường theo hướng có cùng khoảng cách.
Sơ đồ hướng của mối quan hệ giữa mật độ công suất và hướng bức xạ được gọi là sơ đồ hướng công suất.
Thời gian đăng: 14-02-2023
