Giải bài toán trường trên anten sóng chậm bằng phương pháp moment

Nguyễn Anh Tuấn Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 88(12): 217 - 221

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 217 http://www.lrc-tnu.edu.vn

GIẢI BÀI TOÁN TRƢỜNG TRÊN ANTEN SÓNG CHẬM

BẰNG PHƢƠNG PHÁP MOMENT

Nguyễn Anh Tuấn*

Trường ĐH Công nghệ Thông tin & Truyền thông – ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT

Phương pháp moment là một trong những phương pháp số được áp dụng rộng rãi trong các bài

toán về trường điện từ . Trong bài báo này, tác giả trình bày cách tính toán một kết cấu anten sóng

chậm trên cơ sở biến đổi về kết cấu anten mạch dải có hình gấp khúc sau đó áp dụng phương pháp

momen để giải bài toán trường điện từ. Sử dụng phương pháp moment với hàm cơ sở miền con là

hàm sin cho phép biến các phương trình của bài toán trường ở dạng toán tử về các phương trình

ma trận có thể giải được trên máy tính. Các anten với hình dạng bất kỳ đều có thể được phân tích

bằng phương pháp này nhờ việc thay đổi biên bên ngoài của phiến kim loại mạch dải . Đây cũng là

một cách tiếp cận mới để giải các bài toán trường điện từ trên anten mạch dải.

Từ khoá: Phương pháp moment, bài toán điện từ trường,hàm cơ sở miền con, anten vi dải, anten

sóng chậm.

KẾT CẤU SÕNG CHẬM TRONG ANTEN

MẠCH DẢI*

Trong kỹ thuật anten, các kết cấu sóng chậm

hiện tại rất to lớn cồng kềnh. Để giảm bớt

kích thước và khối lượng của kết cấu sóng

chậm, ta có thể sử dụng kết cấu chấn tử bằng

dây dẫn hoặc khe hẹp có đường kính rất nhỏ

so với bước sóng (r/ << 1 ) có phủ chất điện

môi hoặc từ môi. Tuy nhiên các chấn tử

impedance sử dụng chất điện môi hoặc từ môi

có nhược điểm là phải sử dụng các vật liệu

điện môi gây tổn hao sóng trong các môi

trường vật liệu nên làm giảm hiệu suất của kết

cấu. Để khắc phục nhược điểm trên, có thể

thay thế môi trường bao quanh dây dẫn (điện

môi hay ferit) bởi đường dây hoặc khe gấp

khúc hay xoắn. Khi ấy sóng truyền lan dọc

theo kết cấu được hình thành từ hai sóng

truyền lan với vận tốc pha khác nhau, trong

đó một sóng truyền lan với vận tốc c và một

sóng truyền lan theo đường dây (khe) gấp

khúc hoặc xoắn với vận tốc y < c.

Xét kết cấu impedance có dạng gấp khúc dẹt

(hình 1).Chọn chiều dòng điện từ A tới B.

Các đoạn trên đường cong AB được đánh số

1,2,3…N với N là tổng số đoạn trên đường

*

Tel: 0912998396; Email: [email protected]

cong. Dễ thấy, với dạng hình học như kết cấu

được nghiên cứu, ta luôn có N là chẵn. Các

đoạn lẻ của đường cong AB có các chiều dài

tương ứng là: l1,3,5,7…= p.l0; Các đoạn chẵn có

độ dài: l2,4,6,8…= q.l0 (p,q là số nguyên) với l0

là độ dài đoạn nhỏ nhất mà trong đó giá trị

dòng từ M(s) được coi là không thay đổi; độ

rộng của đường cong là w.

Hình 1. Kết cấu anten mạch dải gấp khúc

PHÂN TÍCH ANTEN MẠCH DẢI HÌNH

GẤP KHÚC

Bài toán trƣờng với anten mạch dải có kết

cấu gấp khúc

Giả sử sóng phẳng có dạng: