Anten và truyền sóng Nhóm 22
Cơ bản về Anten
Mục lục :
Mục lục tr.01
Lời mở đầu tr.02
I. Khái niệm và các điều khoảng tr.02
a. Hình thành sóng âm tần tr.02
b. Bức xạ tr.02
i. Trường bức xạ tr.03
ii. Các mô hình bức xạ tr.04
c. Sự phân cực tr.04
i.Những yêu cầu đối với các tần số phân cực khác nhau tr.05
ii.Ưu điểm của phân cực dọc tr.06
iii.Ưu điểm của phân cực ngang tr.07
d. Sự định hướng tr.07

e. Sự cộng hưởng tr.08
f. Sự tiếp nhận tr.08
g. Sự tương phản tr.09
h. Trở kháng tr.10
i. Băng thông tr.10
j. Độ lợi tr.10
k. Góc cất của anten tr.12
II. Các hiệu ứng mặt đất tr.12
a.Lý thuyết tiếp đất cho anten tr.13
b.Các loại tiếp đất tr.13
c.Cân bằng tr.14
d.Bề mặt tiếp đất tr.15
Trang 1
Anten và truyền sóng Nhóm 22
II. Tính toán chiều dài của anten tr.15

Trang 2
Anten và truyền sóng Nhóm 22
băng một nữa bước sóng ở tần số được áp dụng hiện nay, thì đa phần năng lượng
được thoát ra dưới dạng bức xạ điện từ.
b. Bức xạ :
Một khi dây dẫn được kết nối với một máy phát và được tiếp đất, nó bắt đầu
hình thành dao động điện, và tạo ra làn sóng để chuyển đổi năng lượng máy phát
thành sóng vô tuyến điện từ. Các năng lượng điện từ được tạo ra bởi dòng chảy
của các điện tích bên trong dây dẫn. Các điện tích di chuyển lên đầu dây,
nơi chúng không còn chổ để đi và quay trở lại bên dưới dây dẫn. Như các điện tử
chạy dài đến nơi thấp hơn, nghĩa là, trong bước sóng năng lượng vô tuyến được
chấp nhận bởi các máy phát, năng lượng do chuyển động của chúng được tăng
cường mạnh mẽ khi chúng bị quay trở lại dọc theo dây. Trong quá trình duy trì sự
dao động. dây được cộng hưởng ở tần số mà tại đó các nguồn năng lượng là luân
phiên.
Năng lượng sóng vô tuyến được cung cấp cho dây ăng ten xuất hiện và phân
phối đều trên toàn bộ chiều dài của nó. Năng lượng được lưu trữ tại bất kỳ vị trí
nào dọc theo dây là kết quả của điện áp và dòng điện tại điểm đó. Nếu điện áp cao
tại một điểm nhất định, thì dòng điện phải bị giảm thấp. Nếu dòng điện là cao,
điện áp phải được thấp. Các dòng điện đạt cực đại ở gần đầu cuối của dây dẫn.
i. Trường bức xạ :
Khi công suất sóng cao tần được gửi đến anten, hai trường trong đó.
Một là trường cảm ứng, được gắn liền với năng lượng được lưu trữ; kia là
một trường bức xạ. Tại ăng ten, cường độ của các trường này lớn và tỷ lệ
thuận với lượng năng lượng sóng cao tần gửi đến anten. Ở khoảng cách
ngắn từ ăng-ten và hơn thế nữa, chỉ có trường bức xạ tồn tại. Trường này
gồm có một thành phần điện và một thành phần từ trường (xem hình 2-1)
Các thành phần điện và từ bức xạ từ một anten hình thành trường điện
từ. Trường điện từ phát và nhận năng lượng điện từ trong không gian tự do.
Sóng vô tuyến là một trường điện từ di chuyển, là một vectơ có chiều theo

Anten và truyền sóng Nhóm 22
Hinh 2-3 / 2-4.phân cực dọc và phân cực ngang
i. Yêu cầu đối với những tần số phân cực khác nhau :
Tại tần số trung bình và tần số thấp, việc phát sóng mặt đất được sử
dụng rộng rãi, và phân cực thẳng đứng cần được sử dụng. Dọc theo đường
vuông góc với mặt đất, và sóng vô tuyến có thể lan truyền một khoảng cách
đáng kể dọc theo mặt đất với tổn hao thấp. Vì Trái đất đóng vai trò như một
dây dẫn tương đối tốt ở tần số thấp, đường sức điện động nằm ngang rất
ngăn, và phạm vi tác dụng với sự phân cực nằm ngang được giới hạn.
Ở tần số cao, khi phát sóng trên bầu trời, sự khác biệt giữa phân cực
nằm ngang hoặc thẳng đứng là rất ít. Sóng trời, sau khi được phản xạ ở tầng
điện ly, đến các anten thu có phân cực elip. Do đó, anten phát và anten nhận
có thể được thiết kế theo chiều ngang hoặc chiều dọc. anten ngang được ưa
thích hơn, vì chúng tỏ ra có hiệu quả ở góc độ cao và có đặc tính định
hướng.
Đối với các dãy tần số VHF hoặc UHF, hoặc phân cực nằm ngang hoặc
thẳng đứng được thoả mãn. Kể từ khi sóng vô tuyến lan truyền trực tiếp từ
anten phát đến anten tiếp nhận, sự phân cực ban đầu tại các anten phát được
duy trì dưới dạng sóng truyền đến các anten thu. Nếu một anten nằm ngang
được sử dụng để phát, thì một anten nằm ngang phải được sử dụng để thu.
Trang 6
Anten và truyền sóng Nhóm 22
Vệ tinh và thiết bị đầu cuối của vệ tinh sử dụng phân cực tròn. Phân cực
tròn là phân cực có mặt phẳng phân cực xoay 360° khi nó tiến về phía
trước. Việc di chuyển có thể cùng chiều hoặc ngược chiều kim đồng hồ
(xem hình. 2-5). Sự phân cực tròn xảy ra khi sóng phân cực theo chiều dọc
và theo chiều ngang bằng nhau được kết hợp với sự di chuyển một pha 90°.
Di chuyển theo một hướng hoặc hướng khác phụ thuộc vào mối quan của
pha.
ii. Ưu điểm của phân cực dọc :

ngang bị tổn hao thấp hơn so với sóng phân cực theo chiều dọc, đặc biệt là
ở trên 100MHz. Những thay đổi nhỏ ở vị trí anten không gây ra các biến
thể lớn trong cường độ trường của sóng phân cực ngang khi ăng ten nằm
trong cây hay các toà nhà. Khi phân cực thẳng đứng được sử dụng, một sự
thay đổi chỉ một vài feet vào vị trí ăng ten cũng có thể gây một tác động
đáng kể vào cường độ tín hiệu nhận được.
d. Sự định hướng :
Các anten dọc thu được tất cả các tín hiệu từ những hướng nằm ngang ,những
anten phát ,dọc bức xạ tín hiệu theo những hướng nằm ngang . Bởi vì đặc tính này
,mà ở đó những trạm khác hoạt động cùng tần số hoặc gần với tần số giao thoa với
những tín hiệu mong muốn và gây nên khó khăn trong việc thu nhận tín hiệu hoặc
không thể thu nhận tín hiệu . Tuy nhiên việc thu nhận một tín hiệu mong muốn có
thể cải thiện được bằng cách sử dụng những anten có hướng .
Những anten có nửa bước sóng nằm ngang có thể thu được các tín hiệu vô
tuyến từ các hướng . Những tín hiệu nhận mà mạnh nhất được thu theo hướng
thẳng tới anten. Tín hiệu nhận yếu nhất sẻ được thu từ những hướng cuối anten.
Những tín hiệu nhiễu có thể loại bỏ hoặc giảm bằng cách lắp đặt anten mà ở đó
những điểm cuối của anten được gắn trực tiếp tới trạm nhiễu.
Trang 8
Anten và truyền sóng Nhóm 22
Sự thông tin qua mạch vô tuyến thỏa mãn khi những tín hiệu nhận được phải
đủ mạnh để xuyên qua những tín hiệu không mong muốn và nhiễu. Bộ thu phải
nằm trong dãy phát. Tăng công suất phát giữa 2 trạm vô tuyến làm tăng hiệu quả
thông tin giữa các tín hiệu . Hơn nửa thay đổi kiểu phát và thay đỗi tần số thì
không thể sẳn sàng hấp thụ hoặc sử dụng những anten có hướng để hổ trợ việc
thông tin có hiệu quả.
Những anten phát có hướng tập trung bức xạ từ một hướng và làm cực tiểu
những bức xạ từ những hướng khác nhau .Một anten có hướng cũng có thể được
sử dụng để làm giảm giao thoa bởi những tín hiệu bất lợi và giao thoa với những
trạm gần nó.

Nếu một anten được định vị trong môi trường đô thị tắt nghẻn hoạt trong tòa
nhà ,có nhiều công trình mà ở đó sẻ phân tán hoặc bức xạ năng lượng mà ở đó có
hại cho việc thu nhận tín hiệu .Ví dụ những dây điện bên trong trò nhà có thể bức
xạ năng lượng của tín hiệu RF một cách mạnh mẽ. Nếu một anten nhận gần với
những sợi dây ,nó có thể phản xạ năng lượng để hủy bỏ năng lượng được nhận
trực tiếp từ đường tín hiệu mong muốn .Khi điều kiện này tồn tại thì anten thu cần
di chuyển đến vị trí khác trong trong phòng mà ở đó tín hiệu được phản xạ và trưc
tiếp có thể được tăng cường hơn .
g. Sự tương phản :
Những thuộc tính khác nhau của một anten thì tương đương nhau ,bất chấp
việc anten truyền hay nhận tín hiệu .Đây là tính thuận nghịch của các anten . Ví dụ
như : Để tăng hiệu ứng của một anten trong việc phát .Để tăng hiệu quả hơn cho
việc nhận cùng tần số. Thuộc tính có hướng của anten cho việc truyền và nhận tín
hiệu thì giống nhau .
Ví dụ như : Hình 2-6 trang 2-14 thể hiện một anten đặc biệt được sử dụng với
độ bức xạ cực đại năng lượng ở gốc phải tới sợi dây anten. Có một số lượng nhỏ
sự bức xạ dọc theo tâm của anten . Nếu điều anten này giống nhau được sử dụng
như là anten thu. Nó nhận tín hiệu tốt nhất trong cùng hướng mà ở đó nó tạo ra
bức xạ cực đại ( từ gốc phải đến tâm của anten ) . Có một số lượng nhỏ tín hiệu
được nhận từ máy phát được đặt trong sợi dây với dây anten .
Trang 10
Anten và truyền sóng Nhóm 22
h. Trở kháng :
Trở kháng có mối quan hệ giữa điện áp và dòng điện ở mọi điểm trong một
mạch điện xoay chiều . Trở kháng của một anten tương đương với điện áp và dòng
điện tại một điểm trong anten mà ở đó việc cấp tín hiệu được kết nối đến . Nếu
điểm cấp được đặt tại điểm cực đại của dòng điện thì trở kháng anten trong
khoảng từ 20-100ohm. Nếu điểm cung cấp được di chuyển đến điểm điện áp cực
đại thì trở kháng từ 500-10000ohm.
Trở kháng đầu vào của anten phụ thuộc vào độ dẩn điện hoặc trở kháng của đất

vô tuyến .
Khi tín hiệu được phát bởi một anten ,tín hiệu vô tuyến này sẻ mang thông tin
đến anten thu mà ở đó nó sẻ thu lại và chuyển đổi lại thành tín hiệu gốc. Đây là
nguyên lý chung trong việc giới hạn số lương thông tin hoặc tín hiệu mà ở đó có
thể phát hoặc nhận cùng một lúc . Số lượng từ cao hơn trong mổi phút và tốc độ
cao hơn và tần số điều chế ,vì thế băng thông lớn là rất cần thiết . Để phát và nhận
tất cả các tin hiệu cần thiết thì băng thông anten phải rông hơn bằng thông của tín
hiệu . Mặt khác nó sẻ giới hạn tần số tín hiệu,âm thoại mà ở đó không phải là
thông tin cần thiết . BW quá rộng thì củng không tốt ,vì thế nó chấp nhận tín hiệu
thoại thêm vào và là giảm tỉ số S/N. Hình 2-7 thể hiện băng thông của tín hiệu
được định nghĩa băng thông yêu cầu để phát tín hiệu thông tin thông thường .
j. Độ lợi :
Độ lợi băng thông phụ thuộc vào việc thiết kế . Anten phát thì được thiết kế
với hiệu quả cao để bức xạ năng lượng và anten thu được thiết kế với hiệu quả cao
để thu được tín hiệu năng lượng. Trong nhiều mạch vô tuyến ,việc truyền được
yêu cầu một bộ phát và chỉ một trạm thu . Năng lượng thì được bức xạ trong một
hướng bởi vì nó thế hửu ích cho hướng đó . Anten thu có hướng tăng độ lợi năng
Trang 12
Anten và truyền sóng Nhóm 22
lượng trong hướng mong muốn và giảm tín hiệu nhiễu không mong muốn và
những tín hiệu từ những hướng khác . Anten thu và anten phát độ suy giảm cần
phải nhỏ và hiệu quả bức xạ và bộ thu phải tốt.
Hình 2-7. Độ Lợi
k. Góc cất của anten :
Góc cắt của anten là góc bên trên của phương nằm ngang mà ở đó anten được
bức xạ năng lượng với số lượng lớn . Anten VHF được thiết kế mà ở đó năng
lượng bức xạ theo hướng song song với trái đất . Góc cắt của một anten HF có thể
quyết định trong việc mạch điện thành công hay không ? Sóng trời của anten HF
được thiết kế với góc cắt đặc biệt ,phụ thuộc vào khoảng cách mạch điện . Góc cắt
cao thì sử dụng cho việc truyền khoảng cách ngắn,góc cắt nhỏ thì sử dụng cho

xạ từ ăng ten. Ở tần số thấp và trung bình, mặt đất hoạt động như một dây
dẫn tốt. Các kết nối mặt đất phải được thực hiện theo cách như vậy để điện
trở mặt đất nhỏ nhất. Ở tần số cao hơn, mặt đất nhân tạo đuợc cấu tạo từ
các bề mặt kim loại lớn là chủ yếu.Các kết nối mặt đất làm từ nhiều hình
thức, tùy thuộc vào loại lắp đặt và thiệt hại cho phép.
Trong lĩnh vực lắp đặt đơn giản, kết nối mặt đất được thực hiện bởi một
hoặc nhiều cọc kim loại hướng vào trong đất. Trường hợp thu xếp thỏa
đáng hơn không thể được thực hiện, dẫn đến mặt đất có thể được kết nối
với các thiết bị hiện có mà nó đuợc nối đất. Cấu trúc kim loại hoặc các hệ
thống đường ống ngầm thường được sử dụng để kết nối đất. Trong trường
Trang 15
Anten và truyền sóng Nhóm 22
hợp khẩn cấp, một kết nối mặt đất có thể được thực hiện bằng cách buộc
một hoặc nhiều lưỡi lê vào đất.
Khi một ăng ten phải dựng trên đất có độ dẫn thấp,cần xử lý đất để làm
giảm điện trở. Việc xử lý đất với những chất mà nó có độ dẫn điện cao
trong dung. Một số các chất này, liệt kê theo thứ tự ưu tiên, là natri clorua
(muối thường), canxi clorua, đồng sulfat (blue vitriol), magnesium sulfate
(Muối Epsom), và kali nitrat (hỏa tiêu). Luợng yêu cầu phụ thuộc vào loại
đất và hàm luợng độ ẩm của nó.
Chú ý : Khi những chất đuợc sử dụng, điều quan trọng là nó không
đuợc đặt gần nguồn nước uống
Để lắp đặt đơn giản trong lĩnh vực này, một cọc nối đất đơn có thể được
chế tạo từ đường ống hoặc ống dẫn. Quan trọng là phải có một điện trở thấp
kết nối giữa các dây dẫn và cọc nối đất. Cọc nên được làm sạch triệt để
bằng cách cạo và đánh bóng tại điểm kết nối, và một bulong siết sạch nên
được trang bị. Một dây dẫn mặt đất có thể được hàn hoặc nối bằng bulong
siết. Chỗ nối này cần đuợc bao phủ bằng băng keo cách điện để ngăn chặn
sự gia tăng điện trở do quá trình oxy hóa
c. Cân bằng :

ăng-ten.
Để tính toán chiều dài vật lý của ăng-ten, sử dụng sự điều chỉnh 0,95 cho tần số
giữa 3 và 50 MHz. Các hệ số được đưa ra cho một ăng ten bán sóng.
Trang 17
Anten và truyền sóng Nhóm 22
Chiều dài của một ăng-ten dây dài (một bước sóng hoặc dài hơn) cho sự hoạt
động hài hòa được tính bằng cách sử dụng công thức sau đây, trong đó N = số nửa
bước sóng trong tổng chiều dài của ăng-ten.
Ví dụ: 3 chiều dài nữa sóng ở 7 Mhz là:
Trang 18
Anten và truyền sóng Nhóm 22
IV. Định hướng cho Antenna :
Định hướng của ăng ten là vô cùng quan trọng. Xác định vị trí của một ăng ten
trong quan hệ với các điểm của la bàn có thể làm cho sự khác biệt giữa một biên
và mạch vô tuyến tốt.
a. Phương vị :
Nếu phương vị của đường vô tuyến thì không được cung cấp, xác định
nó bằng các phương tiện tốt nhất có sẵn. Độ chính xác cần thiết phụ thuộc
vào dạng bức xạ của ăng-ten định hướng. Nếu chùm độ rộng của ăng-ten là
rất rộng (ví dụ, góc 90 ° giữa các điểm nửa điện năng) một lỗi của
Hình 2-11:Chùm độ rộng được đo trong quan hệ trường độ dài và các dạng năng
lượng
10° là không quan trọng. Trong hoạt động vận chuyển, hình thoi và ăng-
ten hình chữ V có thể có một chùm tia hẹp mà độ chính xác cao là cần thiết
để xác định góc phương vị. Các ăng ten phải được dựng các góc phương vị
chính xác. Độ chính xác cao là không cần thiết phải dựng chùm ăng-ten
rộng.
Trang 19
Anten và truyền sóng Nhóm 22
Trừ khi một dòng được gọi là góc phương vị có sẵn tại nơi lắp đặt,

chúng có thể bị điện giật hoặc gây thương tích nghiêm trọng cho con người
khi chạm vào ăng-ten hoặc dây căng và dây cáp.
Trang 21
Anten và truyền sóng Nhóm 22
Trang 22