Thiết kế và mô phóng các mạch chia - ghép công suất siêu cao tần sử dụng phần mềm Agilient ADS

Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS Phan Hồng Phương LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu thầy cô Trường Đại Học Tôn Đức Thắng dạy chúng em năm tháng học tập trường Trong trình thực luận văn tốt nghiệp em xin chân thành cảm ơn cô Phan Hồng Phương, giáo viên hướng dẫn, bạn lớp giúp đỡ chúng em hoàn thành luận văn tốt nghiệp Tuy nhiên, khả cịn hạn chế thời gian có hạn nên tập luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót, mong thơng cảm đóng góp ý kiến của quý thầy cô bạn để tập luận văn hoàn chỉnh Sinh viên thực : Đặng Kim Tựu Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS Phan Hồng Phương LỜI MỞ ĐẦU Trong xu hướng bùng nổ kỹ thuật viễn thông giới, kỹ thuật thông tin vệ tinh, thông tin vi ba, thông tin di động … vấn đề kỹ thuật siêu cao tần sở quan trọng Siêu cao tần lĩnh vực đặc thù ngành điện tử viễn thông, dùng để khảo sát tượng truyền sóng, phân tích thiết kế mạch điện tử tần số siêu cao Với vai trò qua trọng kỹ thuật siêu cao tần nên việc khảo sát mạch siêu cao tần trở nên thiết thựcvới xu hướng đề tài luận văn em : “Thiết kế mô mạch chia - ghép công suất siêu cao tần sử dụng phần mềm Agilient ADS” Luận văn đề cập cách khái quát sở phân tích thiết kế mạch chia ghép công suất siêu cao tần với nội dung sau : Chương : Giới thiệu hệ thống thông tin vệ tinh, ứng dụng thông tin vệ tinh, hệ thống Anten Chương : Giới thiệu phần mềm Agilient ADS dùng để thiết kế mô Chương : Trình bày bước sử dụng phần mềm ADS để thiết kế mạch chia ghép công suất (ở mạch đề cập đến mạch Wilkinson mạch hỗn hợp 900 – quadrature hybrid) kết mô thiết kế Chương : Kết luận Trong luận văn cơng việc tính tốn thiết kế mạch hoàn toàn dựa phần mềm Agilient ADS Do có vài hạn chế việc hiệu chỉnh thông số linh kiện việc khảo sát thiết kế mạch mong thông cảm bảo quý thầy cô Sinh viên thực : Đặng Kim Tựu Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS Phan Hồng Phương Chương 1: THÔNG TIN VỆ TINH GIỚI THIỆU Chúng ta sống thời kỳ độ tới xã hội định hướng thông tin tiên tiến nhờ có cơng nghệ nhiều lĩnh vực khác Các loại thơng tin truyền sóng vơ tuyến, viễn thơng vơ tuyến, vào đời sống ngày cảm nhận sống giới xung quanh nhờ phương tiện truyền hình điện thoại quốc tế Về đại thể thơng tin phân loại thông tin dùng cáp đồng trục cáp quang thơng tin vơ tuyến sử dụng sóng vơ tuyến điện nối liền nhiều nơi giới vượt qua “thời gian” “không gian” Hiện nay, hệ thống cáp biển dung lượng lớn sử dụng cáp sợi quang đưa vào sử dụng cho thông tin quốc tế Đối vời thông tin vô tuyến quốc tế, thông tin vệ tinh cung cấp đường thông tin dung lượng lớn thay cho thơng tin sóng ngắn trước trước sử dụng thường xuyên Sinh viên thực : Đặng Kim Tựu Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS Phan Hồng Phương 1.1 Tổng quan Một vệ tinh có khả thu phát sóng vơ tuyến điện Sau phóng vào vũ trụ dùng cho việc truyền thơng tin, vệ tinh khuếch đại sóng vơ tuyến điện nhận từ trạm mặt đất phát lại cho trạm mặt đất khác Các vệ tinh sử dụng để truyền thông tin gọi vệ tinh thơng tin Thơng tin vệ tinh có đặc điểm sau: • Truyền thơng tin vùng rộng lớn • Đường truyền dài • Băng thông lớn • Cước phí phù thuộc vào khoảng cách • Truyền thơng đại chúng * Phân loại vệ tinh: Dựa chức vệ tinh, ta phân thành hai loại sau: • Non-processing satellite: Cịn gọi vệ tinh lặp (Repeater) hay “bend pipe” Chức loại vệ tinh nhận tín hiệu phát lên, khuếch đại đổi tần, phát xuống trạm mặt đất Khơng xử lý tín hiệu • Processing satellite: Khác với Non-processing, vệ tinh processing thu tín hiệu phát lên, giải điều chế, sửa lỗi tín hiệu chí thay đổi kiểu điều chế sau chuyển tần phát xuống cho trạm mặt đất Vệ tinh thông tin Vệ tinh cặp tần số vô tuyến Trong hầu hết hệ thống vệ tinh làm việc với nhiều trạm mặt đất Trong thông tin vệ tinh, điều kiện anten vệ tinh xạ hướng vào vùng dịch vụ chọn quan trọng Tuy vậy, vệ tinh bị ảnh hưởng tác động bên xạ mặt trời từ trường trái đất, cần phải thực biện pháp để trì trạng thái ổn định vệ tinh Có phương pháp điển hình : ™ Ổn định quay (Spin stablilized) : Là phương pháp ổn định trạng thái vệ tinh dùng nguyên lý quay tốc độ cao trì trạng thái không đổi Vệ tinh quay xung quanh trục riêng (trục quay) Momen xoắn tạo quay dùng để hạn chế tác động cvác ảnh hưởng bên ổn định trạng thái vệ tinh Sinh viên thực : Đặng Kim Tựu Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS Phan Hồng Phương ™ Ổn định ba trục (three-axis- body- stablized): Là phương pháp điều khiển trạng thái vệ tinh cách hấp thụ moment xoắn nhiễu loạn bên tạo nguyên nhân khác Phương pháp sử dụng bánh xe quay ba trục vệ tinh ™ Cấu trúc vệ tin thông tin : Một vệ tinh thông tin bao gồm tải nhiệm vụ (payload) thân vệ tinh (bus).Tải nhiệm vụ để thực nhiệm vụ vệ tinh thân vệ tinh để mang tải nhiệm vụ Tải nhiệm vụ vệ tinh thông tin bao gồm anten để thông tin phát đáp Hình: Cấu hình phát đáp Bộ phát đáp thực chức vệ tinh thơng tin thu sóng vơ tuyến điện từ trạm mặt đất, khuếch đại biến đổi tần số chúng, truyền chúng trở lại mặt đất Như phát đáp vệ tinh thông tin đảm bảo số chức phát đáp tích cực quỹ đạo, khác phát đáp mặt đất, yêu cầu độ tin cậy cao, nhỏ gọn, trọng lượng nhỏ tiêu thụ cơng suất phải tự cung cấp công suất cần thiết 1.3 Tần số thông tin vệ tinh: Thông tin vệ tinh thường sử dụng băng tần SHF ( 3GHz – 30 Ghz) Tần số sóng mang từ trạm mặt đất lên vệ tinh fu ( Uplink) Tấn số sóng mang từ vệ tinh xuống trạm mặt đất fd (Downlink) Khi trình bày tần số hệ thống thộng tin vệ tinh, ta thuờng trình bày cặp tần số fu/fd * Các dãy tần số thuờng sử dụng tần số băng tần: C, Ku, Ka • Băng C (6/4 GHz): Băng tần bị suy hao mưa Băng tần trùng với tần số hệ thống Viba mặt đất Băng tần sử dụng chung cho hệ thống Intelsat hệ thống khác bao gồm hệ thống vệ tinh khu vực nhiều hệ thống vệ tinh nội địa • Băng Ku (14/11 GHz): Băng sử dụng tiếp sau băng C cho viễn thơng cơng cộng Nó ưu dùng cho thông tin nội địa thông Sinh viên thực : Đặng Kim Tựu Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS Phan Hồng Phương tin công ty, tần số cao nên cho phép trạm mặt đất sử dụng anten kích thước nhỏ • Băng Ka (30/20 GHz):Ưu điểm thơng tin vệ tinh sử dụng băng tần cho phép sử dụng trạm mặt đất nhỏ Mặt khác có nhược điểm giá thành thiết bị tương đối cao để khắc phục suy hao lớn mưa Băng 30/20GHz có ưu điểm khơng gây nhiễu với hệ thống viba Đặc tính Ứng dụng Băng tần (GHz) Tên 6/4 14/11 30/20 C Ku Ka Dùng thông tin quốc tế nội địa Dùng thông tin quốc tế nội địa Bị suy hao mưa Sử dụng thông tin nội địa Bi suy hao nhiều mưa 1.3.1 Băng tần sử dụng thông tin vệ tinh Các nghiệp vụ thông tin vệ tinh phân bổ băng tần tuỳ theo tính chất dịch vụ Theo Thể lệ Vơ tuyến điện (Radio Regulation) Liên minh viễn thông quốc tế (ITU), nghiệp vụ thông tin vệ tinh phân loại tuỳ theo mục đích sử dụng sau: − Nghiệp vụ cố định qua vệ tinh (Fixed Satellite Service FSS): Nghiệp vụ cố định qua vệ tinh FSS dịch vụ thông tin điểm cố định bề mặt trái đất thông qua nhiều vệ tinh Các hệ thống vệ tinh INTELSAT, INTERSPUTNIK sử dụng cho viễn thơng quốc tế Cịn hệ thống EUTELSAT, CS Nhật hay PALAPA Indonesia sử dụng cho viễn thông khu vực hay nội địa − Nghiệp vụ di động qua vệ tinh (Mobile Satellite Service MSS): Nghiệp vụ di động qua vệ tinh MSS dịch vụ thông tin sử dụng cho trạm mặt đất di động gắn tàu biển, ô tô, máy bay mang, vác, di chuyển với mạng viễn thông cố định Hệ thống INMARSAT hệ thống quốc tế điển hình loại hình dịch vụ − Nghiệp vụ quảng bá qua vệ tinh (Broadcasting Satellite Service BSS): Nghiệp vụ quảng bá qua vệ tinh BSS dịch vụ thông tin dùng để phát chương trình phát truyền hình qua vệ tinh Ngày dịch vụ phát triển mạnh mẽ, kể khu vực Châu Á - Thái Bình dương − Nghiệp vụ dẫn đường qua vệ tinh Sinh viên thực : Đặng Kim Tựu Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS Phan Hồng Phương − Nghiệp vụ thăm dò trái đất qua vệ tinh − Nghiệp vụ khí tượng thủy văn qua vệ tinh Hai loại nghiệp vụ FSS, BSS phát triển rộng rãi áp dụng khắp nơi giới, dịch vụ MSS ngày phát triển Xu hướng ngày nước phóng vệ tinh nội địa đa dịch vụ Các băng tần dải từ 300 Mhz đến 10 Ghz không bị ảnh hưởng lớn điều kiện truyền sóng qua khí phù hợp cho việc triển khai hệ thống thông tin vệ tinh Bởi vậy, năm trước hệ thống vệ tinh sử dụng băng tần C hình thành phát triển nhanh chóng Tuy nhiên với sự chật chội vị trí quỹ đạo việc phát triển nhanh chóng cơng nghệ mới, dịch vụ mới, việc sử dụng băng tần cao ngày trở nên phổ biến Vì thế, số năm gần nước tích cực triển khai hệ thống vệ tinh băng tần Ku Ka Thống kê băng tần ITU phân bổ cho thông tin vệ tinh Băng tần (GHz) Các ứng dụng điển hình Băng tần Tuyến lên Tuyến xuống 5,925 - 6,425 3,7 - 4,2 Băng tần sử dụng rộng rãi (500 MHz) (500 MHz) cho FSS BSS 5,725 - 6,275 3,4 - 3,9 INTERSPUTNIK (575 MHz) (500 MHz) 6/4 GHz 3,4 - 4,2 (Băng C) 5,850 - 7,075 4,5 - 4,8 Băng tần C mở rộng (1 225 MHz) (1 100 MHz) 6,425 - 7,075 4,5 - 4,8 (300 MHz) (300 MHz) Dùng cho thông tin phủ, 8/7 GHz 7,925 - 8,425 7,25 - 7,75 quân sự; ngày bắt đầu (Băng X) (500 MHz) (500 MHz) ứng dụng thương mại 13/11 12,75 - 13,25 10,7 - 11,7 GHz (500 MHz) (1 000 Mhz) (Băng Ku) 10,7 - 10,95 12,75 - 13,25 11,2 - 11,45 Băng tần mở rộng Ku (500 MHz) (500 MHz) Sinh viên thực : Đặng Kim Tựu Trang Luận văn tốt nghiệp 14/11 GHz (Băng Ku) 14/12 GHz (Băng Ku) 18/12 GHz (Băng K) 30/20 GHz (Băng Ka) GVHD : TS Phan Hồng Phương 14 - 14,5 (500 MHz) 10,95 - 11,2 11,45 - 11,7 (500 Mhz) 14 - 14,5 14 - 14,25 (500 MHz) 11,7 - 12,2 12,5 - 12,75 (750 Mhz) 17,3 - 18,1 (800 Mhz) 27,5 - 31 (3 500 MHz) FSS, BSS FSS, BSS BSS feeder links 17,7 - 21,2 (3 500 MHz) sử dụng, sử dụng số nước Nhật Việc sử dụng hiệu băng tần dùng cho thông tin vệ tinh quan trọng để mở rộng dung lượng hệ thống loại trừ can nhiễu Có nhiều phương pháp để nâng cao hiệu sử dụng băng tần sử dụng lại tần số dùng: • Sử dụng phân ly phân cực, phổ biến phân cực tròn (INTELSAT Băng C – tròn trái trịn phải) phân cực tuyến tính (các vệ tinh vùng, nội địa Băng C băng Ku – trái phải) • Sử dụng phân cách địa lý chùm tia khác chùm tia toàn cầu, bán cầu, vùng điểm Các vùng bao phủ vệ tinh INTELSAT 705 Để sử dụng hiệu băng tần vệ tinh phương pháp sử dụng lại tần số, việc ứng dụng phương thức điều chế truy nhập vệ tinh không phần quan trọng Sinh viên thực : Đặng Kim Tựu Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS Phan Hồng Phương Đầu năm 2008, Việt nam phóng vệ tinh Vinasat- vệ tinh Việt nam Vệ tinh sử dụng băng tần C Ku Sở hữu vệ tinh thể hội nhập đầy đủ, sâu rộng lĩnh vực thông tin truyền thông nước ta, thể ý trí tâm Đảng Nhà nước việc việc tắt đón đầu khoa học, cơng nghệ đưa nước đất nước phát triển mạnh mẽ dựa nguồn lực tri thức công nghệ 1.3.2 Đặc điểm hệ thống vệ tinh băng tần Trước hệ thống vệ tinh chủ yếu sử dụng băng tần C Ku Ngày băng tần Ka đẩy mạnh nghiên cứu phát triển, số năm gần nước khu vực triển khai có kế triển khai vệ tinh hoạt động băng tần 1.3.2.1 Băng tần C Băng tần C (6/4 GHz) sử dụng phổ biến mạng FSS điều kiện truyền sóng thuận lợi (ít bị ảnh hưởng mưa) thiết bị dễ chế tạo 1.3.2.1.1 Đặc điểm vệ tinh: Các loại vệ tinh sử dụng băng tần C có dải rộng đặc tính tuỳ thuộc vào mức độ bao phủ trái đất Các tham số vệ tinh băng tần C Vùng phủ Tham số Toàn cầu Khu vực Nội địa Hệ số khuếch đại anten (dBi) Phát 16 - 25 23 – 26 28 - 32 Thu 16 - 25 21 - 25 22 - 30 EIRP (dBW) 22 - 29 25 - 35 25 - 39 800 - 000 800 - 000 800 - 000 Nhiệt độ tạp âm (0K) G/T (dB/K) -16 tới -6 -14 tới -4 -21 tới 1.3.2.1.2 Đặc điểm trạm mặt đất Khi phát triển trạm mặt đất băng C có kích thước anten lớn Các trạm mặt đất hoạt động mạng lưới vệ tinh INTELSAT có kích thước từ 18 đến 32 mét, xu hướng phát triển ngày anten trạm mặt đất ngày nhỏ với việc công suất vệ tinh tăng lên phủ sóng truyền hình VSAT Sinh viên thực : Đặng Kim Tựu Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS Phan Hồng Phương Các tham số trạm mặt đất băng tần C Tham số Kích thước anten (mét) Hệ số khuếch đại anten (dBi) Phát Thu Công suất phát (kW) EIRP (dBW) Nhiệt độ tạp âm (0K) G/T (dB/K) Toàn cầu 4,5 - 32 Vùng phủ Khu vực -13 Nội địa 1,2 – 30 47 - 64 43 - 61 42 - 56 39 - 53 36 - 63 33 - 60 0,01 - 57 - 99 50 -150 23 - 41 0,03 - 57 - 81 50 - 150 22 - 38 0,001 - 1,2 36 - 94 50 - 150 11 - 41 1.3.2.2 Băng tần X 8/7 GHz Băng tần X (7,9-8,4 GHz / 7,25-7,75 Ghz) sử dụng nhiều cho hệ thống thông tin quân Các đặc tính hệ thống vệ tinh băng tần có phạm vi rộng hệ thống băng tần C kể 1.3.2.3 Băng tần Ku 14/11 GHz 14/12 GHz Ngày nay, việc sử dụng băng tần Ku phổ biến, đặc biệt phù hợp cho ứng dụng yêu cầu kích thước anten trạm mặt đất nhỏ tốt 1.3.2.3.1 Đặc điểm vệ tinh Đặc điểm vệ tinh hệ thống sử dụng băng tần Ku thay đổi rộng tuỳ thuộc vào ứng dụng Các tham số vệ tinh băng tần Ku điển hình Vùng phủ Tham số Tồn cầu Khu vực Nội địa Hệ số khuếch đại anten (dBi) 29 – 37 24 - 29 28 - 35 Phát 28 – 36 23 - 28 28 – 38 Thu EIRP (dBW) 38 - 48 35 - 52 44 – 53 800 - 000 800 - 000 800 - 000 Nhiệt độ tạp âm (0K) G/T (dB/K) Sinh viên thực : Đặng Kim Tựu 0–3 -1 tới 11 -5 tới Trang 10 Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS Phan Hồng Phương Trong α , β số thực θ , φ góc lệch pha cửa, cần phải xác định Mặt khác tích số liên hiệp phức hàng hang ma trận điều kiện (7) S*12 S13 +S*24.S34 = Kết hợp lại ta suy θ +φ =π ± 2K π Nếu bỏ qua thành phần 2k π , ta chia thành trường hợp mạch ghép định hướng thường gặp A.Ghép định hướng đối xứng: θ = φ = π /2 Trường hợp cho: S12=S34 = α (a1) S13= β ej π /2 =j β (a2) S24= β ej π /2 =j β (a3) Mặt khác từ điều kiện (8), ta rút β = − α (a4) Do , ma trận [S] mạch ghép định hướng đối xứng B Ghép định hướng phản đối xứng: θ =0, φ = π Trường hợp S12 = S34 = α S13 =β S24= β ej π = - β Sinh viên thực : Đặng Kim Tựu Trang 52 Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS Phan Hồng Phương Kết hợp với (a4) ta viết ma trận [S] sau : Trong trường hợp ghép định hướng trên, so với mơ hình mạch ghép hình Ta thấy cơng suất đưa vào cửa ghép sang cửa với hệ số ghép /S12/2 = 2 2 α ghép sang cử với hệ số ghép S13 = β =1- α Cửa hoàn toàn cách ly với cửa 1(S14 = Mạch ghép hổn hợp (hybrid) trường hợp riêng mạch ghép định hướng với điều kiện hệ số ghép α = β = 1/ (ghép 3db) Có dạng mạch ghép hổn hợp Mạch ghép lẹch pha 900 : tạo lệch pha 900 cửa cửa đưa tín hiệu vào cử ( θ = φ = π /2) Đây trường hợp mạch ghép định hướng đối xứng 3db có ma trận [S] sau : Mạch ghép hổn hợp 1800 (còn gọi mạch ghép T-magic rat- race) Tạo lệch pha tín hiệu 1800 cửa cửa đưa tinis hiệu vào cửa khơng tạo lệch pha tín hiệu đưa tín hiệu vào cửa ( θ = , φ = π ) Đây trường hợp mạch ghép định hướng phản đối xứng 3db, có ma trận [S ] sau : 3.2.1 Thiết kệ mạch ghép hỗn hợp 90o Mạch ghép hỗn hợp 90o (quadrature hybrid) mạch ghép định hướng 3db có cửa cửa vào (input) tín hiệu cửa cửa xuyên (through) cửa cửa ghép (coupled) luôn vê biên độ vng pha với Khơng có tín hiệu cửa cửa cách ly (isolated) Sinh viên thực : Đặng Kim Tựu Trang 53 Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS Phan Hồng Phương Cấu trúc mạch ghép hỗn hợp 900 sử dụng có u cầu hệ số ghép 3db (chia đơi cơng suất tín hiệu vào cửa 1) Ma trận tán xạ [S] mạch : Các hệ số Sij [S] thể phối hợp trở kháng cửa, vng pha tín hiệu cửa cửa cách ly cửa so với cửa Đặc điểm mạch ghép hỗn hợp 900 cấu trúc hoàn toàn đối xứng cửa với nhau, cửa sử dụng cửa tín hiệu vào, cịn cửa xun cửa ghép ln phía mạch, cửa cách ly ln ln phía với cửa vào Khởi động ADS để bắt đầu thiết kế mạch Ta đặt giá trị MSUB (Microstrip Substrate) sau : Er = 2,3; H = mm Sinh viên thực : Đặng Kim Tựu Trang 54 Luận văn tốt nghiệp Sinh viên thực : Đặng Kim Tựu GVHD : TS Phan Hồng Phương Trang 55 Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS Phan Hồng Phương Tiếp theo chèn các MLIN Ta dùng chương trình LineCalc ADS để tính giá trị W L MLIN cho phù hợp với yêu cầu thiết kế, yêu cầu thiết kế chia công suất f0 = GHz Chiều dài MLIN nên ta tính Trở kháng MLIN TL1 TL2 Từ LineCalc ta tính chiều dài L chiều rộng W MLIN TL1 TL2 với : W = 4,9 mm L = 13,15 mm Sinh viên thực : Đặng Kim Tựu Trang 56 Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS Phan Hồng Phương Tương tự Ta tính giá trị MLIN TL3 TL4 có Chiều rộng W = mm chiều dài L = 13,37 mm Sinh viên thực : Đặng Kim Tựu Trang 57 Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS Phan Hồng Phương Tiếp theo ta dùng MTEE nối MLIN lại để tạo thành mạch Các MTEE có giá trị sau : TEE : W1 = mm, W2 = 4,9 mm, W3 = mm TEE : W1 = 4,9 mm, W2 = mm, W3 = mm TEE : W1 = mm, W2 = 4,9 mm, W3 = mm TEE : W1 = 4,9 mm, W2 = mm, W3 = mm Dùng dây nối linh kiện lại gắn Port vào ta mạch : Sinh viên thực : Đặng Kim Tựu Trang 58 Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS Phan Hồng Phương Do MTEE có giá trị W1, W2, W3 lớn nên ghép linh kiện lại giá trị chiều dài nhánh thay đổi khơng cịn Do chiều dài MLIN tính lại MLIN : L = Lcũ – 1/2W3 – Tee1 - 1/2W3 – Tee2 = 13.15 – = 10.15mm MLIN : L = Lcũ – 1/2W3 – Tee4 - 1/2W3 – Tee3 = 13.15 – = 10.15mm MLIN : L = Lcũ – 1/2W1 – Tee2 - 1/2W2 – Tee3 = 13.37 – 4.9 = 9.47mm MLIN : L = Lcũ – 1/2W2 – Tee1 - 1/2W1 – Tee4 = 13.37 – 4.9 = 9.47mm Sinh viên thực : Đặng Kim Tựu Trang 59 Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS Phan Hồng Phương Với mạch ta có Layout : Sinh viên thực : Đặng Kim Tựu Trang 60 Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS Phan Hồng Phương Chạy mô ta thu kết : Reverse Transmission, dB m1 m1 freq= 4.400GHz dB(S(3,1))=-3.028 -5 dB(S(4,1)) dB(S(3,1)) dB(S(1,1)) dB(S(1,2)) -10 -15 -20 -25 -30 -35 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 freq, GHz Do trình thiết kế, khơng thể tính xác chiều dài λ nhánh nên kết hệ thống hoạt động khơng xác u cầu ta mong muốn Như kết mạch chia đôi công suất -3db tần số f = 4,4 GHz, yêu cầu thiết kế chia đôi công suất -3db tần số f0 = GHz Sinh viên thực : Đặng Kim Tựu Trang 61 Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS Phan Hồng Phương Forward Transmission, dB -2 -3 m1 freq=4.000GHz dB(S(4,1))=-2.823 m1 m2 dB(S(4,1)) dB(S(3,1)) -4 m2 freq=4.300GHz dB(S(3,1))=-3.287 -5 -6 -7 -8 -9 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 freq, GHz Sinh viên thực : Đặng Kim Tựu Trang 62 Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS Phan Hồng Phương Forward Transmission, dB -2 -3 m1 freq=4.400GHz dB(S(3,1))=-3.028 dB(S(3,1)) -4 m1 m2 m2 freq=4.000GHz dB(S(3,1))=-4.496 -5 -6 -7 -8 -9 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 freq, GHz Tín hiệu cửa cho thấy, tín hiệu chia đơi cơng suất (suy hao 3db )ở vùng tần số từ 4,3 – 5,2 GHz, cịn tần số f0 = GHz tín hiệu suy hao 4,496db Sinh viên thực : Đặng Kim Tựu Trang 63 Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS Phan Hồng Phương Forward Transmission, dB -2.5 -3.0 m1 freq=4.000GHz dB(S(4,1))=-2.823 m1 dB(S(4,1)) -3.5 -4.0 -4.5 -5.0 -5.5 -6.0 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 freq, GHz Tín hiệu cửa số tương đối thỏa mãn yêu cầu thiết kế khoảng tần số 3,7 – 4,3GHz tín hiệu suy hao ~ 3db Sinh viên thực : Đặng Kim Tựu Trang 64 Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS Phan Hồng Phương Chương 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Lời Kết: Trong suốt thời gian qua, có nhiều công sức bỏ để nghiên cứu lý thuyết mạch lọc sử dụng đường truyền vi dải, thiết kế xây dựng, chỉnh sửa mô phần mền ADS Các kết mô thu phản ảnh chất lượng trình thiết kế Nhìn chung kết thu tương đối khả quan chất lượng thiết kế chưa thật cao Các thiết kế luận văn chưa xét đầy đủ điều kiện thực tế cho mạch mạch ghép chia công suất cao tần sử dụng đường truyền vi dải Do đó, để thiết kế sản phẩm hồn thiện sử dụng thực tế cần phải tìm hiểu cách kỹ lưỡng Sau hoàn tất luận văn này, nguời thiết kế thu nhiều ý nghĩa Các kiến thức lĩnh vực thiết kế cho mạch điện tần số siêu cao, đem đến nhiều thú vị cho người thiết kế, trình thiết kế mô cho mạch siêu cao tần đem lại nhìn thực tiễn khả ứng dụng to lớn lĩnh vực Những điều làm cho người thiết kế cảm thấy thời gian dường có q dành cho việc nghiên cứu lĩnh vực phát triển Hướng Tìm Hiểu Và Phát Triển: Vì thiết kế chưa thật đáp ứng thực tiễn, hướng cần phát triển phải tính tốn thật đầy đủ điều kiện thực tế mạch hoạt động tần số siêu cao Tìm hiểu phát triển dạng mạch ghép chia công suất nhiều đường: Bộ chia cộng công suất Wilkinson đường, đường, đường… Các chia cộng công suất kiểu mạng Gysel, Bộ chia công suất Gysel N đường Các chia cộng công suất cầu 3db, ứng dụng mạch cầu ghép lai 3db thực tế Và ứng dụng thực tế lĩnh vực phát truyền hình, viển thơng… Sinh viên thực : Đặng Kim Tựu Trang 65 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI MỞ ĐẦU Chương 1: THÔNG TIN VỆ TINH .3 1.1 Tổng quan 1.2 Vệ tinh thông tin 1.3 Tần số thông tin vệ tinh: 1.3.1 Băng tần sử dụng thông tin vệ tinh 1.3.2 Đặc điểm hệ thống vệ tinh băng tần 1.4 Các ứng dụng phổ biến 12 1.4.1 Dịch vụ Internet qua vệ tinh: 13 1.4.2 Băng rộng: 14 1.4.3 VoIP 15 1.4.4 PSTN 15 1.4.5 Mạng doanh nghiệp: 15 1.4.6 Video 16 1.4.7 Thông tin di động qua vệ tinh 16 1.5 Công nghệ đặc tính aten: .17 1.5.1 Yêu cầu hoạt động anten thông tin vệ tinh: 17 1.5.2 Phân cực sóng: 18 1.6 Các loại anten: .20 1.6.1 Anten parabon, có sơ cấp đặt tiêu điểm: .20 1.6.2 Anten Cassegarain: 20 1.6.3 Anten lệch bù: .21 1.7 Hệ thống quay bám vệ tinh: 21 Chương : Giới thiệu ADS 22 2.1 Các bước ADS .22 2.2 Tạo project tạo sơ đồ mạch .24 2.3 Sử dụng chương trình Linecalc 25 Chương : Thiết kế mạch chia ghép công suất cao tần 35 3.1 Mạng cửa : 35 3.2 Mạng cửa 50 Chương 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN .65