Đề cương môn học Anten và truyền sóng

Nội dung text: Đề cương môn học Anten và truyền sóng

1. BỘ GIÁO D ỤC VÀ ĐÀO T ẠO TR ƯỜNG ĐẠ I H ỌC DÂN L ẬP H ẢI PHÒNG ISO 9001:2008 ĐỀ C ƯƠ NG CHI TI ẾT MÔN H ỌC Anten và truy ền sóng Mã môn: ATR33021 Dùng cho các ngành Điện t ử - Vi ễn thông Bộ môn ph ụ trách Bộ môn Điện t ử
2. THÔNG TIN V Ề CÁC GI ẢNG VIÊN CÓ TH Ể THAM GIA GI ẢNG D ẠY MÔN H ỌC 1. ThS. Tr ần H ữu Trung – Cán b ộ kiêm nhi ệm - Ch ức danh, h ọc hàm, h ọc v ị: Th ạc s ỹ. - Thu ộc b ộ môn: Điện t ử - Địa ch ỉ liên h ệ:51/263 L ạch Tray – Ngô Quy ền – H ải Phòng. - Điện tho ại:0989150269 Email: trungth@hpu.edu.vn - Các h ướng nghiên c ứu chính:Vi ễn thông 2. ThS. Đỗ Anh D ũng - Gi ảng viên c ơ h ữu - Ch ức danh, h ọc hàm, h ọc v ị: Gi ảng viên, Th ạc s ĩ - Thu ộc b ộ môn: Điện t ử - Địa ch ỉ liên h ệ: H ảI Phòng - Điện tho ại: 0313.500161 - Các h ướng nghiên c ứu chính: K ỹ thu ật m ạch.
3. THÔNG TIN V Ề MÔN H ỌC 1. Thông tin chung: - Số đơn v ị h ọc trình/ tín ch ỉ: 4 đvht - Các môn h ọc tiên quy ết:Tr ường điện t ừ - Các môn h ọc k ế ti ếp:Thông tin di độ ng - Các yêu c ầu đố i v ới môn h ọc (n ếu có): - Th ời gian phân b ổ đố i v ới các ho ạt độ ng: + Nghe gi ảng lý thuy ết: 45t + Làm bài t ập trên l ớp: + Th ảo lu ận: + Th ực hành, th ực t ập ( ở PTN, nhà máy, điền dó, ): + Ho ạt độ ng theo nhóm: + Tự h ọc: + Ti ểu lu ận: 15t + Ki ểm tra: + Ôn t ập: 2. Mục tiêu c ủa môn h ọc: - Ki ến th ức: - Kỹ n ăng: - Thái độ: 3. Tóm t ắt n ội dung môn h ọc: Môn h ọc Lý thuy ết và k ỹ thu ật anten nghiên c ứu v ề anten, b ắt ngu ồn t ừ vi ệc nghiên c ứu các ngu ồn nguyên t ố dipol điện, đipol t ừ đế n các h ệ th ống anten ph ức t ạp khác. Ch ươ ng 1 gi ới thi ệu v ề các ngu ồn nguyên t ố, ch ươ ng 2 về b ức x ạ trong không gian t ự do. Ch ươ ng 3 và ch ươ ng 4 t ập trung vào các ngu ồn b ức x ạ th ẳng, h ệ th ống b ức x ạ, và ph ươ ng trình hàm ph ươ ng h ướng. Ch ươ ng 5 và ch ươ ng 6 trình bày v ề các v ấn đề liên quan nh ư ảnh h ưởng tươ ng h ỗ, lý thuy ết t ổng h ợp Anten, lý thuy ết v ề anten thu. Ch ươ ng ti ếp theo mô t ả ảnh h ưởng c ủa m ặt đấ t đế n đặ c tính truy ền d ẫn c ủa anten. Ch ươ ng 10 đến ch ươ ng 13 t ập trung vào ph ươ ng pháp x ửa lý tín hi ệu trong anten g ồm có ph ươ ng pháp thích nghi, ph ươ ng pháp m ở r ộng d ải t ần, ph ươ ng pháp
4. gi ảm nh ỏ kích th ước c ủa anten, và cách th ức ti ếp điện cho anten. Các ch ươ ng t ừ 14 đến 21 trình bày v ề t ừng lo ại anten nh ư anten yagi, anten dây sóng ch ạy, anten x ươ ng ca, anten loga chu k ỳ, anten parabol là các anten hay gặp trong th ực t ế 4. Học li ệu: 1. Phan Anh (2006), Lý thuy ết và k ỹ thu ật anten , NXB Bách khoa, Hà N ội. 2. Lê Qu ốc V ượng (2002), Lý thuy ết m ạch và tín hi ệu, NXB ĐHHH, H ải Phòng. 3. Ph ạm V ăn T ấn, Cơ s ở vi ễn thông , Đại H ọc C ần Th ơ, C ần Th ơ.
5. 5. Nội dung và hình th ức d ạy – h ọc: Nội dung Hình th ức d ạy – h ọc Tổng (Ghi c ụ th ể theo t ừng ch ươ ng, TH, TN, Tự h ọc, Lý thuy ết Bài t ập Th ảo lu ận Ki ểm tra (ti ết) mục, ti ểu m ục) điền dó tự NC Ch ươ ng 1.B ức x ạ c ủa 3 0 0 0 0 0 3 dòng điện và dòng t ừ trong không gian t ự do 1.1. Tr ường b ức x ạ 1 của dòng điện và dòng t ừ trong không gian 1.2. Đặc tính b ức x ạ 0.5 của tr ường 1.3. Đặc tính phân 0.5 cực. hàm ph ươ ng h ướng và véc t ơ ph ức h ợp 1.4. H ệ s ố đị nh 0.5 hướng và h ệ s ố t ăng ích 1.5. Lý thuy ết nhân 0.5 đồ th ị ph ươ ng h ướng Ch ươ ng 2. Các ngu ồn 3 0 0 0 0 0 3 bức x ạ nguyên t ố 2.1. Đipol điện 1 2.2. Đipol t ừ 0.5 2.3. Vòng điện 0.5 nguyên t ố 2.4. Vòng t ừ nguyên t ố 0.5 2.5. Nguyên t ố b ức 0.5 xạ h ỗn h ợp
6. Ch ươ ng 3. Các ngu ồn 3 0 0 0 0 0 3 bức x ạ th ẳng 3.1. Tr ường b ức x ạ của dây d ẫn th ẳng có 1 dòng điện 3.2. Tr ường b ức x ạ 1 của dây d ẫn th ẳng có dòng điện sóng ch ạy 3.3. Tr ường b ức x ạ của dây d ẫn th ẳng có 0.5 dòng điện sóng đứ ng 3.4. B ức x ạ c ủa khe 0.5 hẹp Ch ươ ng 4. Lý thuy ết 3 0 0 0 0 0 3 anten ch ấn t ử 1 4.1. Phân b ố dòng điện trên ch ấn t ử đố i xứng 1 4.2. Tr ở kháng sóng của ch ấn t ử 0.5 4.3. Công su ất và điện tr ở b ức x ạ c ủa dây dẫn 0.5 4.4. Tr ở kháng vào của ch ấn t ử đố i x ứng Ch ươ ng 5. Ảnh h ưởng 3 0 0 0 0 0 3 tươ ng h ỗ c ủa các ph ần t ử trong h ệ anten ph ức t ạp 5.1. Tính tr ở kháng 1 tươ ng h ỗ c ủa h ệ anten theo ph ươ ng pháp S ĐD 1 5.2. Tính tr ở kháng vào c ủa h ệ hai ch ấn t ử. 5.3. Ch ấn t ử ch ủ 1 động và ch ấn t ử th ụ động.
7. Ch ươ ng 6. H ệ th ống b ức 3 0 0 0 0 0 3 xạ 1 6.1. H ệ th ống th ẳng 1 6.2. B ức x ạ h ệ hai 1 ch ấn t ử 6.3. H ệ th ống ph ẳng. Ch ươ ng 7. Lý thuy ết b ức 3 0 0 0 0 0 3 xạ m ặt 7.1. B ức x ạ m ặt 1 được kích thích b ằng tr ường điện t ừ. 7.2. Bức x ạ m ặt 1 được kích thích b ằng tr ường điện t ừ phân b ổ đều. 1 7.3. Bức x ạ m ặt được kích thích b ằng tr ường điện t ừ phân b ố không đều. Ch ươ ng 8. Lý thuy ết 3 0 0 0 0 0 3 tổng h ợp anten 8.1. Khái ni ệm 1 chung 1 8.2. T ổng h ợp anten theo đồ th ị ph ươ ng hướng cho tr ước. 1 8.3. Thi ết l ập anten có đồ th ị ph ươ ng h ướng tối ưu.
8. Ch ươ ng 9. Lý thuy ết 3 0 0 0 0 0 3 anten thu 9.1. Ch ấn t ử đố i 1 xứng làm vi ệc ở ch ế độ thu 1 9.2. Áp d ụng nguyên lý t ươ ng h ỗ để nghiên c ứu tính ch ất chung c ủa anten thu 0.5 9.3. V ấn đề ph ối hợp c ực tính anten thu 0.5 9.4. Công su ất và di ện tích hi ệu d ụng anten thu Ch ươ ng 10. Ảnh h ưởng 3 0 0 0 0 0 3 mặt đấ t đế n đặ c tính b ức xạ c ủa anten 10.1. Áp d ụng 1 ph ươ ng pháp ảnh g ươ ng để gi ải bài toán b ức x ạ. 10.2. B ức x ạ c ủa 1 ch ấn t ử đố i x ứng đặ t trên mặt đấ t 10.3. B ức x ạ c ủa 0.5 ch ấn t ử không đố i x ứng đặt trên m ặt đấ t 0.5 10.4. Ảnh h ưởng của m ặt đấ t đế n h ệ anten ph ức t ạp
9. Ch ươ ng 11. Ph ươ ng 3 0 0 0 0 0 3 pháp x ử lý tín hi ệu trong hệ anten 11.1. Khái ni ệm 1 chung 11.2. Điều bi ến các 0.5 thông s ố c ủa anten theo th ời gian 1 11.3. X ử lý tín hi ệu theo thu ật toán 11.4. X ử lý tín hi ệu 0.5 theo ph ươ ng pháp thích nghi Ch ươ ng 12. Ph ươ ng 3 0 0 0 0 0 3 pháp điều khi ển đố th ị ph ươ ng h ướng anten 12.1. Khai ni ệm 0.5 chung 12.2. Ph ươ ng pháp 0.5 tần s ố điều khi ển đồ th ị ph ươ ng h ướng 12.3. Ph ươ ng pháp 1 pha điều khi ển đồ th ị ph ươ ng h ướng 12.4. Điều khi ển 1 pha b ằng chuy ển m ạch
10. Ch ươ ng 13. Ph ươ ng 3 0 0 0 0 0 3 pháp m ở r ộng d ải t ần s ố của anten và thi ết l ập anten d ải r ộng 13.1. Khái ni ệm v ề 1 dải thông t ần và d ải t ần công tác c ủa anten. 13.2. Ph ươ ng pháp 1 mở r ộng t ần s ố c ủa anten 13.3. Ph ươ ng pháp 0.5 mở r ộng d ải t ần b ằng nguyên lý t ự bù 13.4. Ph ươ ng pháp 0.5 thi ết l ập anten d ải r ộng theo nguyên lý t ươ ng t ự Ch ươ ng 14. Ph ươ ng 3 0 0 0 0 0 3 pháp gi ảm nh ỏ kích th ước anten 14.1.Ph ươ ng pháp dùng t ải thu ần kháng để 1 điều ch ỉnh ohaan b ố dòng điên 1 14.2. Ph ươ ng pháp dùng dây sóng ch ậm 14.3. K ết h ợp anten 1 với các ph ần t ử tích c ực Ôn t ập 0 3 0 0 0 0 3 Ti ểu lu ận 15 Tổng (ti ết) 42 3 60
11. 6. Lịch trình t ổ ch ức d ạy – h ọc c ụ th ể: Chi ti ết v ề hình th ức Nội dung yêu c ầu sinh vi ên Tu ần Nội dung Ghi chú tổ ch ức d ạy – h ọc ph ải chu ẩn b ị tr ước Ch ươ ng 1.B ức x ạ c ủa dòng điện và dòng t ừ trong không gian t ự do 1.1. Tr ường b ức x ạ c ủa dòng điện và dòng t ừ trong không gian - Giáo viên 1.2. Đặc tính b ức x ạ c ủa gi ảng - Đọc tài li ệu tr ước I tr ường - Sinh viên nghe ở nhà 1.3. Đặc tính phân c ực. gi ảng hàm ph ươ ng h ướng và véc t ơ ph ức h ợp 1.4. H ệ s ố đị nh h ướng và h ệ s ố t ăng ích 1.5. Lý thuy ết nhân đồ th ị ph ươ ng h ướng Ch ươ ng 2. Các ngu ồn b ức x ạ nguyên t ố 2.1. Đipol điện - Giáo viên 2.2. Đipol t ừ gi ảng - Đọc tài li ệu tr ước 2.3. Vòng điện nguyên I - Sinh viên nghe ở nhà tố gi ảng 2.4. Vòng t ừ nguyên t ố 2.5. Nguyên t ố b ức x ạ hỗn h ợp Ch ươ ng 3. Các ngu ồn b ức x ạ th ẳng - Giáo viên 3.1. Tr ường b ức x ạ c ủa gi ảng - Đọc tài li ệu tr ước dây d ẫn th ẳng có dòng điện I - Sinh viên nghe ở nhà 3.2. Tr ường b ức x ạ c ủa gi ảng dây d ẫn th ẳng có dòng điện sóng ch ạy 3.3. Tr ường b ức x ạ c ủa dây d ẫn th ẳng có dòng điện
12. sóng đứng 3.4. B ức x ạ c ủa khe h ẹp Ch ươ ng 4. Lý thuy ết anten ch ấn t ử 4.1. Phân b ố dòng điện - Giáo viên trên ch ấn t ử đố i x ứng gi ảng - Đọc tài li ệu tr ước 4.2. Tr ở kháng sóng c ủa I - Sinh viên nghe ở nhà ch ấn t ử gi ảng 4.3. Công su ất và điện tr ở b ức x ạ c ủa dây dẫn 4.4. Tr ở kháng vào c ủa ch ấn t ử đố i x ứng Ch ươ ng 5. Ảnh h ưởng t ươ ng hỗ c ủa các ph ần t ử trong h ệ anten ph ức t ạp - Giáo viên - Đọc tài li ệu 5.1. Tính tr ở kháng gi ảng tr ước ở nhà II tươ ng h ỗ c ủa h ệ anten theo - Sinh viên nghe ph ươ ng pháp S ĐD gi ảng 5.2. Tính tr ở kháng vào - Th ảo lu ận của h ệ hai ch ấn t ử. 5.3. Ch ấn t ử ch ủ độ ng và ch ấn t ử th ụ độ ng. Ch ươ ng 6. H ệ th ống b ức x ạ - Giáo viên 6.1. H ệ th ống th ẳng - Đọc tài li ệu II gi ảng 6.2. B ức x ạ h ệ hai ch ấn tr ước ở nhà - Th ảo lu ận tử 6.3. Hệ th ống ph ẳng. Ch ươ ng 7. Lý thuy ết b ức x ạ mặt 7.1. B ức x ạ m ặt được - Giáo viên II kích thích b ằng tr ường điện gi ảng từ. 7.2. B ức x ạ m ặt được kích thích b ằng tr ường điện từ phân b ổ đề u.
13. 7.3. Bức x ạ m ặt được kích thích b ằng tr ường điện từ phân b ố không đề u. Ch ươ ng 8. Lý thuy ết t ổng hợp anten 8.1. Khái ni ệm chung - Đọc tài li ệu - Giáo viên 8.2. T ổng h ợp anten tr ước ở nhà II gi ảng theo đồ th ị ph ươ ng h ướng - Làm mô ph ỏng - Thảo lu ận cho tr ước. 8.3. Thi ết l ập anten có đồ th ị ph ươ ng h ướng t ối ưu. Ch ươ ng 9. Lý thuy ết anten thu 9.1. Ch ấn t ử đố i x ứng làm vi ệc ở ch ế độ thu - Giáo viên 9.2. Áp d ụng nguyên lý gi ảng - Đọc tài li ệu III tươ ng h ỗ để nghiên c ứu tính - Sinh viên nghe tr ước ở nhà ch ất chung c ủa anten thu gi ảng 9.3. V ấn đề ph ối h ợp cực tính anten thu 9.4. Công suất và di ện tích hi ệu d ụng anten thu Ch ươ ng 10. Ảnh h ưởng m ặt đất đế n đặ c tính b ức x ạ c ủa anten 10.1. Áp d ụng ph ươ ng - Giáo viên - Đọc tài li ệu pháp ảnh g ươ ng để gi ải bài gi ảng tr ước ở nhà III toán b ức x ạ. - Th ảo lu ận - Làm mô ph ỏng 10.2. B ức x ạ c ủa ch ấn t ử đối x ứng đặ t trên m ặt đấ t 10.3. B ức x ạ c ủa ch ấn t ử không đối x ứng đặ t trên m ặt đất
14. 10.4. Ảnh h ưởng c ủa mặt đấ t đế n h ệ anten ph ức t ạp Ch ươ ng 11. Ph ươ ng pháp x ử lý tín hi ệu trong h ệ anten 11.1. Khái ni ệm chung - Giáo viên 11.2. Điều bi ến các gi ảng - Đọc tài li ệu thông s ố c ủa anten theo th ời III - Sinh viên nghe tr ước ở nhà gian gi ảng 11.3. X ử lý tín hi ệu theo thu ật toán 11.4. X ử lý tín hi ệu theo ph ươ ng pháp thích nghi Ch ươ ng 12. Ph ươ ng pháp điều khi ển đố th ị ph ươ ng hướng anten 12.1. Khai ni ệm chung - Giáo viên 12.2. Ph ươ ng pháp t ần gi ảng - Đọc tài li ệu số điều khi ển đồ th ị ph ươ ng III - Sinh viên nghe tr ước ở nhà hướng gi ảng 12.3. Ph ươ ng pháp pha điều khi ển đồ th ị ph ươ ng hướng 12.4. Điều khi ển pha bằng chuy ển m ạch Ch ươ ng 13. Ph ươ ng pháp m ở rộng d ải t ần s ố c ủa anten và thi ết l ập anten d ải r ộng - Giáo viên 13.1. Khái ni ệm v ề d ải gi ảng - Đọc tài li ệu IV thông t ần và d ải t ần công tác - Sinh viên nghe tr ước ở nhà của anten. gi ảng 13.2. Ph ươ ng pháp m ở rộng t ần s ố c ủa anten 13.3. Ph ươ ng pháp m ở rộng d ải t ần b ằng nguyên lý
15. tự bù 13.4. Ph ươ ng pháp thi ết lập anten d ải r ộng theo nguyên lý t ươ ng t ự Ch ươ ng 14. Ph ươ ng pháp gi ảm nh ỏ kích th ước anten 14.1.Ph ươ ng pháp dùng - Giáo viên tải thu ần kháng để điều ch ỉnh gi ảng - Đọc tài li ệu IV ohaan b ố dòng điên - Sinh viên nghe tr ước ở nhà 14.2. Ph ươ ng pháp dùng gi ảng dây sóng ch ậm 14.3. K ết h ợp anten v ới các ph ần t ử tích c ực Ôn t ập VI - 7. Tiêu chí đánh giá nhi ệm v ụ gi ảng viên giao cho sinh viên: - D ự l ớp đầ y đủ - Đọc tài li ệu ở nhà - Làm bài t ập đầ y đủ 8. Các lo ại điểm ki ểm tra và tr ọng s ố c ủa t ừng lo ại điểm: - Điểm chuyên c ần D1 (theo quy ch ế 25) - Điểm trên l ớp và bài thu ho ạch D2 - Thi cu ối h ọc k ỳ l ấy điểm D3 - Điểm c ủa môn h ọc tính b ằng: 0.3(0.4D1+0.6D2)+0.7D3 - Ki ểm tra trong n ăm h ọc: - Ki ểm tra gi ữa k ỳ (t ư cách): - Thi h ết môn: 9. Yêu c ầu c ủa gi ảng viên đối v ới môn h ọc:
16. - Yêu c ầu v ề điều ki ện để t ổ ch ức gi ảng d ạy môn h ọc (gi ảng đường, phòng máy, ): Yêu c ầu đố i v ới sinh viên (s ự tham gia h ọc t ập trên l ớp, quy đị nh v ề th ời hạn, ch ất l ượng các bài t ập v ề nhà, ): - H ọc lý thuy ết trên gi ảng đường - Sinh viên ph ải tham d ự trên l ớp đầ y đủ , đọ c tài li ệu và làm bài t ập ở nhà. Hải Phòng, ngày tháng n ăm 2011 Phó Ch ủ nhiệm B ộ môn Ng ười vi ết đề c ươ ng chi ti ết ThS. Đoàn H ữu Ch ức ThS. Tr ần H ữu Trung