Đề thi anten truyền sóng

4
Câu 1 : (2.5 điểm)Giả sử ở hướng cực đại của một anten phát có trường bức xạ vùng xa được cho bởi r e I E jkr A 90 Trong đó A I là dòng đỉnh. Anten không suy hao có trở kháng là 50 Ω. Tần số hoạt động 300 f MHz a. Tính diện tích hiệu dụng cực đại của anten nói trên b. Dùng anten này đặt ở hướng cực đại để thu trường bức xạ với mật độ công suất sóng tới 100 W mW/m 2 . Tính công suất thu được trên anten này. Giả sử mất mát do lệch phân cực là 1dB. Câu 2: (2.5 điểm) Cho một hệ thống bức xạ gồm 6 phần tử đặt thẳng hàng có khoảng cách bằng nhau. a. Tính khoảng cách giữa các phần tử và pha kích thích để hệ thống này là Endfire với độ rộng giá trị không đầu tiên là 120 o . b. Vẽ đồ thị bức xạ của hệ thống bức xạ nói trên. c. Xác định khỏang cách và pha kích thích của các phần tử để hệ thống này là Endfire loại I với độ rộng búp chính là nhỏ nhất. Câu 3: (2 điểm) Cho một hệ thống thông tin vệ tinh có khoảng cách 36000 km. Tần số họat động là 9 GHz. Anten thu có độ lợi 30 dB và anten phát có độ lợi 15 dB. Hai anten thu phát đều có trở kháng nội là 50 Ω. Nguồn phát có công suất 40 dBm và nội trở 50 Ω. a. Tính suy hao đường truyền. b. Giả sử mất mát do lệch phân cực là 3 dB. Tính công suất thu được trên tải 50 Câu 4: (1.5 điểm) Cho một sợi quang chỉ số khúc xạ bước hoạt động tại bước sóng 4 . 1 m có hệ số tán sắc intermodal là 10 ns/km, tán sắc vật liệu là 8 . 0 ns/km, tán sắc ống dẫn sóng là 1 ns/km. Sợi quang dài 20 km được dùng để truyền đơn mode. a. Tính toàn bộ tán sắc hiệu dụng b. Tốc độ bit cực đại là bao nhiêu? Câu 5: (1.5 điểm) Cho một ống dẫn sóng có kích thước bên trong là 3 5 cm a. Xác định tần số lớn nhất để có thể truyền theo mode TE 10 . (a=5cm) b. Xác định số mode tồn tại trong ống dẫn sóng nếu tần số hoạt động là 6 GHz. Câu 1: (3 điểm) Cho biết các cường độ bức xạ của một anten được cho bởi: 2 2 sin sin 20 U W/strad 0 0 a. Tính công suất bức xạ của anten và điện trở bức xạ của anten biết 1 I A b. Tính độ lợi hướng tính của anten và hệ số định hướng và EIRP c. Xác định góc khối của anten và độ rộng nửa công suất của anten. Câu 2 (4 điểm) Cho một hệ thống bức xạ gồm 5 phần tử, đặt cách nhau một khỏang cách 10 3 d . a. xác định lệch phase 0 k giữa các phần tử để hệ thống này là Endfire. b. Vẽ đồ thị hàm hệ thống của hệ thống bức xạ nói trên. c. Xác định góc giá trị không đầu tiên của đồ thị nói trên.

Upload: trietbuivien

Post on 03-Jan-2016

138 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Đề thi anten truyền sóng

Câu 1: (2.5 điểm)Giả sử ở hướng cực đại của một anten phát có trường bức xạ vùng xa được cho bởi

r

eIE

jkr

A

90

Trong đó A

I là dòng đỉnh. Anten không suy hao có trở kháng là 50 Ω. Tần số hoạt động 300f MHz

a. Tính diện tích hiệu dụng cực đại của anten nói trên

b. Dùng anten này đặt ở hướng cực đại để thu trường bức xạ với mật độ công suất sóng tới 100W mW/m2. Tính

công suất thu được trên anten này. Giả sử mất mát do lệch phân cực là 1dB.

Câu 2: (2.5 điểm) Cho một hệ thống bức xạ gồm 6 phần tử đặt thẳng hàng có khoảng cách bằng nhau.

a. Tính khoảng cách giữa các phần tử và pha kích thích để hệ thống này là Endfire với độ rộng giá trị không đầu tiên là

120o .

b. Vẽ đồ thị bức xạ của hệ thống bức xạ nói trên.

c. Xác định khỏang cách và pha kích thích của các phần tử để hệ thống này là Endfire loại I với độ rộng búp chính là

nhỏ nhất.

Câu 3:(2 điểm)

Cho một hệ thống thông tin vệ tinh có khoảng cách 36000km. Tần số họat động là 9 GHz. Anten thu có độ lợi 30dB

và anten phát có độ lợi 15dB. Hai anten thu phát đều có trở kháng nội là 50Ω. Nguồn phát có công suất 40dBm và nội

trở 50Ω.

a. Tính suy hao đường truyền.

b. Giả sử mất mát do lệch phân cực là 3dB. Tính công suất thu được trên tải 50Ω

Câu 4: (1.5 điểm)

Cho một sợi quang chỉ số khúc xạ bước hoạt động tại bước sóng 4.1 m có hệ số tán sắc intermodal là 10 ns/km, tán sắc

vật liệu là 8.0 ns/km, tán sắc ống dẫn sóng là 1ns/km. Sợi quang dài 20km được dùng để truyền đơn mode.

a. Tính toàn bộ tán sắc hiệu dụng

b. Tốc độ bit cực đại là bao nhiêu?

Câu 5: (1.5 điểm)

Cho một ống dẫn sóng có kích thước bên trong là 35 cm

a. Xác định tần số lớn nhất để có thể truyền theo mode TE10. (a=5cm)

b. Xác định số mode tồn tại trong ống dẫn sóng nếu tần số hoạt động là 6 GHz.

Câu 1: (3 điểm)

Cho biết các cường độ bức xạ của một anten được cho bởi:

22 sinsin20U W/strad 0 và 0

a. Tính công suất bức xạ của anten và điện trở bức xạ của anten biết 1I A

b. Tính độ lợi hướng tính của anten và hệ số định hướng và EIRP

c. Xác định góc khối của anten và độ rộng nửa công suất của anten.

Câu 2 (4 điểm)

Cho một hệ thống bức xạ gồm 5 phần tử, đặt cách nhau một khỏang cách 10

3d .

a. xác định lệch phase 0k giữa các phần tử để hệ thống này là Endfire.

b. Vẽ đồ thị hàm hệ thống của hệ thống bức xạ nói trên.

c. Xác định góc giá trị không đầu tiên của đồ thị nói trên.

Page 2: Đề thi anten truyền sóng

Câu 1: : (3,5 điểm)

Cho trường điện từ vùng xa của một anten như sau:

ˆsinˆsin100 jr

erE

jkr

trong đó

0

0

Các vùng khác không có trường bức xạ.

a. Xác định phân cực của anten theo hướng +y

b. Xác định cường độ bức xạ trường điện từ ,U , và EIRP

c. Tính công suất bức xạ trường điện từ RP

d. Tính độ lợi công suất biết hiệu suất anten là 80%

e. Cho AI A 10 . Tính điện trở bức xạ, điện trở anten và điện trở tổn hao.

Câu 2: (3.5 điểm)

Cho một hệ thống bức xạ gồm 6 phần tử.

d. Xác định khoảng cách d và pha kích thích 0k giữa các phần tử để hệ thống trên là Enfire loaị I với độ rộng búp sóng

chính nhỏ nhất

e. Vẽ đồ thị bức xạ của hệ thống bức xạ nói trên.

f. Xác góc giá trị không đầu tiên của đồ thị nói trên.

Câu 3:(3 điểm)

Cho một hệ thống thu phát vô tuyến hoạt động ở tần số 250 MHz. Nguồn phát có công suất 35dBm, trở kháng nguồn là 50Ω.

Anten phát có trở kháng 75Ω và độ lợi là 10dB. Anten thu có độ lợi 20dB và trở kháng là 300 Ω. Tại phía thu, anten thu nối

với tải 50Ω.

c. Tính suy hao đường truyền.

d. Giả sử mất mát do lệch phân cực là 2 dB. Tính công suất thu được trên tải 50Ω

Câu 1: (3 điểm)

Để đo độ lợi công suất của một anten, người ta cho một nguồn phát nội trở 50Ω nối với anten cần đo này. Khi đó ta đo công

suất thu được tại tải của anten thu ở khoảng cách cho trước là 0 dBm. Mất mát phân cực trong trường hợp này là 1dB. Anten

cần đo này có trở kháng 2550 jZA Ω. Sau đó tại vị trí anten phát cần đo người ta thay bằng một dipole nữa bước

sóng thì công suất thu được tải của anten thu ở khoảng cách cho trước là -6 dBm. Mất mát phân cực trong trườg hợp này là

0.5dB.

a. Tính độ lợi anten cần đo theo dBd

b. Giả sử anten thu là dipole nữa bước sóng, tần số hoạt động là 1GHz, khoảng cách anten thu phát là 100m. Tính công

suất nguồn phát.

Câu 2: (3 điểm)

Cho hệ thống bức xạ nhị thức gồm 5 phần tử.

a. Trình bày mô hình phân bố dòng trên các phần tử.

b. Xây dựng và vẽ đồ thị cho hệ thống bức xạ trên.

c. Nếu các phần tử của hệ thồng bức xạ là anten có trường bức xạ

ˆcos

2cos

4

r

erE

jkr. Tính góc giá trị

không và góc nữa công suất của hệ thống anten này.

Câu 3: (2 điểm)

Cho một hệ thống VHF phát sóng phân cực ngang dùng để liên lạc ở khoảng cách 20km. Anten phát có độ cao 100m anten

thu có độ cao 20m. Công suất anten phát là 10dBm. Độ lợi anten phát là 8dB. Cả hai anten nhìn nhau ở hướng cực đại.

a. Tính trường thu được tại anten thu.

b. Nếu anten thu có độ lợi 20dB. Tính công suất thu được trên anten thu.

Page 3: Đề thi anten truyền sóng

Câu 4: (2 điểm)

Cho một ống dẫn sóng có kích thước 5.3a cm, 5.2b cm.

a. Xác định tần số để ống dẫn sóng này hoạt động đơn mode.

b. Cho tần số 9f GHz. Tính số mode truyền được trong ống dẫn sóng.

Câu 1: (3 điểm)

Cho một anten có cường độ bức xạ như sau:

2sin10, 2U . Xác định:

a. Công suất bức xạ RP

b. Độ lợi hướng tính ,D .

c. Hướng cực đại và góc giá trị không đầu tiên BWFN.

Câu 1: (3 điểm)

Cho một hệ thống bức xạ gồm 5 phần tử thẳng hàng. Xác định dòng kích thích, và khoảng cách giữa các phần tử để hệ thống

này là hệ thống Endfire loại 1 với độ rộng búp chính nhỏ nhất.

a. Vẽ đồ thị bức xạ của hệ thống nói trên

b. Xác định góc giá trị không đầu tiên của hệ thống bức xạ.

Câu 3 (3 điểm)

Cho một hệ thống thu phát vô tuyến hoạt động ở tần số 300MHz, cự ly 10km. Trạm phát có nguồn phát công suất 20dBm.

Anten phát có độ lợi là 20dB và có độ cao 120m. Anten thu có độ cao 15m.

e. Trình bày mô hình truyền sóng bằng hình vẽ.

f. Tính cường độ điện trường tại anten thu.

Câu 4 (1 điểm)

Cho biết hệ thống thu, phát truyền hình vô tuyến UHF và VHF đang dùng sóng phân cực gì? Giải thích lí do tại sao.

Câu 1: (6 điểm)

Cho trường điện từ vùng xa của một anten như sau:

ˆcosˆsin40

r

erE

jkr trong đó

20

0

a. Xác định phân cực của anten theo hướng +x

b. Xác định cường độ bức xạ trường điện từ ,U

c. Tính công suất bức xạ trường điện từ RP

d. Tính độ lợi công suất biết hiệu suất anten là 75%

Cho AIA 5 . Tính điện trở bức xạ, điện trở anten và điện trở tổn hao.

Câu 2: (4 điểm)

Cho một hệ thống thu phát sóng UHF với trạm chính phát sóng 10KW ở tần số 450MHz, anten cao 100m. tính cường độ

trường taị anten thu cao 10m đặt cách anten phát 50 km. Biết anten phát là dipole nữa bước sóng với hiệu suất 100%.

Câu 1: (3 điểm)

Cho trường bức xạ của một anten được xác định bởi

ˆcosˆsin4

100

r

erE

jkr ... [V/m]

c. Xác định biểu thức vector mật độ công suất và cường độ bức xạ của anten trên

d. Tính công suất bức xạ rP và hệ số định hướng của anten.

e. Tính góc khối của anten.

f. Xác định hướng bức xạ cực đại và tính EIRP.

Page 4: Đề thi anten truyền sóng

Câu 2: (3.5 điểm)

Cho một hệ thống bức xạ gồm 5 phần tử.

g. Xác định khoảng cách d và pha kích thích 0k giữa các phần tử để hệ thống trên là Enfire loaị I với độ rộng búp sóng

chính nhỏ nhất

h. Vẽ đồ thị bức xạ của hệ thống bức xạ nói trên.

i. Xác góc giá trị không đầu tiên của đồ thị nói trên.

Câu 3:(3.5 điểm)

Cho một hệ thống thu phát vô tuyến hoạt động ở tần số 300 MHz. Nguồn phát có công suất 30dBm, trở kháng nguồn là 50Ω.

Anten phát có trở kháng 75Ω và độ lợi là 10dB. Anten thu có độ lợi 25dB và trở kháng là 300 Ω. Tại phía thu, anten thu nối

với tải 50Ω.

g. Tính suy hao đường truyền.

h. Giả sử mất mát do lệch phân cực là 2 dB. Tính công suất thu được trên tải 50Ω

Câu 1: (3,5 điểm)

Cho trườg điện từ vùng xa của một anten như sau:

ˆcosˆsin40

r

erE

jkr trong đó

20

0

f. Xác định phân cực của anten theo hướng +x

g. Xác định cường độ bức xạ trường điện từ ,U

h. Tính công suất bức xạ trường điện từ RP

i. Tính độ lợi công suất biết hiệu suất anten là 75%

j. Cho AIA 5 . Tính điện trở bức xạ, điện trở anten và điện trở tổn hao.

Câu 2: (3,5 điểm)

Cho một hệ thống bức xạ gồm 5 phần tử đặt cách nhau một khoảng cách 5

2d . Phase lệch nhau một khoảng

5

20

k .

a. Vẽ đồ thị của hàm hệ thống của hệ thống bức xạ nói trên.

b. Xác định hướng bức xạ cực đại và góc giá trị không đầu tiên của hệ thống bức xạ nói trên.

c. Với khoảng cách như trên, hỏi thệ thống này có thể xây dựng thành hệ thống Endfire được không. Nếu được giải

thích và vẽ đồ thị hàm hệ thống trong trường hợp này.

d. Xác định góc giá trị không đầu tiên trong trường hợp câu c nói trên.

Câu 3: (3 điểm)

Cho một hệ thống thu phát sóng UHF với trạm chính phát sóng 10KW ở tần số 450MHz, anten cao 100m. tính cường độ

trường taị anten thu cao 10m đặt cách anten phát 50 km. Biết anten phát là dipole nữa bước sóng với hiệu suất 100%