Nghiên cứu phát triển cấu trúc EBG ứng dụng cho các hệ thống thông tin vô tuyến thế hệ mới865

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HUỲNH NGUYỄN BẢO PHƢƠNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN CẤU TRÚC EBG ỨNG DỤNG CHO CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN THẾ HỆ MỚI LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG Hà Nội – 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HUỲNH NGUYỄN BẢO PHƢƠNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN CẤU TRÚC EBG ỨNG DỤNG CHO CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN THẾ HỆ MỚI Chuyên ngành: Kỹ thuật Viễn thông Mã số: 62520208 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG TẬP THỂ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS ĐÀO NGỌC CHIẾN PGS TS TRẦN MINH TUẤN Hà Nội – 2014 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết qu ả khoa học trình bày luận án thành nghiên cứu thân suốt th ời gian làm nghiên cứu sinh chưa xuất công b ố tác giả khác Các kết đạt xác trung thực Tác giả luận án Huỳnh Nguy ễn Bảo Phƣơng ii LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Đào Ngọc Chiến PGS.TS Trần Minh Tuấn trực tiếp hướng dẫn, định hướng khoa học, dành nhiều thời gian tâm huyết giúp đỡ tác giả mặt để hoàn thành luận án Tác giả chân thành cảm ơn Khoa Kỹ thuật Công nghệ, Trường Đại học Quy Nhơn tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả tập trung nghiên cứu thời gian qua Chân thành cảm ơn Bộ môn Hệ thống viễn thông, Viện Điện tử Viễn thông, Viện Đào tạo Sau Đại học, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu sinh suốt trình nghiên cứu, học tập thực luận án Xin chân thành cảm ơn quan tâm, giúp đỡ, động viên đồng nghiệp, nhóm Nghiên cứu sinh – Viện Điện tử Viễn thông Qua đây, chân thành cảm ơn Quỹ phát triển Khoa học Công nghệ Việt Nam (NAFOSTED) tài trợ kinh phí tham dự hội thảo khoa học quốc tế nước Đồng thời, xin gửi lời cảm ơn Khoa Điện tử - Viễn thông, Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội tạo điều kiện giúp đỡ q trình đo đạc mơ hình chế tạo thực nghiệm Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến gia đình, vợ trai ln động viên, giúp đỡ hy sinh nhiều thời gian vừa qua Đây động lực to lớn để t vượt qua khó khăn hồn thành luận án Tác giả luận án Huỳnh Nguyễn Bảo Phƣơng iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ix DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU xiii MỞ ĐẦU xiv Bề mặt trở kháng lớn ứng dụng kỹ thuật anten xiv Những vấn đề tồn xvi Mục tiêu, đối tƣợng phạm vi nghiên cứu xvii Mục tiêu nghiên cứu: xvii Đối tượng nghiên cứu: xviii Phạm vi nghiên cứu: xviii Cấu trúc nội dung luận án xviii CHƢƠNG TỔNG QUAN LÝ THUYẾT VÀ CƠ SỞ PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CHẮN DẢI ĐIỆN TỪ (EBG) 1.1 Giới thiệu chƣơng 1.2 Bề mặt trở kháng lớn 1.2.1 Giới thiệu chung bề mặt trở kháng lớn 1.2.1.1 Vật dẫn điện 1.2.1.2 Bề mặt trở kháng lớn 1.2.2 Cấu trúc chắn dải điện từ - Electromagnetic Band Gap (EBG) 1.2.2.1 Định nghĩa 1.2.2.2 Phân loại 1.2.2.3 EBG Siêu vật liệu (MTM) 1.2.2.4 Các phương pháp phân tích cấu trúc EBG 1.2.3 Ứng dụng cấu trúc EBG lĩnh vực anten 10 1.2.3.1 Loại bỏ sóng bề mặt 10 1.2.3.2 Anten cấu hình đơn giản 11 1.2.3.3 Anten hệ số khuếch đại cao 12 iv 1.3 Lý thuyết sóng mặt 12 1.3.1 Tiếp giáp điện môi – điện môi 13 1.3.2 Bề mặt kim loại 15 1.3.3 Bề mặt trở kháng 17 1.3.4 Bề mặt trở kháng nhân tạo 20 1.3.4.1 Bề mặt trở kháng tương đương cấu trúc hình nấm 22 1.3.4.2 Sóng bề mặt lan truyền dọc bề mặt trở kháng 24 1.4 Phƣơng pháp phân tích sai phân hữu hạn miền thời gian 26 1.4.1 Giới thiệu 26 1.4.2 Phương pháp sai phân hữu hạn miền thời gian 26 1.4.2.1 Công thức 26 1.4.2.2 Giới thiệu phương pháp sai phân hữu hạn miền thời gian 28 1.4.3 Điều kiện biên tuần hoàn 30 1.4.3.1 Các điều kiện biên tuần hoàn 30 1.4.3.2 Phương pháp số sóng phân tích tán xạ 32 1.5 Tổng kết chƣơng 33 CHƢƠNG GIẢI PHÁP THIẾT KẾ CẤU TRÚC EBG ĐA BĂNG TẦN SỬ DỤNG PHẦN TỬ ĐIỆN DUNG KÝ SINH 35 2.1 Giới thiệu chƣơng 35 2.2 Cấu trúc EBG hai băng tần cho hệ thống WLAN 35 2.2.1 Thiết kế ban đầu 36 2.2.2 Kết mô 38 2.2.3 Khảo sát đặc tính dải chắn 39 2.3 Cấu trúc EBG ba băng tần có kích thƣớc nhỏ gọn 43 2.3.1 Thiết kế ban đầu 43 2.3.2 Xác định dải chắn tần số 46 2.3.2.1 Đồ thị tán xạ 46 2.3.2.2 Dải chắn sóng bề mặt 47 2.3.3 Kết mô 48 2.3.4 Khảo sát đặc tính dải chắn 50 2.3.5 Khả điều chỉnh ứng dụng 54 2.3.6 Bộ lọc thông dải sử dụng cấu trúc EBG 56 v 2.3.6.1 Giới thiệu 56 2.3.6.2 Thiết kế lọc thơng dải có kích thước nhỏ gọn 57 2.3.6.3 Kết thảo luận 60 2.4 Tổng kết chƣơng 62 CHƢƠNG GIẢI PHÁP THIẾT KẾ CẤU TRÚC EBG LINH HOẠT SỬ DỤNG CẤU TRÚC HÌNH HỌC FRACTAL 64 3.1 Giới thiệu chƣơng 64 3.2 Thiết kế cấu trúc EBG có băng thơng linh hoạt 65 3.3 Khảo sát đặc tính d ải chắn 66 3.3.1 Phương pháp mô “đường truyền vi dải tự (SMM)” 66 3.3.2 Cấu trúc EBG bước lặp khác 67 3.3.3 Cấu trúc EBG băng rộng (BEBG) 69 3.3.4 Cấu trúc EBG hai băng tần (DEBG) 71 3.3.5 Cấu trúc EBG hình nấm thơng thường 72 3.4 Kết thực nghiệm 72 3.5 Ứng dụng cải thiện đặc tính xạ anten vi dải 74 3.6 Tổng kết chƣơng 76 CHƢƠNG GIẢI PHÁP GIẢM NHỎ KÍCH THƢỚC CẤU TRÚC EBG 77 4.1 Giới thiệu chƣơng 77 4.2 Các nghiên cứu giảm nhỏ kích thƣớc cấu trúc EBG 77 4.2.1 Giảm nhỏ kích thước cách tăng điện dung tổng cộng C 78 4.2.2 Giảm nhỏ kích thước cách tăng điện cảm tổng cộng L 79 4.3 Giải pháp giảm nhỏ kích thƣớc cấu trúc EBG 81 4.3.1 Cấu trúc EBG-1 83 4.3.1.1 Đề xuất cấu trúc 83 4.3.1.2 Mô 84 4.3.2 Cấu trúc EBG-2 85 4.3.2.1 Đề xuất cấu trúc 85 4.3.2.2 Mô 86 4.3.3 Cấu trúc EBG-3 87 4.3.3.1 Đề xuất cấu trúc 87 4.3.3.2 Mô 88 vi 4.3.4 So sánh với cấu trúc EBG khác 89 4.3.5 Ứng dụng giảm ảnh hưởng tương hỗ cho hệ thống anten mảng 91 4.4 Tổng kết chƣơng 95 KẾT LUẬN 96 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO 100 vii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT AMC Artificial Magnetic Conductor Vật dẫn từ nhân tạo BPF Bandpass Filter Bộ lọc thông dải BEBG Broadband EBG Cấu trúc EBG băng rộng CRLH Composite Right-Left Handed CUE Conventional Uni-planar EBG DUC-EBG Distored Uni-planar EBG Cấu trúc EBG đồng phẳng biến dạng DEBG Dual-band EBG Cấu trúc EBG hai băng tần EBG Electromagnetic Band Gap Dải chắn FDTD Finite Difference Time Domain FEM Finite Element Method Phương pháp phần tử hữu hạn GA Genetic Algorithm Thuật toán di truyền GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu HIS High Impedance Surface Bề mặt trở kháng lớn LH Left-handed material MMR Microstrip Multimode Resonator Cấu trúc siêu vật liệu điện từ dạng phức hợp Cấu trúc EBG đồng phẳng thông thường Phương pháp sai phân hữu hạn miền thời gian Vật liệu tuân theo quy tắc bàn tay trái (Siêu vật liệu) Bộ cộng hưởng đa-mode dạng vi dải MoM Method of Moment Phương pháp mô-men M™ Metamaterial Siêu vật liệu PBC Periodic Boundary Condition Điều kiện biên tuần hoàn PEC Perfect Electric Conductor Vật dẫn điện hoàn hảo PML Perfect Matched Layer Lớp hấp thụ hoàn hảo PSO Particle Swarm Optimization Thuật toán bầy đàn RH Right-handed material SRR Split Ring Resonator Vật liệu tuân theo quy tắc bàn tay phải (Vật liệu thơng thường) Vịng khuyết cộng hưởng viii SMM Suspended Microstrip Method Phương pháp đường truyền vi dải tự TE Transverse Electric Điện trường ngang TM Transverse Magnetic Từ trường ngang TUE Triple-band Uni-planar EBG Cấu trúc EBG đồng phẳng ba băng tần UWB Ultra Wide Band Hệ thống băng thông siêu rộng Worldwide Interoperability for Sự tương tác mạng diện rộng Microwave Access sóng vơ tuyến Wireless Local Area Network Mạng cục không dây WiMAX WLAN 91 4.3.5 Ứng dụng giảm ảnh hƣởng tƣơng hỗ cho hệ thống anten mảng Ảnh hưởng tương hỗ xuất hệ thống anten mảng gần ph ần tử anten đơn Xét mảng anten gồm hai ph ần tử đơn thực tế, hai phi ến kim loại ảnh hưởng với theo hai đường sau: (1) xạ khơng gian t ự do, vốn có mặt t ất loại anten mảng, (2) ảnh hưởng sóng lan truyền bề mặt (sóng bề m ặt) Thông thường, anten vi dải hoạt động mode sóng bản, ảnh hưởng sóng bề mặt mặt phẳng E lớn nhiều so với mặt phẳng H Đây yếu tố làm giảm đáng kể hiệu suất ứng dụng anten mảng [90] Có nhiều phương pháp đề xuất để giảm ảnh hưởng tương hỗ ghép nối, bao gồm tối ưu hóa kích thước anten [91], tạo rãnh lớp điện mơi [92], bao phủ phiến kim loại lớp điện môi bổ sung [93], sử dụng cột nối kim loại để loại bỏ dòng phân cực điện dung lớp [94], thêm băng dẫn điện ký sinh vào hai anten [95, 96], cách sử dụng điện môi cấu trúc EBG đặt phần tử mảng [90, 97] Với đặc tính dải chắn, cấu trúc EBG giam hãm thành phần sóng bề mặt lan truyền phần tử anten mảng giảm thiểu ảnh hưởng tương hỗ ghép nối Từ tần số dải chắn phụ thuộc vào kích thước vật lý cấu trúc EBG phần tử mảng phải cách 0,5 ( bước sóng khơng gian tự do), việc sử dụng cấu trúc EBG có kích thước nhỏ gọn để giảm ảnh hưởng tương hỗ c ần thiết Để kiểm chứng đặc tính dải chắn cấu trúc EBG đề xuất, phần chương này, cấu trúc EBG-3 s dụng để giảm ảnh hưởng tương hỗ hệ thống anten mảng hoạt động tần số 5,1 GHz Mảng anten gồm hai phần tử anten vi d ải in đế điện môi FR4, với hệ số điện môi 4,4 ghép n ối m ặt phẳng E Cấu trúc EBG-3 đượ c tối ưu để tạo dải chắn bao ph ủ t ần số hoạt động anten mảng Kích thước phần tử EBG tối ưu mm mm, với kích thước phiến kim loại mặt 5,5 mm 5,5 mm Để gi ảm ảnh hưởng tương hỗ cho anten mảng, m ột mảng phần tử EBG-3 chèn hai phần tử mảng minh họa hình 5.19 Trong đó, anten v i dải thiết k ế tối ưu tần số cộng hưởng 5,1 GHz có kích thước mm × 13,2 mm Khoảng cách hai phần tử anten đơn tính từ điểm tiếp điện đến điểm tiếp điện 40 mm (0,68 0) Hai phần tử anten tiếp điện độc lập đường dây đồng trục có trở kháng 50 với điểm ti ếp điện đặt cách tâm anten vi dải 1,75 mm Kích thước tổng th ể anten mảng 60 mm 90 mm 1,6 mm 5,5 mm 92 EBG Cột nối kim loại Điểm tiếp điện mm 13,2 mm x 1,75 mm Anten vi dải x z y 40 mm (a) 0,4 mm mm mm Điểm tiếp điện Cột nối kim loại (b) Mặt phẳng đế Mặt phẳng đế anten anten mảng mảng Mặt đế Mặt phẳng phẳng đế EBG EBG Điểm tiếptiếp điện Điểm điện (c) Hình 4.19 Mơ hình anten mảng có cấu trúc EBG (a) Lớp trên, (b) Lớp dưới, (c) Mặt phẳng đế 93 Kết mô tham số tán xạ anten m ảng chưa có cấu trúc EBG trình bày hình 4.20 Tầ n số cộng hưởng trung tâm hai phần tử mảng 5,1 GHz Vì khoảng cách đặt hai phần tử mảng lớn 0,5 nên hệ số ghép nối tương hỗ S21, S12 đạt -22 dB Thông thường, giá trị đạt -15dB đảm b ảo cách ly phần tử mảng Tuy nhiên, phần tập trung nghiên cứu ảnh hưởng cấu trúc EBG-3 đến ghép nối tương hỗ anten mảng, vậ y kho ảng cách hai phần tử mảng xét ngẫu nhiên (0,68 ) -5 |S11| |S21| |S22| |S12| |S11| & |S21| (dB) -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 -45 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 5.0 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 Tần số (GHz) Hình 4.20 Đồ thị tham số tán xạ S anten mảng ban đầu -5 |S11| |S11| & |S21| (dB) -10 Không có EBG Có EBG -15 -20 -25 -30 |S21| -35 -40 -45 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 5.0 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 Tần số (GHz) Hình 4.21 So sánh tham số tán xạ S anten mảng khơng có có cấu trúc EBG-3 94 Kết mô ph ỏng tham số tán xạ anten mảng có cấu trúc EBG hình 4.21 So sánh với trường hợp chưa có cấu trúc EBG, độ sâu cộng hưởng mảng có cấu trúc EBG bị giảm tần số bị dịch không đáng k ể Tuy nhiên, giá trị ghép nối tương hỗ S21 đạt tới -46 dB, nghĩa giảm 24 dB so với trường hợp chưa có cấu trúc EBG Như vậy, sử dụng cấu trúc EBG-3 vào anten m ảng vi dải, ảnh hưởng tương hỗ ghép nối giảm tới 24 dB mà đảm bảo tần số cộng hưởng phần tử mảng Tuy nhiên, việc s dụng vịng kim loại hình vng c cấu trúc EBG-3 gây khó khăn trình chế tạo thực nghiệm (a) (b) Hình 4.22 Mơ hình chế tạo thực nghiệm c mảng anten (a) Khi khơng có cấu trúc EBG-3, (b) Khi có cấu trúc EBG-3 Mơ hình chế tạo thực nghiệm anten mảng khơng có có cấu trúc EBG-3 trình bày hình 4.22 Hai mảng anten tiếp điện trực ti ếp đầu nối SMA 50 Các tham số tán xạ đo máy phân tích mạng Anritsu 37369D Hình 4.23 biểu diễn kết đo thực nghiệm tham số tán xạ hai anten mảng Từ hình 4.23 ta thấy, hệ số phản xạ anten mảng khơng có có EBG đạt trung tâm lân cận 5.2 GHz, nghĩa bị dịch lên khoảng 0,1 GHz so v ới kết mơ Trong đó, hệ số tương hỗ S21 hai anten 5.2 GHz -23,5 dB – 42.5 dB Như vậ y, giá trị ghép nối tương hỗ S21 c anten mảng có EBG giảm 19 dB so với trường hợp khơng có cấu trúc EBG 95 -5 |S11| & |S21| (dB) -10 -15 -20 |S11| Khơng cóEBGs EBG Without Có EBG With EBGs -25 -30 |S21| -35 -40 -45 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 5.0 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 Tần số (GHz) Frequency (GHz) Hình 4.23 Kết đo thực nghiệm tham số tán xạ S anten mảng khơng có có cấu trúc EBG-3 4.4 Tổng kết chƣơng Trong chương này, gi ải pháp giảm kích thước cấu trúc EBG hình nấm thơng thường đề xuất thực hi ện Giải pháp thực hi ện việc giảm kích thước thơng qua giảm t ần số cộng hưởng trung tâm dải chắn cấu trúc EBG Lần lượt qua ba bước, ph ần tử điện dung điện c ảm đượ c t ạo nhằm mục đích tăng giá trị t điện dung tổng điện cảm cấu trúc EBG Kết quả, cấu trúc EBG-3 giảm 57,5% kích thước so vớ i cấu trúc EBG hình nấm thơng thường t ại tần số cộng hưởng 2,45 GHz Cấu trúc EBG-3 so sánh với s ố cấu trúc EBG công bố Các c ấu trúc EBG thiết kế để ho ạt động tần số trung tâm 3,25 GHz so sánh với c ấu trúc EBG hình nấm Các kết mơ cho thấ y, cấu trúc EBG-3 giảm kích thước tốt (61,1%) so sánh với số cấu trúc EBG đề xuất trước Cấu trúc EBG-3 sử dụng để giảm ảnh hưởng tương hỗ cho hệ thống anten mảng vi dải hoạt động tần số 5,1 GHz Kết mô cho thấy, hệ số ghép nối tương hỗ anten m ảng sử dụng cấu trúc EBG đề xuất giảm 24 dB so với trường hợp không sử dụng cấu trúc EBG Các kết đo mơ hình thực nghiệm chứng minh tính khả thi cấu trúc đề xuất Vì vậ y, cấu trúc EBG-3 hồn tồn sử dụng để giảm ảnh hưởng tương hỗ cho hệ thống anten mảng thiết bị sử dụng công nghệ 4G-LTE 96 KẾT LUẬN Tổng quan v ấn đề cấu trúc EBG giới thi ệu chương Cấu trúc EBG dạng siêu vật liệu, có hai đặc tính ưu việt: tạo dải chắn tần số nhằm ngăn cản truyền lan sóng bề mặt phản xạ đồng pha với sóng tới bề mặt cấu trúc Về bản, có ba loại cấu trúc EBG: cấu trúc ba chiều, cấu trúc hai chiều cấu trúc đường truyền chiều Trong đó, cấu trúc hai chiều lựa chọn cho nghiên cứu cấu trúc đơn giản, dễ tích hợp vào hệ thống anten cấu hình đơn giản Các phương pháp phân tích cấu trúc EBG bao gồm: phương pháp phần tử tập trung, phương pháp đường truyền tuần hoàn phương pháp số tồn sóng Trong đó, phương pháp mơ số tồn sóng FDTD thường sử dụng độ xác q trình phân tích cấu hình EBG khác Việc ứng dụng cấu trúc EBG vào hệ thống anten cải thiện đáng kể đặc tính xạ anten Đây động lực thúc đẩy việc nghiên cứu cấu trúc EBG ứng dụng hệ thống thông tin vô tuyến hệ Các sở phân tích cấu trúc EBG bao gồm lý thuyết sóng mặt phương pháp sai phân hữu hạn miền thời gian (FDTD) Đối với mơ hình bao gồm lớp điện mơi có độ dày phủ lên mặt đế kim loại, giá trị trở kháng bề mặt đạt vô lớn ¼ bước sóng Việc đề xuất bề mặt trở kháng nhân tạo thực nhằm giảm nhỏ độ dày lớp điện môi Các lưới điện dung lưới cộng hưởng phẳng đặt bề mặt lớp điện môi nhằm thay đổi giá trị trở kháng ban đầu mơ hình Khi tần số cộng hưởng, trở kháng bề mặt vô lớn Mặt khác, xét lan truyền sóng bề mặt dọc theo bề mặt trở kháng, sóng điện từ bị giam hãm tùy thuộc vào giá trị trở kháng bề mặt Với trở kháng lớn, bề mặt nhân tạo giam hãm lan truyền sóng bề mặt tần số cộng hưởng Bên cạnh đó, phương pháp FDTD hồn tồn mơ hình hóa cấu trúc EBG với kích thước hữu hạn sử dụng điều kiện biên tuần hoàn Đường cong tán xạ tổng hợp từ số sóng theo tần số khác giúp ta xác định xác dải chắn cấu trúc EBG Phương pháp FDTD với điều kiện biên tuần hồn sở để phân tích cấu trúc EBG nghiên cứu luận án Giải pháp thiết kế cấu trúc EBG đa băng tần cách tạo phần tử điện du ng ký sinh đề xuất thực chương Cụ thể, hai cấu trúc EBG hai băng tần EBG ba băng tần đề xuất, p hân tích cho hệ thống thơng tin vơ tuyến hệ Đầu tiên, cấu trúc EBG đồng phẳng hai băng tần nhỏ gọn thiết kế hoạt động dải tần hệ thống WLAN với tần số trung tâm 2,45 5,5 GHz Ưu điểm thiết kế hai dải chắn biểu diễn hai sơ đồ mạch LC tương đương điều chỉnh dễ dàng, hoàn toàn độc lập với thông qua việc thay đổi tham số kích thước phần tử EBG Các kết mô đo thực nghiệm chứng minh 97 tính khả thi cấu trúc đề xuất cho ứng dụng giảm xạ ngược nâng cao hiệu suất xạ cho hệ thống WLAN Tiếp theo, cấu trúc EBG đồng phẳng ba băng tần thiết kế cách tạo khe mặt kim loại cấu trúc EBG Ưu điểm cấu trúc tạo ba dải chắn hoàn chỉnh biểu diễn ba sơ đồ mạch LC tương đương Mặt khác, dải chắn điều chỉnh khoảng tần số khác mà khơng cần phải thay đổi kích thước phần tử EBG Các kết mô đo thực nghiệm chứng minh tính khả thi cấu trúc EBG đề xuất để áp dụng cho anten hệ thống WLAN, WiMAX,… Cấu trúc EBG ứng dụng để thiết k ế lọc thông d ải băng rộng có kích thước nhỏ gọn Việc giảm kích thước lọc sử dụng EBG nhờ hiệu ứng sóng chậm đạt tạo nhi ều phần tử tập trung cộng hưởng sử dụng cấu trúc DUC-EBG Bộ lọc đề xuất thu nhỏ 22% kích thước so sánh với lọc sử dụng đường vi dải hoạt động chế độ cộng hưởng đa mode (MMR) Kết mô đo đạc chứng minh đặc tính mong muốn cấu trúc đề xuất Với dải thông tần từ 1,5 – 5.35 GHz, lọc thông dải đề xuất hồn tồn áp dụng cho hệ thống WLAN, WiMAX, 3G Chương đề xuất giải pháp thực thiết kế cấu trúc EBG sử dụng tam giác Sierpinski Gasket Các tam giác tam giác ghép với để tạo thành cấu trúc chắn dải điện từ hình lục giác Đây thiết kế linh hoạt thay đổi khoảng hở ghép tam giác Sierpinski đơn vị chắn dải điện từ, ta tạo hai cấu trúc EBG khác nhau, tương ứng với cấu trúc EBG băng rộng cấu trúc EBG hai băng tần Các mơ hình đề xuất chế tạo đo thực nghiệm Các kết qu ả đo thực nghiệm chứng minh tính khả thi củ a cấu trúc EBG đề xuất Hai cấu trúc EBG đề xuất sử dụng mặt phẳng đế trở kháng lớn để cải thiện đặc tính xạ cho anten vi dải cộng hưởng tần số GHz Các k ết mô chứng minh mặt phẳng đế sử dụng cấu trúc EBG cải thi ện khả phối h ợp trở kháng, nâng cao độ sâu cộng hưởng, đồng th ời giảm thành ph ần xạ ngược đồ thị xạ so với trường hợp anten vi dải sử dụng mặt phẳng đế thông thường Giải pháp giảm nhỏ kích thước củ a cấu trúc EBG hình nấm thơng thường đề xuất thực chương Giải pháp tạo đồng thời phần tử điện dung điện cảm nhằm mục đích tăng giá trị tổng điện dung tổng điện cảm cấu trúc EBG Khi kích thước c ấu trúc EBG gi ảm so v ới cấu trúc hoạt động t ần số cộng hưởng trung tâm Kết mô cho thấy cấu trúc EBG giảm 57,5% kích thước so với cấu trúc EBG hình n ấm thơng thường tần số cộng hưởng 2,45 GHz Bên cạnh đó, cấu trúc EBG đề xuất số cấu trúc EBG thi ết kế hoạt động tần số trung tâm 3.25 GHz để so sánh với cấu trúc EBG hình nấm Các k ết mơ 98 cho thấ y, cấu trúc EBG-3 giảm kích thước tố t 61,1% so với c ấu trúc EBG hình nấm C ấu trúc EBG-3 s dụng để giảm ảnh hưởng tương hỗ cho hệ thống anten mảng vi dải hoạt động tần số 5,1 GHz So sánh với trường hợp khơng có cấu trúc EBG, anten mảng với c ấu trúc EBG-3 giảm 24 dB ảnh hưởng tương hỗ ghép nối Các kết đo thự c nghiệm chứng minh tính khả thi cấu trúc Với kích thước nhỏ gọn, cấu trúc EBG-3 sử dụng cho ứng dụng hệ thống anten mảng khác Đóng góp khoa học luận án (1) Đề xuất th ực giải pháp thiết k ế cấu trúc EBG đồng phẳng đa băng tần sử dụng phần tử điện dung ký sinh Hai cấu trúc EBG hai băng tần ba băng tần phân tích, thiết kế, chế tạo đo thực nghiệm Các dải chắn mơ hình sơ đồ mạch LC tương đương dễ dàng điều chỉnh b ằng cách thay đổi tham số kích thước phần tử EBG Đề xuất thiết kế lọc thơng dải băng rộng có kích thước nhỏ gọn sử dụng cấu trúc EBG ba băng tần Bộ lọc đề xuất thu nhỏ 22% kích thước so sánh với lọc sử dụng đường vi dải hoạt động chế độ cộng hưởng đa mode (MMR) (2) Đề xuất thực giải pháp thiết kế cấu trúc EBG sử dụng tam giác Sierpinski Gasket Đây thiết kế linh hoạt thay đổi khoảng hở ghép tam giác Sierpinski m ột đơn vị EBG, ta tạo hai cấu trúc EBG khác nhau, tương ứng với cấu trúc EBG băng rộng cấu trúc EBG hai băng tần Hai cấu trúc EBG đề xuất sử dụng mặt phẳng đế trở kháng lớn để cải thi ện đặc tính xạ cho anten vi dải tần số GHz (3) Đề xuất th ực giải pháp giảm kích thước cấu trúc EBG hình nấm thơng thường Giải pháp t ạo đồng thời phần tử điện dung điện cảm nhằm mục đích tăng giá trị tổng điện dung tổng điện cảm cấu trúc EBG Cấu trúc EBG-3 giảm kích thước 61% so với cấu trúc EBG hình nấm giảm 24 dB ảnh hưởng tương hỗ ghép nối sử dụng cho mảng anten vi dải hoạt động 5,1 GHz Hƣớng phát tri ển luận án S d ụng lo i v ậ t liệu Roger, Duroid để chế t ạo c ấu trúc EBG đề xuất nhằm tăng độ xác kh ả tích hợ p vào h ệ thố ng vô tuyế n hi ện Nghiên c ứu thu ật toán m ới để ứ ng d ụ ng vi ệc phân tích c ấ u trúc EBG nhằm tăng tốc độ độ xác c ủ a vi ệ c phân tích c ấ u trúc Áp d ụ ng thu ậ t toán t ối ưu thuật toán di truyề n (GA), thu ật toán b ầy đàn (PSO) để thi ế t k ế t ối ưu cấ u trúc EBG, ti ết ki ệm thời gian tính tốn 99 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN Huynh Nguyen Bao Phuong , Dao Ngoc Chien, Tran Minh Tuan, “A Triplebandgap Uni-planar EBG Structure for Antenna Applications,” Progress In Electromagnetics Research Symposium (PIER), pp 1739 - 1743, March 27-30, Kuala Lumpur, Malaysia 2012 Huynh Nguyen Bao Phuong, Dao Ngoc Chien, Tran Minh Tuan, “A №vel Broadband Electromagnetic Bandgap based on Sierpinski Gasket Triangles,” The Fourth International Conference on Communications and Electronics (ICCE), pp 393396, August 1-3, Hue, Vietnam 2012 Huynh Nguyen Bao Phuong, Dao Ngoc Chien, Tran Minh Tuan, “Novel Design of Electromagnetic Bandgap Using Fractal Geometry,” International Journal of Antennas and Propagation, Vol 2013, Article ID 162396, pages, 2013 doi:10.1155/2013/162396 Huynh Nguyen Bao Phuong, Dao Ngoc Chien, Tran Minh Tuan, “A №vel Compact Triple-Band Electromagnetic Bandgap (EBG) Structure,” International Journal of Advances in Engineering & Technology, Vol.5, Iss 2, pp 253-262 , 2013 Huynh Nguyen Bao Phuong, Tran Minh Tuan, Nguyen Van Khang, Dao Ngoc Chien, “Design of Wideband Bandpass Filter using DUC-EBG Structure,” Journal of Science and Technology, № 95, pp 79-83, 2013 Huynh Nguyen Bao Phuong , Dao Ngoc Chien, Tran Minh Tuan, “A №vel Dualband Electromagnetic Bandgap for WLAN Applications,” Research, Development and Application on Information & Communication Technology Journal, Vol E-2, № 6(10), pp 9-15, 2013 Huynh Nguyen Bao Phuong, Dao Ngoc Chien, Tran Minh Tuan, “Flexible Design of EBG Structure for Antenna Applications,” Research, Development and Application on Information & Communication Technology Journal, Vol E-2, № 6(10), pp 25-34, 2013 Huynh Nguyen Bao Phuong, Tran Minh Tuan, Dao Ngoc Chien, “A Compact DualLayer Electromagnetic Bandgap (EBG) Structure,” 2013 USNC-URSI Radio Science Meeting (Joint with AP-S Symposium), p.132, July 7-12, Florida, USA 2013 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] D F Sievenpiper, "High-Impedance Electromagnetic Surfaces," Ph.D Dissertation, University of California, Los Angeles, 1999 D Sievenpiper, Z Lijun, R F J Broas, N G Alexopolous, and E Yablonovitch, "High-impedance electromagnetic surfaces with a forbidden frequency band," IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol 47, pp 2059-2074, 1999 F Yang and Y Rahmat-Samii, Electromagnetic Bandgap Structures in Antenna Engineering Cambridge, UK: Cambridge Univ Press, 2008 Q.-R Zheng, Y.-Q Fu, and N.-C Yuan, "A №vel Compact Spiral Electromagnetic Band-Gap (EBG) Structure," IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol 56, pp 1656-1660, 2008 T V Son and D N Chien, "A novel quadruple L-shaped meandered line electromagnetic band gap structure," in 2010 Third International Conference on Communications and Electronics (ICCE), 2010, pp 318-322 H R Cheng and Q Y Song, "Design of novel EBG structure and its application in fractal microstrip antenna," Progess in Electromagnetics Research C, vol 11, pp 81-90, 2009 L Bao-Qin, Z Qiu-Rong, and Y Nai-Chang, "A novel planar PBG structure for size reduction," IEEE Microwave and Wireless Components Letters, vol 16, pp 269-271, 2006 M F Abedin, M Z Azad, and M Ali, "Wideband Smaller Unit-Cell Planar EBG Structures and Their Application," IEEE Transactions on Antenna and Propagation, vol 56, pp 903-908, 2008 H.-H Xie, Y.-C Jiao, K Song, and B Yang, "Miniature electromagnetic bandgap structure using spiral ground plane," Progress in Electromagnetics Research Letters, vol 17, pp 163-170, 2010 W Cao, B Zhang, T Yu, D Guo, and A Liu, "Helical-via-type mushroom EBG structure for size reduction," in 2011 Second International Conference on Mechanic Automation and Control Engineering (MACE), 2011, pp 1347-1349 F -R Yang, K.-P Ma, Q Yongxi, and T Itoh, "A uniplanar compact photonicbandgap (UC-PBG) structure and its applications for microwave circuit," IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol 47, pp 1509-1514, 1999 W Wei, C Xiang-yu, W Rui, and M Jia-jun, "A small dual-band EBG structure for microwave," in International Conference on Microwave and Millimeter Wave Technology (ICMMT'08) 2008, pp 1637-1639 O Ayop, M K A Rahim, and T Masri, "A dual band gap slotted patch electromagnetic band gap for dual band microstrip antenna," in IEEE International RF and Microwave Conference, RFM 2008 , 2008, pp 322-325 O Ayop, M K A Rahim, and T Masri, "Dual band Electromagnetic Band Gap (EBG) structure," in Asia-Pacific Conference on Applied Electromagnetics (APACE), 2007, pp 1-3 L Peng, C.-L Ruan, and L Zhi-Qiang, "A №vel Compact and PolarizationDependent Mushroom-Type EBG Using CSRR for Dual/Triple-Band Applications," IEEE Microwave and Wireless Components Letters, vol 20, pp 489-491, 2010 H H Xie, Y C Jiao, K Song, and Z Zhang, "A №vel Multi-band Electromagnetic Bandgap Structure," Progess In Electromagnetics Research Letters, vol 9, pp 67-74, 2009 101 [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] X L Bao and M J Ammann, "Design of Compact Multi-band EBG Structures," in The Second European Conference on Antennas and Propagation, EuCAP 2007, 2007, pp 1-4 M E d Cos, F Las-Heras, and M Franco, "Design of Planar Artificial Magnetic Conductor Ground Plane using Frequency-Selective Surfaces for Frequencies below GHz," IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol 8, pp 951954, 2009 S M Amjadi and M Soleimani, "A №vel Compact Artificial Conductor Based on Muliple №n-grounded Vias," PIERS Onlie, vol 2, pp 672-675, 2006 M E d Cos, Y Alvarez, and F Las-Heras, "№vel Broadband Artificial Magnetic Conductor With Hexagonal Unit Cell," IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol 10, pp 615-618, 2011 M Abu and M A Rahim, "Single-band and Dual-band Artificial Magnetic Conductor Ground Planes for Multi-band Dipole Antenna," Radio Engineering, vol 21, pp 999-1006, 2012 D J Kern, D H Werner, A Monorchio, L Lanuzza, and M J Wihelm, "The design synthesis of multiband artificial magnetic conductors using high impedance frequency selective surfaces," IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol 53, pp 8-17, 2005 A P Feresidis, G Goussetis, S Wang, and J C Vadaxoglou, "Arti-ficial magnetic conductor surfaces and their application to low-profile high-gain planar antennas," IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol 53, pp 209-215, 2005 M Z Azad and M Ali, "№vel Wideband Directional Dipole Antenna on a Mushroom Like EBG Structure," IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol 56, pp 1242-1250, 2008 K Jaehoon and Y Rahmat-Samii, "Low-profile loop antenna above EBG structure," in IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium , 2005, pp 570-573 T Yuan, H Hafdallah-Ouslimani, A C Priou, G Lacotte, and G Collignon, "Dual-layer EBG structures for low-profile ''bent'' monopole antennas," Progress In Electromagnetics Research B, vol 47, pp 315-337, 2013 M F Abedin and M Ali, "A Low Profile Dipole Antenna Backed by a Planar EBG Structure," in IEEE International Workshop on Antenna Technology Small Antennas and Novel Metamaterials, 2006, pp 13-16 V V Yem and T T Phuong, "Ultra-wide band low-profile spiral antennas using an EBG ground plane," in Advanced Technologies for Communications (ATC), 2010 International Conference on, 2010, pp 89-94 T V Son and D N Chien, "Dual Band-№tched UWB Antenna based on Electromagnetic Band Gap Structures," REV Journal on Electronics and Communications, vol 1, pp 130-136, 2011 Y Li, F Mingyan, C Fanglu, S Jingzhao, and F Zhenghe, "A novel compact electromagnetic-bandgap (EBG) structure and its applications for microwave circuits," IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol 53, pp 183-190, 2005 C B Mulenga and J A Flint, "Planar Electromagnetic Bandgap Structures Based on Polar Curves and Mapping Functions," IEEE Transactions on Antenna and Propagation, vol 58, pp 790-797, 2010 G J Zhang, C H Liang, L Liang, and L Chen, "A novel design approach for dual-band electromagnetic band-gap structure," Progess in Electromagnetics Research M, vol 4, pp 81-91, 2008 102 [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] T Masri, M K A Rahim, and M N A Karim, "A novel 2D Sierpinski gasket electromagnetic band gap structure for multiband microstrip antenna," in AsiaPacific Conference on Applied Electromagnetics, APACE 2007, 2007, pp 1-3 R Kumar, G Mathai, and J P Shinde, "Design of compact multiband EBG and effect on antenna performance," International Journal of Recent Trends in Engineering, vol 2, pp 254-258, 2009 A Stark, S Prorok, and A F Jacob, "Broadband EBG Structures with Compact Unit Cell," in 38th European Microwave Conference, EuMC 2008 , 2008, pp 698701 L Liang, C H Liang, X W Zhao, and Z J Su, "A novel broadband EBG using multi-period mushroom-like structure," in International Conference on Microwave and Millimeter Wave Technology, ICMMT 2008, 2008, pp 1609-1612 F Yang and Y Radmat-Samii, Electromagnetic band gap structures in antenna engineering NY: Cambiridge Press, 2009 S Ramo, J R Whinnery, and T V Duzer, Fields and Waves in Communication Electronics, 2nd ed New York: John Wiley & Sons, 1984 H Raether, Surface Plasmons on Smooth and Rough Surfaces and on Gratings New York: Springer-Verlag, 1988 E Ozbay, A Abeyta, G Tuttle, M Tringides, R Biswas, C T Chan, C M Soukoulis, and K M Ho, "Measurement of a three-dimensional photonic band gap in a crystal structure made of dielectric rods," Physis Review B, vol 50, pp 19451948, 1994 A S Barlevy and Y Rahmat-Samii, "Characterization of electromagnetic bandgaps composed of multiple periodic tripods with interconnecting vias: concept, analysis, and design," IEEE Transactions on Antenna and Propagation, vol 49, pp 343-353, 2001 V Radisic, Q Yongxi, R Coccioli, and T Itoh, "№vel 2-D photonic bandgap structure for microstrip lines," IEEE Microwave and Guided Wave Letters, vol 8, pp 69-71, 1998 C Caloz and T Itoh, Electromagnetic metamaterial: Transmission line theory and microwave applications Hoboken, NJ: John Wiley & Son, INC, 2005 M Rahman and M A Stuchly, "Transmission line – periodic circuit representation of planar microwave photonic bandgap structures," Microwave and Optical Technology Letters, vol 30, pp 15-19, 2001 Y Kim, F Yang, and A Elsherbeni, "Compact artificial magnetic conductor designs using planar square spiral geometry," Progess in Electromagnetics Research, vol 77, pp 43-54, 2007 R Coccioli, F.-R Yang, K.-P Ma, and T Itoh, "Aperture-coupled patch antenna on UC-PBG substrate," IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol 47, pp 2123-2130, 1999 R Gonzalo, P Maagt, and M Sorolla, "Enhanced patch-antenna performance by suppressing surface waves using photonic-bandgap substrates," IEEE Transaction on Microwaves and Theory Techniques, vol 47, pp 2131-2138, 1999 J S Colburn and Y Rahmat-Samii, "Patch antennas on externally perforated high dielectric constant substrates," IEEE Transaction on Antenna and Propagation, vol 47, pp 1785-1794, 1999 Y Fan and Y Rahmat-Samii, "Microstrip antennas integrated with electromagnetic band-gap (EBG) structures: a low mutual coupling design for array applications," IEEE Transactions on Antenna and Propagation, vol 51, pp 2936-2946, 2003 103 [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] F Yang and Y Rahmat-Samii, "A low profile circularly polarized curl antenna over electro-magnetic band-gap (EBG) surface," Microwave and Optical Technology Letters, vol 31, pp 264-267, 2001 F Yang and Y Rahmat-Samii, "Reflection phase characterizations of the EBG ground plane for low profile wire antenna applications," IEEE Transaction on Antenna and Propagation, vol 51, pp 2691-2703, 2003 A R Weily, L Horvath, K P Esselle, B C Sanders, and T S Bird, "A planar resonator antenna based on a woodpile EBG material," IEEE Transaction on Antenna and Propagation, vol 53, pp 216-223, 2005 L Peng and C.-L Ruan, "UWB Band-№tched Monopole Antenna Design Using Electromagnetic-Bandgap Structures," IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol 59, pp 1074-1081, 2011 L Kurra, M P Abegaonkar, A Basu, and S K Koul, "A Compact Uni Planar EBG Structure and its application in Band-№tched UWB Filter," International Journal of Microwave and Wireless Technology, vol 5, pp 491-498, 2013 J W Baik, S M Han, G N Kim, and Y.-S Kim, "№vel ultra-wideband bandpass filter using DUC-EBG unit cell," Microwave and Optical Technology Letters, vol 49, pp 3114-3116, 2007 J W Baik, S M Han, C Jeong, J Jeong, and Y.-S Kim, "Compact UltraWideband Bandpass Filter With EBG Structure," IEEE Microwave and Wireless Components Letters, vol 18, pp 671-673, 2008 R Collin, Field Theory of Guided Waves, 2nd ed New York: IEEE Press, 1991 N Ashcroft and N Mermin, Solid State Physics Orlando: Saunders College Publishing, 1976 C Balanis, Antenna Theory: Analysis and Design, 3rd ed New York: John Wiley & Sons, 2005 S Tretyakov, Analytical Modelling in Applied Electromagnetics London: Artech House Publisher, 2000 F Yang, K P Ma, Q Yongxi, and T Itoh, "A novel TEM waveguide using uniplanar compact photonic-bandgap (UC-PBG) structure," IEEE Transaction on Microwaves and Theory Techniques, vol 47, pp 2092-2098, 1999 J A Kong, Electromagnetic Wave Theory New York: John Wiley & Sons, 1986 R C Compton, L B Whitbourn, and R C McPhedran, "Strips Gratings at a Dielectric Interface and Application of Babinet's Priciple," Applied Optics, vol 23, pp 3236-3242, 1984 T Itoh, Numerical Techniques for Microwave and Millimeter-wave Passive Structures Wiley-Interscience, 1989 W Qun, W Ming-Feng, M Fan-Yi, W Jian, and L Le-Wei, "Modeling the effects of an individual SRR by equivalent circuit method," in 2005 IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium, 2005, pp 631-634 vol 1B M F Wu, F Y Meng, Q Wu, J Wu, and L W Li, "A compact equivalent circuit model for the SRR structure in metamaterials," in Asia-Pacific Microwave Conference, APMC 2005, 2005 M R Vidyalakshmi and S Raghavan, "Comparison of optimization techniques for Square Split Ring Resonator," International Journal of Microwave and Optical Technology, vol 5, pp 280-286, 2010 Y -C Chiou, J.-T Kuo, and E Cheng, "Broadband quasi-Chebyshev bandpass filters with multimode stepped-impedance resonators (SIRs)," IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol 54, pp 3352-3358, 2006 104 [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] Y C Chang, C H Kao, and M H Weng, "A compact wideband bandpass filter using single asymmetic SIR with low loss and high selectivity," Microwave and Optical Technology Letters, vol 51, pp 242-244, 2009 H Shaman and J.-S Hong, "A №vel Ultra-Wideband (UWB) Bandpass Filter (BPF) With Pairs of Transmission Zeroes," IEEE Microwave and Wireless Components Letters, vol 17, pp 121-123, 2007 L Zhu, H Bu, and K Wu, "Broadband and compact multi-pole microstrip bandpass filters using ground plane aperture technique," IEE Proceedings Microwaves, Antennas and Propagation, vol 149, pp 71-77, 2002 L Zhu, S Sun, and W Menzel, "Ultra-wideband (UWB) bandpass filters using multiple-mode resonator," IEEE Microwave and Wireless Components Letters, vol 15, pp 796-798, 2005 H Chen, H Lu, and L Deng, "Improved design of a compact ultra-wideband microwave bandpass filter using a EBG structure," in Progess in Electromagnetic Research Sysposium, China, 2010 L Rui and Z Lei, "Compact UWB Bandpass Filter Using Stub-Loaded MultipleMode Resonator," IEEE Microwave and Wireless Components Letters, vol 17, pp 40-42, 2007 W Menzel, L Zhu, K Wu, and F Bogelsack, "On the design of novel compact broad-band planar filters," IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol 51, pp 364-370, 2003 M Rahman and M A Stuchly, "Circularly polarised patch antenna with periodic structure," IEE Proceedings Microwaves, Antennas and Propagation, vol 149, pp 141-146, 2002 C Puente, J Romeu, and A Cardama, "Fractal-shaped antennas," in Frontiers in Electromagnetics, D H Werner and R Mittra, Eds., ed Piscataway, NJ: WileyIEEE Press, 2000, pp 48-93 C Puente, J Romeu, R Pous, and A Cardama, "On the behavior of the Sierpinski multiband fractal antenna," IEEE Transactions on Antenna and Propagation, vol 46, pp 517-524, 1998 N S Holter, A Lakhtakia, V K Varadan, V V Varadan, and R Messier, "On a new class of planar fractals: the Pascal-Sierpinski gaskets," J Phys A: Math Gen., vol 19, pp 1753-1759, 1986 M Y Fan, R Hu, Q Hao, X X Zhang, and Z H Feng, "New method for 2DEBG structures research," Hongwai Yu Haomibo Xuebao/Journal of Infrared and Millimeter Waves, vol 22, pp 127-131, 2003 D Sievenpiper, "Review of theory, fabrication, and applications of high-impedance ground planes," Metamaterials, Physics and Engineering Explorations, pp 295297, N Engheta and R W Ziolkowski, Eds : IEEE Press, 2006 S Tse, Y Hao, and C Parini, "Mushroom-like high-impedance surface (HIS) with slanted vias," in LAPC Antennas and Propag Conf., Loughborough, 2007, pp 309312 D J Kern, D H Werner, and J Wilhelm, "Active negative impedance loaded EBG structures for the realization of ultra-wide-band artificial magnetic conductors," IEEE AP-S Int Symp (Digest) Antennas Propag Society, vol 2, pp 427-430, 2003 L Yousefi, B Mohajer-Iravani, and O M Ramahi, "Enhanced Bandwidth Artificial Magnetic Ground Plane for Low-Profile Antennas," IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol 6, pp 289-292, 2007 105 [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] L Bao-Qin, L Fang, and Z Huang-mei, "A novel planar spiral EBG structure with improved compact characteristics," in Asia-Pacific Microwave Conference, APMC 2008, 2008, pp 1-4 E Rajo-Iglesias, L Inclan-Sanchez, J L Vazquez-Roy, and E Garcia-Muoz, "Size Reduction of Mushroom-Type EBG Surfaces by Using Edge-Located Vias," IEEE Microwave and Wireless Components Letters vol 17, pp 670-672, 2007 J McVay, N Engheta, and A Hoorfar, "High impedance metamaterial surfaces using Hilbert-curve inclusions," IEEE Microwave and Wireless Components Letters, vol 14, pp 130-132, 2004 D Yan, Q Cao, C Wang, and N Yuan, "№vel compact inter-embedded AMC structure for suppressing surface wave," in Progess in Electromagnetic Research Symposium, 2005, pp 695-698 A Sanada, C Caloz, and T Itoh, "Characteristics of the composite right/lefthanded transmission lines," IEEE Microwave and Wireless Components Letters, vol 14, pp 68-70, 2004 A Azarbar and J Ghalibafan, "A Compact Low-Permittivity Dual-Layer EBG Structure for Mutual Coupling Reduction," International Journal of Antennas and Propagation, vol 2011, pages, 2011 M A Khayat, J T Williams, D R Jackson, and S A Long, "Mutual coupling between reduced surface-wave microstrip antennas," IEEE Transaction on Antenna and Propagation, vol 48, pp 1581-1593, 2000 G Kumar and K P Ray, Broadband Microstrip Antennas №rwood, Mass, USA: Artech House, 1996 N G Alexopoulos and D R Jackson, "Fundamental superstrate (cover) effects on printed circuit antennas," IEEE Transaction on Antenna and Propagation, vol 32, pp 807-816, 1984 M M Nikolic, A R Djordjevic, and A Nehorai, "Microstrip antennas with suppressed radiation in horizontal directions and reduced coupling," IEEE Transaction on Antenna and Propagation, vol 53, pp 3469-3476, 2005 H Xin, K Matsugatani, and M Kim, "Mutual coupling reduction of low-profile monopole antennas on high-impedance ground plane," Electronics Letters, vol 38, pp 849-850, 2002 K.S.Min, D.J.Kim, and Y.M.Moon, "Improved MIMO antenna by mutual coupling suppression between elements," in Proceedings of the 8th European Confe re nce on Wireless Technology, 2005, pp 125-128 Y Q Fu, Q R Zheng, Q Gao, and G H Zhang, "Mutual coupling reduction between large antenna arrays using electromagnetic bandgap (EBG) structures," Journal of Electromagnetic Waves and Applications, vol 20, pp 819-825, 2006 ... BẢO PHƢƠNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN CẤU TRÚC EBG ỨNG DỤNG CHO CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN THẾ HỆ MỚI Chuyên ngành: Kỹ thuật Viễn thông Mã số: 62520208 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG TẬP... Nghiên cứu cấu trúc EBG hoạt động đa băng tần Các nghiên c ứu t ập trung phát triển cấu trúc EBG hai băng tần [12-14] cấu trúc EBG ba băng tần [1517] Các cấu trúc EBG đa băng tần hầu hết sử dụng. .. nghiên cứu thiết kế cấu trúc EBG phẳng có băng thơng rộng cần quan tâm phát triển Mục tiêu, đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu: Phân tích, thi ết kế cấu trúc EBG cho h ệ thống thông