Tài liệu kĩ thuật anten truyền sóng

HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ KHOA VÔ TUYẾN ĐIỆN TỬ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN KỸ THUẬT ANTEN VÀ TRUYỀN SÓNG 1. Thông tin về giáo viên TT Họ tên giáo viên 1 Hoàng Đình Thuyên 2 Tạ Chí Hiếu 3 Học hàm GVC GV Học vị TS TS Đơn vị công tác (Bộ môn) Bộ môn cơ sở KTVT Bộ môn cơ sở KTVT Thời gian, địa điểm làm việc: Các giờ hành chính, Phòng 1402 nhà H1 Địa chỉ liên hệ: Bộ môn Cơ sở KTVT – Khoa Vô tuyến điện tử Điện thoại, email: 069.515.388, email: [email protected] Các hướng nghiên cứu chính: Anten, Truyền sóng, Lý thuyết trường và Kỹ thuật siêu cao tần 2. Thông tin chung về học phần - Tên học phần: KỸ THUẬT ANTEN VÀ TRUYỀN SÓNG - Mã học phần: - Số tín chỉ: 3 - Học phần (bắt buộc hay lựa chọn): bắt buộc - Các học phần tiên quyết: Toán cao cấp, Vật lý, Lý thuyết trường và Kỹ thuật siêu cao tần - Các yêu cầu đối với học phần (nếu có): - Giờ tín chỉ đối với các hoạt động:  Nghe giảng lý thuyết: 29  Làm bài tập trên lớp: 6  Thảo luận: 10  Thực hành, thực tập (ở PTN, nhà máy, thực tập...):  Hoạt động theo nhóm:  Tự học: 90 - Khoa/Bộ môn phụ trách học phần, địa chỉ: Bộ môn Cơ sở KTVT, phòng 1402 nhà H1 3. Mục tiêu của học phần Kiến thức: Nhằm trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản về quá trình truyền lan sóng vô tuyến điện tro ng không gian ự do và trong các môi t trường thực như mặt đất, tầng đối lưu, tầng điện ly, với các dải sóng khác nhau cũng như ảnh hưởng của môi trường lên quá trình lan truyền sóng. Đồng thời trang bị cho sinh viên hiểu nguyên lý hoạt động, các phương pháp tính và s ử dụng có hiệu quả các loại anten dùng trong các hệ thống thông tin vô tuyến hiện nay. Kỹ năng: Biết tính toán lựa chọn tần số, các phương thức truyền sóng trong các dải sóng khác nhau, cũng như biết phân tích, khai thác cũng như lựa chọn và tính toán được loại anten thích hợp cho hệ thống thông tin vô tuyến. Thái độ, chuyên cần: Sinh viên phải có thái độ học tập nghiêm túc, tự giác trong các giờ tự học, chịu khó tìm hiểu nghiên cứu các tài liệu tham khảo. 4. Tóm tắt nội dung học phần Môn học Kỹ thuật anten và truyền sóng gồm hai nội dung chủ yếu là truyền sóng vô tuyến điện và kỹ thuật anten. Nhằm trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản về quá trình truyền lan sóng vô tuyến điện trong không gian tự do và trong các môi trường thực như mặt đất, tầng đối lưu, tầng điện ly, với các dải sóng khác nhau cũng như ảnh hưởng của môi trường lên quá trình lan truyền sóng. Đồng thời trang bị cho sinh viên nắm được cấu trúc, nguyên lý hoạt động, các phương pháp tính và sử dụng có hiệu quả các loại anten dùng trong các hệ thống thông tin vô tuyến điện. Trên cơ sở những vấn đề đã nghiên cứu yêu cầu sinh viên biết tính toán lựa chọn tần số, các phương thức truyền sóng trong các dải sóng khác nhau, cũng như biết phân tích, khai thác cũng như lựa chọn và tính toán được loại anten thích hợp cho hệ thống thông tin vô tuyến. 5. Nội dung chi tiết học phần (tên các chương, mục, tiểu mục) Chương, mục, tiểu mục Phần I Chương 1 Chương 2 Nội dung Truyền sóng vô tuyến điện Những vấn đề chung về truyền sóng VTĐ Phân chia sóng theo bước sóng Các phương thức truyền lan của sóng vô tuyến Truyền sóng trong không gian tự do, sự hấp thụ sóng của môi trường, phản xạ sóng từ mặt đất. Nhiễu VTĐ, điều kiện thực hiện thông tin VTĐ, khái niệm về độ tin cậy thông tin vô tuyến điện Miền tham gia chủ yếu vào quá trình truyền sóng Bài tập chương 1 Truyền sóng VTĐ dọc mặt đất Trường tại điểm thu của anten nâng cao. Công th ức giao thoa Trường tại điểm thu của anten đặt thấp Giáo trình, Tài liệu tham khảo Số tiết (Ghi TT của TL ở mục 6) 4 1, 3, 5 3 1, 3, 5 Ghi chú Chương 3 Chương 4 Chương 5 Phần II Chương 6 Khái niệm về nhiễu xạ sóng VTĐ Ảnh hưởng của mặt đất thực tế gồ ghề đến truyền sóng VTĐ Tầng đối lưu và ảnh hưởng của nó đến truyền sóng VTĐ Tính chất chung tầng đối lưu Ảnh hưởng của tầng đối lưu đến truyền sóng cực ngắn Đặc điểm truyền sóng đối lưu Hấp thụ sóng trong tầng đối lưu Tầng điện ly và ảnh hưởng của nó đến truyền sóng VTĐ Thành phần, cấu tạo tầng điện ly Thông số điện cơ bản của tầng điện ly Sự hấp thụ sóng trong tầng điện ly Khúc xạ và phản xạ sóng trong tầng điện ly Bài tập chương 4 Truyền sóng với các dải sóng khác nhau Đặc điểm truyền lan sóng dài và cực dài Đặc điểm truyền lan sóng trung Đặc điểm truyền lan sóng ngắn Tính toán đường liên lạc sóng ngắn Phân loại các trường hợp truyền sóng cực ngắn Sự truyền sóng cực ngắn trong giới hạn thấy trực tiếp Sự truyền sóng cực ngắn ngoài giới hạn thấy trực tiếp Sự truyền sóng cực ngắn trong dải sóng quang học Các dạng pha đinh và biện pháp khắc phục Bài tập chương 5 Anten Lý thuyết chung về anten Giới thiệu chung Vai trò vị trí của anten trong các thiết bị vô tuyến điện tử Quá trình vật lý của sự bức xạ sóng điện từ Đặc trưng hướng của anten Đặc trưng pha của anten Đặc trưng phân cực của anten Công su t phát xạ, hệ số định ấ 2 1, 3, 5 3 1, 3, 5 3 1, 3, 5 5 2, 3, 4, 5 Chương 7 Chương 8 Chương 9 hướng, hiệu suất và hệ số tăng ích Trở phát xạ của anten Chiều dài hiệu dụng của anten Trở vào của anten Dải tần công tác của anten Dòng và ức điện động cảm ứng s trên lối vào của anten thu Các đặc trưng và tham số của anten thu Công thức truyền sóng Friis Các nguồn bức xạ nguyên tố Bài tập chương 6 Tính chất phương hướng của các hệ anten Quy ắc nhân đặc trưng hướng, t ĐTH của hệ tuyến tính cách đều ĐTH của hệ nguồn liên tục đồng pha ĐTH của mặt phát xạ phẳng (mặt mở) có dạng chữ nhật và tròn Tổng hợp ĐTH mạng Bài tập chương 7 Lý thuyết về chấn tử đối xứng Phân bố dòng điện trên chấn tử đối xứng Các đặc trưng của chấn tử đối xứng Các tham số của chấn tử đối xứng Ảnh hưởng của mặt đất đến đặc tính bức xạ của anten Phương pháp sức điện động cảm ứng. Trở vào của chấn tử trong hệ Chấn tử nửa sóng có mặt phản xạ phẳng Bức xạ của hệ hai chấn tử Phối hợp phi đe với anten. Thiết bị đối xứng Bài tập chương 8 Phương tr ình tích phân và phương pháp mô men Phương ình tr tích phân Pocklington Phương trình tích phân Halen 4 2, 3, 6, 7 6 2, 3, 4, 5, 6 3 4, 5, 6, 7 Chương 10 Ứng dụng trong bài toán thiết kế anten dây Kỹ thuật Anten Chấn tử không đối xứng Các chấn tử băng rộng Anten phản xạ góc Anten Tuanikê Anten YAGI Anten dàn chấn tử đồng pha Anten xương cá Anten trám Anten xoắn trụ Anten khung Anten định vị khung và anten Adcock Anten có dải tần siêu rộng Anten khe Anten mạch dải Anten loa Anten gương Anten thấu kính Anten thông minh Các phương pháp đo anten Bài tập chương 10 12 2, 3, 4, 5, 6, 7 6. Giáo trình, tài liệu tham khảo TT 1 2 3 4 5 6 Tên giáo trình, tài liệu Giáo trình 1: Truyền sóng vô tuyến điện Nguyễn Ngọc. NXB Học viện KTQS, 1996. Giáo trình 2: Anten - Hoàng Đình Thuyên. NXB Học viện KTQS, 2003. Tài liệu 1: Bài ập và hướng dẫn thí t nghiệm anten truyền sóng - Nguyễn Ngọc. NXB Học viện KTQS, 1996. Tài liệu tham khảo 1: Lý thuy và kỹ ết thuật anten - Phan Anh. NXB KH&KT, 2007. Tài liệu tham khảo 2: Antennas and Radiowave Propagation - L.E.Collin. McGraw-Hill, New York 1985. Tài liệu tham khảo 3: Antenna Theory, Analysis and Design - C. A. Balanis. John Wiley and Sons, Inc. 1997. Tình trạng giáo trình, tài liệu Có ở thư viện Có ở thư viện Có ở thư viện Có ở thư viện Giáo viên có Giáo viên có 7 Tài liệu tham khảo 4: Modern Antenna Handbook - C. A. Balanis. John Wiley and Sons, Inc. 2008. Giáo viên có 7. Hình thức tổ chức dạy học 7.1. Lịch trình chung: (Ghi tổng số giờ cho mỗi cột) Hình thức tổ chức dạy học học phần Lên lớp Thực Nội dung hành, thí Tự học, Lý Bài Thảo nghiệm, tự ng.cứu thuyết tập luận thực tập... 3 6 Chương 1 (phần 1) Chương 1 1 1 2 (phần 2) Chương 2 2 4 (phần 1) Chương 2 1 2 (phần 2) Chương 3 2 4 Chương 4 2 1 6 Chương 5 2 1 6 Chương 6 2 1 6 (phần 1) Chương 6 1 1 4 (phần 2) Chương 7 1 2 (phần 1) Chương 7 1 1 1 6 (phần 2) Chương 8 2 1 6 (phần 1) Chương 8 2 1 6 (phần 2) Chương 9 2 1 6 Chương 10 2 1 6 (phần 1) Chương 10 2 1 6 (phần 2) Chương 10 3 6 (phần 3) Chương 10 1 1 1 6 (phần 4) … Tổng 9 3 6 3 6 9 9 9 6 3 9 9 9 9 9 9 9 9 7.2. Lịch trình tổ chức dạy học cụ thể Chương 1 (phần 1), tuần 1. Hình thức tổ chức Thời gian, Nội dung Yêu cầu SV Ghi chú dạy học địa điểm chính chuẩn bị Phân chia sóng Tài liệu 1, 3, 5, Lý thuyết Phòng học theo bước sóng Vở ghi Các phương th c ứ truyền lan của sóng vô tuyến Truyền sóng trong không gian tự do, sự hấp thụ sóng ủa môi c trường, phản xạ sóng từ mặt đất. Bài tập Thảo luận Thực hành, thí nghiệm, thực tập,… Tự học, tự nghiên cứu Ở nhà Nhiễu VTĐ, điều Tài liệu 1, 3, 5 kiện thực hiện thông tin VTĐ, khái niệm về độ tin cậy thông tin vô tuyến điện Miền tham gia chủ yếu vào quá trình truyền sóng Chương 1 (phần 2), Chương 2 (phần 1), tuần 2. Hình thức tổ chức Thời gian, Nội dung Yêu cầu SV Ghi chú dạy học địa điểm chính chuẩn bị Trường tại điểm Tài liệu 1, 3, 5 , Lý thuyết Phòng học thu ủa anten c Vở ghi nâng cao. Công thức giao thoa Trường tại điểm thu của anten đặt thấp Bài tập Thảo luận Phòng học Thực hành, thí nghiệm, thực tập,… Tự học, tự nghiên cứu Ở nhà Các ấn đề đã v học ở chương 1 Khái ệm ni nhiễu xạ VTĐ Chuẩn bị các nội dung cần thảo luận về Tài liệu 1, 5 sóng Ảnh hưởng của mặt đất thực tế gồ ghề đến truyền sóng VTĐ Chương 3 (phần 2), Chương 3, tuần 3. Hình thức tổ chức Thời gian, Nội dung dạy học địa điểm chính Tính cht chung ấ Lý thuyết Phòng học tầng đối lưu Ảnh hưởng của tầng đối lưu đến truyền sóng cực ngắn Bài tập Thảo luận Phòng học Thực hành, thí nghiệm, thực tập,… Tự học, tự nghiên cứu Ở nhà Các ấn đề đã v học ở chương 2 Thời gian, Nội dung địa điểm chính Thành phần, cấu Phòng học Bài tập Thảo luận Phòng học tạo tầng điện ly Thông số điện cơ bản của tầng điện ly Chương 5, tuần 5. Hình thức tổ chức Thời gian, dạy học địa điểm Tài li ệu Vở ghi Ghi chú 1, 5, Chuẩn bị các nội dung cần thảo luận Đặc điểm truyền sóng đối lưu Hấp thụ sóng trong tầng đối lưu Chương 4, tuần 4. Hình thức tổ chức dạy học Lý thuyết Thực hành, thí nghiệm, thực tập,… Tự học, tự nghiên cứu Ở nhà Yêu cầu SV chuẩn bị Yêu cầu SV chuẩn bị Ghi chú Tài li u 1, 5 , ệ Vở ghi Các vấn đề đã Chuẩn bị các học ở chương 3 nội dung cần thảo luận Sự hấp thụ sóng Tài liệu 1, 5 trong tầng điện ly Khúc xạ và phản xạ sóng trong tầng điện ly Nội dung chính Yêu cầu SV chuẩn bị Ghi chú Lý thuyết Phòng học Bài tập Phòng học Thảo luận Thực hành, thí nghiệm, thực tập,… Tự học, tự nghiên cứu Ở nhà Đặc điểm truyền Tài li ệu 1, 5, lan sóng dài và Vở ghi cực dài Đặc điểm truyền lan sóng trung Đặc điểm truyền lan sóng ngắn Tính toán đường liên lạc sóng ngắn Bài tập chương 5 Tài liệu 1, 3, 5 , Vở ghi Phân loại các Tài liệu 1, 5 trường hợp truyền sóng cực ngắn Sự truyền sóng cực ngắn trong giới hạn thấy trực tiếp Sự truyền sóng cực ngắn ngoài giới hạn thấy trực tiếp Sự truyền sóng cực ngắn trong dải sóng quang học Các dạng pha đinh và biện pháp khắc phục Chương 6 (phần 1), tuần 6. Hình thức tổ chức Thời gian, Nội dung Yêu cầu SV Ghi chú dạy học địa điểm chính chuẩn bị Vai trò vị trí của Tài liệu 2, 4, 5, Lý thuyết Phòng học anten trong các Vở ghi thiết bị vô tuyến điện tử Quá trình vật lý của sự bức xạ sóng điện từ Đặc trưng hướng của anten, Đặc trưng pha, Đặc trưng phân ựcc của anten Bài tập Thảo luận Phòng học Thực hành, thí nghiệm, thực tập,… Tự học, tự nghiên cứu Ở nhà Các ấn đề đã v học ở chương 5 Chuẩn bị các nội dung cần thảo luận Công su phát ất Tài li u 2, 4, , ệ xạ, hệ số định Vở ghi hướng, hiệu suất và hệ số tăng ích Trở phát xạ của anten Chiều dài hiệu dụng của anten Trở vào của anten Dải tần công tác của anten Dòng và s điện ức động cảm ứng trên ối vào của l anten thu Các đặc trưng và tham số của anten thu Các nguồn bức xạ nguyên tố Chương 6 (phần 2), Chương 7 (phần 1), tuần 7. Hình thức tổ chức Thời gian, Nội dung Yêu cầu SV Ghi chú dạy học địa điểm chính chuẩn bị Công thức truyền Tài liệu 2, 4, 5, Lý thuyết Phòng học Bài tập Phòng học Thảo luận Thực hành, thí nghiệm, thực tập,… Tự học, tự nghiên cứu Phòng học sóng Friis 6, Vở ghi Quy tắc nhân đặc trưng ớng, hư ĐTH ủac hệ tuyến tính cách đều Bài tập chương 6 Tài li 2, ệu Vở ghi 3, ĐTH ủac hệ Tài liệu 2, 4, 6 nguồn liên tục đồng pha ĐTH của mặt phát xạ phẳng (mặt mở) có dạng chữ nhật và tròn Chương 7 (phần 2), tuần 8. Hình thức tổ chức Thời gian, Nội dung Yêu cầu SV Ghi chú dạy học địa điểm chính chuẩn bị Tổng hợp ĐTH Tài li ệu 2, 4, Lý thuyết Phòng học Bài tập Phòng học Thảo luận Phòng học Thực hành, thí nghiệm, thực tập,… Tự học, tự nghiên cứu Ở nhà Vở ghi Tài li u 3, V ệ ở ghi Các ấn đề đã Chuẩn bị các v học ở chương 6 nội dung cần và 7 thảo luận mạng Bài tập chương 7 Phân bố dòng Tài liệu 2, 4 điện trên chấn tử đối xứng Các đặc trưng của chấn tử đối xứng Các tham số của chấn tử đối xứng Chương 8 (phần 1), tuần 9. Hình thức tổ chức Thời gian, Nội dung Yêu cầu SV Ghi chú dạy học địa điểm chính chuẩn bị ệu Lý thuyết Phòng học Phương pháp sức Tài li 2, 4, điện động cảm Vở ghi ứng. Trở vào của chấn tử trong hệ Bài tập Thảo luận Thực hành, thí nghiệm, thực tập,… Tự học, tự nghiên cứu Ở nhà Chấn tử nửa sóng Tài liệu 2, 4 có mặt phản xạ phẳng Bức xạ của hệ hai chấn tử Chương 8 (phần 2), tuần 10. Hình thức tổ chức Thời gian, Nội dung Yêu cầu SV Ghi chú dạy học địa điểm chính chuẩn bị ệu Lý thuyết Phòng học Phối hợp phi đe Tài li 2, 4, Bài tập Phòng học Thảo luận Phòng học với anten. Thiết Vở ghi bị đối xứng Bài tập chương 8 Tài li u 3, V ệ ở ghi Các ấn đề đã Chuẩn bị các v học ở chương 8 nội dung cần Thực hành, thí nghiệm, thực tập,… Tự học, tự nghiên cứu Ở nhà thảo luận Phương trình tích phân Pocklington Phương trình tích phân Halen Tài liệu 4, 5, 6 Chương 9, tuần 11. Hình thức tổ chức Thời gian, Nội dung Yêu cầu SV Ghi chú dạy học địa điểm chính chuẩn bị Lý thuyết Phòng học Ứng dụng trong Tài liệu 4, 5, 6 bài toán thi kế ết anten dây Bài tập Thảo luận Phòng học Thực hành, thí nghiệm, thực tập,… Tự học, tự nghiên cứu Ở nhà Các vấn đề đã Chuẩn bị các học ở chương 9 nội dung cần thảo luận Chấn tử không Tài liệu 2, 4, 5, đối xứng 6, 7 , Vở ghi Các chấn tử băng rộng Chương 10 (phần 1), tuần 12. Hình thức tổ chức Thời gian, Nội dung dạy học địa điểm chính ản Lý thuyết Phòng học Anten ph xạ góc Anten Tuanikê Bài tập Thảo luận Phòng học Thực hành, thí nghiệm, thực tập,… Tự học, tự nghiên cứu Ở nhà Vở ghi Yêu cầu SV chuẩn bị Ghi chú Tài liệu 5, 6, 7, Vở ghi Các vấn đề đã Chuẩn bị các học ở chương 10 nội dung cần thảo luận Anten xương cá Anten trám Anten xoắn trụ Chương 10 (phần 2), tuần 13. Hình thức tổ chức Thời gian, Nội dung dạy học địa điểm chính Lý thuyết Phòng học Anten YAGI Tài li ệu Vở ghi 2, 4, Yêu cầu SV chuẩn bị Tài li ệu Anten dàn chấn Vở ghi tử đồng pha 2, 4, Ghi chú Bài tập Thảo luận Phòng học Thực hành, thí nghiệm, thực tập,… Tự học, tự nghiên cứu Ở nhà Các vấn đề đã Chuẩn bị các học ở chương 10 nội dung cần thảo luận Anten khung Tài liệu 2, 4, 5, Anten định vị 6, 7 khung và anten Adcock Anten có di tần ả siêu rộng Anten khe Chương 10 (phần 3), tuần 14. Hình thức tổ chức Thời gian, Nội dung dạy học địa điểm chính Anten mạch dải Lý thuyết Phòng học Bài tập Thảo luận Thực hành, thí nghiệm, thực tập,… Tự học, tự nghiên cứu Ở nhà Yêu cầu SV chuẩn bị Ghi chú Tài liệu 4, 5, 6, 7, Vở ghi Anten loa Tài liệu 2, 4, 5, Anten gương 6, 7 Anten thấu kính Các phương pháp đo anten Chương 10 (phần 4), tuần 15. Hình thức tổ chức Thời gian, Nội dung Yêu cầu SV Ghi chú dạy học địa điểm chính chuẩn bị Lý thuyết Phòng học Anten thông minh Tài liệu 2, 4, 5, Bài tập Phòng học Thảo luận Phòng học Thực hành, thí nghiệm, thực tập,… Tự học, tự nghiên cứu 6, 7, Vở ghi Tài liệu 3 Bài ập chương t 10 Các vấn đề đã Chuẩn bị các học ở chương 10 nội dung cần thảo luận Bảng này được thiết kế cho từng nội dung ứng với 1 tuần học, cho đến hết môn học (15 tuần). 8. Chính sách đối với học phần và các yêu cầu khác của giáo viên - Sinh viên phải lên lớp đầy đủ (80% trở lên) trong những giờ lên lớp. - Sinh viên phải đảm bảo nắm được những kiến thức giao tự học ở nhà. - Sinh viên phải có đầy đủ các bài kiểm tra và điểm trung bình các bài kiểm tra phải từ trung bình trở lên. Các sinh viên đáp ứng được tất cả các yêu cầu trên thì mới được tham gia thi kết thúc học phần. 9. Phương pháp, hình thức kiểm tra - đánh giá kết quả học tập học phần Phân chia các mục tiêu cho từng hình thức kiểm tra - đánh giá 9.1. Kiểm tra – đánh giá thường xuyên: 0.1 9.2. Kiểm tra - đánh giá định kì: Bao gồm các phần sau (trọng số của từng phần do giảng viên đề xuất, chủ nhiệm bộ môn thông qua. Tuy nhiên, trọng số thi kết thúc học phần không nhỏ hơn 0.5): - Tham gia học tập trên lớp (đi học đầy đủ, chuẩn bị bài tốt và tích cực thảo luận,…): 0.1 - Phần tự học, tự nghiên cứu (hoàn thành tốt nội dung, nhiệm vụ mà giảng viên giao cho cá nhân/ tuần; bài tập nhóm / tháng; bài tập cá nhân/ học kì,…): 0.1 - Hoạt động theo nhóm: 0.1 - Kiểm tra - đánh giá giữa kì: 0.1 - Thi kết thúc học phần: 0.5 - Các kiểm tra khác: Chủ nhiệm Khoa Phó Chủ nhiệm Bộ môn 4// Đinh Thế Cường 3// Nguyễn Huy Hoàng Giảng viên biên soạn 4// Hoàng Đình Thuyên