Bức xạ là thuật ngữ mô tả cường độ của sóng điện từ được truyền hoặc nhận bởi một ăng-ten. Trong bất kỳ hình minh họa ăng-ten nào, sơ đồ mô tả đặc tính bức xạ của ăng-ten được gọi là giản đồ bức xạ. Bằng cách quan sát giản đồ bức xạ, người ta có thể hiểu một cách trực quan chức năng và tính định hướng của ăng-ten. Công suất bức xạ của ăng-ten ảnh hưởng đến cả vùng trường gần và trường xa.
Về mặt đồ thị, bức xạ có thể được biểu diễn như một hàm của vị trí góc và khoảng cách xuyên tâm của anten. Hàm toán học này mô tả các đặc tính bức xạ của anten, thường được biểu diễn bằng điện trường E(θ,ϕ) và từ trường H(θ,ϕ) trong hệ tọa độ cầu.
Mô hình bức xạ
Năng lượng bức xạ từ một ăng-ten được đặc trưng bởi giản đồ bức xạ của nó. Giản đồ bức xạ là biểu diễn đồ họa về cách năng lượng bức xạ được phân bố trong không gian theo hướng. Bây giờ chúng ta hãy xem xét các giản đồ bức xạ năng lượng điển hình.
Hình trên thể hiện giản đồ bức xạ của một ăng-ten lưỡng cực. Năng lượng bức xạ được biểu diễn bằng giản đồ vẽ dọc theo các hướng cụ thể, với các mũi tên chỉ hướng bức xạ. Giản đồ bức xạ có thể được phân loại thành giản đồ trường hoặc giản đồ công suất.
•Mô hình trường là một hàm của điện trường và từ trường, và thường được biểu diễn trên thang logarit.
•Mô hình phân bố công suất là hàm số của bình phương độ lớn điện trường và từ trường, và thường được biểu diễn trên thang logarit, tức là tính bằng dB.
Mô hình bức xạ 3D
Mô hình bức xạ 3D là một đồ thị ba chiều được vẽ trong hệ tọa độ cầu (r,θ,ϕ), với gốc tọa độ nằm ở tâm của hệ tọa độ. Nó xuất hiện như hình dưới đây —
Hình vẽ thể hiện mô hình bức xạ 3D của một ăng-ten đa hướng, minh họa rõ ràng ba trục tọa độ (x, y, z).
Mô hình bức xạ 2D
Có thể thu được mô hình bức xạ 2D bằng cách chia mô hình 3D thành các mặt phẳng ngang và dọc. Hai mô hình thu được lần lượt được gọi là mô hình mặt phẳng ngang và mô hình mặt phẳng dọc.
Như đã đề cập ở trên, hình vẽ thể hiện giản đồ bức xạ của một ăng-ten đa hướng trong mặt phẳng H và mặt phẳng V. Mặt phẳng H biểu thị giản đồ bức xạ theo phương ngang, trong khi mặt phẳng V biểu thị giản đồ bức xạ theo phương thẳng đứng.
Sự hình thành thùy
Trong biểu diễn giản đồ bức xạ, người ta thường gặp nhiều hình dạng khác nhau, biểu thị các vùng bức xạ chính và phụ. Các vùng này giúp đánh giá hiệu suất bức xạ của anten. Để hiểu rõ hơn, hãy tham khảo hình dưới đây, minh họa giản đồ bức xạ của một anten lưỡng cực.
Trong sơ đồ bức xạ, thường có một thùy chính, các thùy bên và một thùy sau.
• Phần chính của trường bức xạ, bao phủ một diện tích lớn, được gọi là thùy chính hoặc chùm tia chính. Đây là nơi tập trung năng lượng bức xạ tối đa, và hướng của nó cho biết độ định hướng của anten.
• Các phần còn lại của mô hình bức xạ được phân bố theo chiều ngang được gọi là các thùy bên hoặc thùy nhỏ. Đây là những vùng mà năng lượng bị lãng phí.
•Ngoài ra, còn có một thùy nằm hoàn toàn ngược hướng với thùy chính, được gọi là thùy sau, cũng là một loại thùy phụ. Một lượng năng lượng đáng kể cũng bị lãng phí ở đây.
Ví dụ
Nếu ăng-ten được sử dụng trong hệ thống radar tạo ra các búp sóng phụ, việc theo dõi mục tiêu sẽ trở nên vô cùng khó khăn. Điều này là do các búp sóng phụ này tạo ra các mục tiêu giả. Việc phân biệt mục tiêu thật với mục tiêu giả rất khó khăn. Do đó, để cải thiện hiệu suất và tiết kiệm năng lượng, các búp sóng phụ này phải được triệt tiêu hoặc loại bỏ.
Biện pháp khắc phục
Năng lượng bức xạ bị lãng phí theo cách này cần được tận dụng. Nếu các búp sóng phụ này có thể được loại bỏ và năng lượng đó được chuyển hướng về một hướng duy nhất—cụ thể là hướng tới búp sóng chính—thì độ định hướng của anten sẽ tăng lên, từ đó nâng cao hiệu suất của nó.
Các loại hình bức xạ
Các kiểu phân bố bức xạ phổ biến bao gồm:
•Mẫu hình đa hướng (còn gọi là mẫu hình không định hướng): Mẫu hình này thường xuất hiện dưới dạng hình bánh rán trong không gian 3D, trong khi ở không gian 2D, nó tạo thành hình số tám.
•Mẫu chùm tia hình bút chì: Chùm tia có hình dạng sắc nét, định hướng giống như bút chì.
•Mẫu chùm tia hình quạt: Chùm tia có dạng hình quạt.
•Mẫu chùm tia định hình: Chùm tia không đồng nhất, không có hình dạng đều đặn được gọi là mẫu chùm tia định hình.
Điểm tham chiếu cho tất cả các loại bức xạ này là bức xạ đẳng hướng. Mặc dù bức xạ đẳng hướng không thể hiện thực hóa về mặt vật lý, nó vẫn là một điểm tham chiếu quan trọng.
Để tìm hiểu thêm về ăng-ten, vui lòng truy cập:
Thời gian đăng bài: 10/04/2026
