Đề tài phân tích thiết kế mạch phối hợp trở kháng sử dụng phương pháp dây chêm, ¼ bước sóng và phần tử l,c

  TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN KỸ THUẬT SIÊU CAO TẦN ĐỀ TÀI PHÂN TÍCH THIẾT KẾ MẠCH PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP DÂY CHÊM, ¼ BƯỚC SĨNG VÀ PHẦN TỬ L,C Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Khắc Kiểm   Sinh viên thực hiện: Nhóm 11 Đặng Đình Khánh 20182597 Phi Quang Huy 20182588 Hà Nội, 5/2022   YÊU CẦU ĐỀ BÀI VÀ NỘI DUNG CƠNG VIỆC  Đường truyền trở kháng đặc tính 50 Ω nối với tải, hệ số phản xạ tải cho bảng đây: STT nhóm 11 Tần số trung tâm (GHz) 3.75 Hệ số phản xạ tải tải Biên độ Pha (độ) 0.58 -166 Điện môi ADS   εr 3.6   h 0.56 Thiết kế mạch phối hợp trở kháng (sử dụng đồ thị Smith) tần số cho sử dụng phương pháp: a Đường truyền độ dài  λ /  b Một dây chêm mắc song song (Shunt Stub) c Phần tử L,C Kiểm tra thiết kế bước sử dụng phần mềm Advanced Design System (ADS) với giả thiết đường truyền vi dải (Microstrip line) cụ thể: - Mô để xác định tham số mạch PHTK vùng băng thông GHz - Vẽ mạch in mạch PHTK đường truyền với phương pháp 1.(a), 1.(b) cho  biết đường truyền có tổng chiều dài từ đầu vào tới tải 2.5 λ   MỤC LỤC YÊU CẦU ĐỀ BÀI VÀ NỘI DUNG CÔNG VIỆC CHƯƠNG LÝ THUYẾT THIẾT KẾ 1.1 Kỹ thuật phối hợp trở kháng 1.1.1 Mục đích phối hợp trở kháng 1.1.2 Các tiêu chí phối hợp trở kháng 1.1.3 Phối hợp trở kháng dùng biến đổi ¼ bước sóng 1.1.4 Phối hợp trở kháng dùng dây chêm song song 1.1.5 Phối hợp trở kháng phương pháp phần tử tập trung (L, C) 1.2 Giải thích vấn đề thiết kế giao CHƯƠNG TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 2.1 Phương pháp thiết kế mạch phối hợp trở kháng 2.1.1 Sử dụng dây chêm 2.1.2 Sử dụng biến đổi ¼ bước sóng 2.2 Tính tốn .7 2.2.1 Phương pháp phần tử thụ động .8 2.2.2 Phương pháp sử dụng dây chêm song song 10 2.2.3 Phương pháp ¼ bước sóng 13 CHƯƠNG MÔ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG TRÊN ADS 14 3.1 Mô PHTK phần tử điện kháng .14 3.1.1 Dùng tụ điện nối tiếp 14 3.1.2 Dùng mạch tập trung 15 3.2 Mô PHTK biến đổi ¼ bước sóng 16 3.3 Mô PHTK đoạn dây chêm song song .17 3.3.1 Trường hợp 17 3.3.2 Trường hợp 19 3.4 Thảo luận 23   KẾT LUẬN .24   CHƯƠNG 1.1 LÝ THUYẾT THIẾT KẾ Kỹ thuật phối hợp trở kháng Bài toán phối hợp trở kháng thường phần quan trọng trình thiết kế hệ thống siêu cao tần Mạch phối hợp trở kháng thường không tổn hao theo lý tưởng thường thiết kế cho trở kháng nhìn vào mạch phối hợp trở kháng  bằng trở kháng đường dây Z 0 Khi phối hợp trở kháng, thành phần tín hiệu phản xạ  bị triệt tiêu 1.1.1 Mục đích phối hợp trở kháng     Truyền công suất tối đa tới tải, giảm thiểu công suất tổn hao đường truyền Đối với phần tử nhạy thu, phối hợp trở kháng giúp tăng tỷ số tín hiệu nhiễu (SNR) hệ thống (anten, LNA, …) Phối hợp trở kháng mạng phân phối công suất (mạng nuôi anten mảng) cho phép giảm biên độ lỗi pha 1.1.2 Các tiêu chí phối hợp trở kháng      Độ phức tạp: đơn giản, chi phí rẻ, dễ thực hiện, tổn hao Độ rộng băng: cần phối hợp trở kháng tốt dải tần rộng Lắp đặt: tùy vào dạng đường truyền ống dẫn sóng mà định  phương án phối hợp trở kháng Khả điều chỉnh: số trường hợp yêu cầu mạch phối hợp trở kháng hoạt động tốt trở kháng tải thay đổi 1.1.3 Phối hợp trở kháng dùng biến đổi ¼ bước sóng  - Bộ biến đổi ¼ bước sóng sử dụng trở kháng tải tổn phần thực (khơng có thành phần ảo) - Sử dụng với hẹp tần số - Dễ thiết kế triển khai - Một tải phức chuyển thành tải trở việc sử dụng đoạn đường truyền có chiều dài thích hợp tải phối hợp, dùng đoạn dây chêm nối tiếp song song phù hợp - Kỹ thuật thường dẫn tới thay đổi phụ thuộc tần số tải tương đương gây giảm độ rộng băng phối hợp trở kháng    Hình 1.1 Mạch PHTK dùng biến đổi ¼ bước sóng  1.1.4 Phối hợp trở kháng dùng dây chêm song song  - Phối hợp trở kháng đoạn dây chêm phương pháp sử dụng đoạn dây chêm ngắn mạch hở mạch kết nối song song nối tiếp với đường truyền khoảng cách định kể từ tải Ở ta xét đoạn dây song song hình bên Một mạch điều chỉnh thuận tiện nhìn từ khía cạnh chế tạo mạch cao tần Đặc biệt dây chêm điều chỉnh song song dễ chế tạo dạng đường truyền vi dải đường truyền mạch dải Hơn nữa, phương pháp  phối hợp dễ điều chỉnh có dải tần hoạt động lớn - Trong mạch phối hợp trở kháng dây chêm, hai tham số điều chỉnh khoảng cách d từ tải tới vị trí dây chêm trị số điện nạp hay điện kháng tạo dây chêm song song Ý tưởng chọn d  sao cho dẫn nạp Y  nhìn vào đường dây khoảng cách d  tính từ phía tải phải có dạng Y   jB Khi dẫn nạp dây chêm tạo chọn − jB, ta trạng thái phối hợp trở  kháng = +  Hình 1.2 Mạch phối hợp trở kháng dây chêm song song  1.1.5 Phối hợp trở kháng phương pháp phần tử tập trung (L, C) - Phương pháp thường sử dụng với vùng tần số < GHz - Gây sai số lớn tần số hoạt động cao   - Mạng hình 1.3a PHTK trở kháng tải chuẩn hóa  z L  = Z  L / Z 0 nằm vòng tròn + jx đồ thị Smith, ngược lại mạng hình 1.3b PHTK  z L nằm ngồi vịng trịn + jx  Hình 1.3 Mạch phối hợp trở kháng phần tử L,C  1.2 Giải thích vấn đề thiết kế giao Đường truyền có trở kháng đặc tính 50 Ω nối với tải Hệ số phản xạ tải cho trước r L = 0.58e 166 Tổng chiều dài từ đầu vào tới tải 2.5 λ Tần số trung tâm 3.75 GHz − Yêu cầu 1: Sử dụng đồ thị Smith để tính tốn, thiết kế mạch phối hợp trở  kháng tần số f  đã cho trên, sử dụng phương pháp: Phương pháp 1: Sử dụng đoạn đường truyền có chiều dài thích hợp d tải phối hợp, chuyển tải phức thành tải trở  ghép ¼ dùng cho tải trở  Phương pháp 2: Sử dụng dây chêm song song có độ dài l , dây chêm cách tải đoạn d  để phối hợp trở kháng Cần tính tốn để xác định giá trị l  và d  trong trường hợp ngắn mạch hở mạch Phương pháp 3: Sử dụng phần tử điện kháng C nối tiếp với tải để thiết kế mạng PHTK trường hợp trở kháng tải chuẩn hóa  z L nằm ngồi đường trịn + jx đồ thị Smith  Yêu cầu 2: Sau thiết kế xong theo yêu cầu 1, ta sử dụng phần mềm ADS để mô phỏng, kiểm tra lại bước tính tốn, thiết kế u cầu Giả thiết đường truyền vi dải mô băng thông GHz Sau mô  phỏng, vẽ mạch in mạch phối hợp trở kháng đường truyền       CHƯƠNG TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 2.1 Phương pháp thiết kế mạch phối hợp trở kháng 2.1.1 Sử dụng dây chêm        Xác định điểm trở kháng tải chuẩn hóa Z  NL Vẽ đường trịn xác định dẫn nạp chuẩn hóa tải Y  NL (đối xứng với Z  NL qua tâm) Di chuyển theo chiều kim đồng hồ (WTG) dọc theo đường tròn giao với ± jB suy giá trị  y d Xác định d  = chiều dài từ Y  NL đến  y d Xác định  y l tại điểm ∓ jB Phụ thuộc dây chêm ngắn mạch hay hở mạch di chuyển tới  y l (theo WTG) Độ dài dây chêm l  = khoảng cách di chuyển 2.1.2 Sử dụng biến đổi ¼ bước sóng   Để xác định trở kháng nhìn vào đường truyền trở kháng đặc tính cơng thức: Z ¿  = Z 1 Với t = tanθ = tan βl , ta có βl =  π   λ Z  L + j Z 1 t  Z 1+ j Z  L t   λ  =  ở tần số trung tâm f  Hệ số phản xạ đường truyền chính:  Γ = Do 2.2  λ Z 1 , sử dụng Z 1 Z  L − Z 0 Z  L + Z 0 + j t √ Z  L Z 0  = Z  L Z  Tính tốn Bài tốn: Đường truyền trở kháng đặc tính 50 Ω nối với tải, hệ số phản xạ tải cho bảng đây: STT nhóm 11 Tần số trung tâm (GHz) 3.75 Hệ số phản xạ tải tải Biên độ Pha (độ) 0.58 -166 Điện môi ADS   εr 3.6   h 0.56   Từ bảng ta tính tốn giá trị đường truyền với trở kháng đặc trưng Z 0=50 ohm  Γ  L =0.58 ∠−166 ≈ −0.563 −0.14  j Từ hệ số phản xạ ta tìm tải  z L− z  Γ  L= =¿ Z  L ≈ 13.47 −5.7 j ( ohm )  z L + z Điểm tải đồ thị smith:  z L '  Z  L = = 0.27 −0.114  j  z Điểm A ( 0.27, -0.114) 2.2.1 Phương pháp phần tử thụ động   Sử dụng mạch tích cực Dùng mạng L, C hình gamma để phối hợp trở kháng cho đường truyền 50 ohm với tải Z  L =13.47−5.7  johm; Ta có: B =±  1 Z 0 √  Z 0− R L  R L  X =± √  R L ( Z 0− R L ) − X  L Thay số ta giá trị : +) B1= 0.033; X1= 27.882 +) B2= -0.033; X2= -16.482 Tại tần số f= 3.75 GHz ta tính giá trị tụ điện, cuộn cảm Trường hợp 1: +) j*B1 = j*0.033 =>  j∗ω∗C = j∗0,033=¿ C  1=0.033 / ω=1 4 pF    +) j*X1=j*33.897 =>  j ∗ω∗ L= j∗27.882=> L1 = 1.183 nH Trường hợp 2:  1 +) j*B2 = -0.033*j =>  jwL =− j∗0.033 =¿ L =1.286 nH  +) j*X2= -16.482*j =>  =−16.482∗ j=> C2 = 2.575pF  jwC  2.2.2 Phương pháp sử dụng dây chêm song song  Với điểm tải smith A xác định Z  L'  =0.27 −0.114 j  từ ta xác định điểm dẫn nạp A’ trên smith A’ sẽ ứng với Y  L=3.2 + 1.2 j hay A ' ( 3.2,1.2 ) Giao điểm vòng tròn SWR= const đường tròn đẳng r=1 Tọa độ: B1( 1, -1.45) && B2(1, 1.45)  Nhận xét B1 & B2 đối xứng qua trục r B , B2 TH1: Xét giao điểm B1(1, -1.45) Vị trí mắc dây chêm cách tải đoạn chiều dài : l 1= A ' B Xoay A’ đến B 1 theo chiều nguồn để tìm d 1   A ' B 1=0.0925 λ Điểm C1: + 1.45j; từ điểm C quay theo chiều tải đến vị trí hở mạch D (Y=0), ngắn mạch D2 (Y=∞ ) để tìm chiều dài dây cho trường hợp    Hình 2.2 Đồ thị smith để xác định chiều dài dây chêm theo B1 Từ hình 2.2 ta có: Độ dài dây chêm hở mạch là: C 1 D 1=0.154  λ Độ dài dây chêm ngắn mạch : C 1 D2=0.404  λ TH2: Xét giao điểm B2(1,1.45) Vị trí mắc dây chêm cách tải đoạn chiều dài : l 2= A ' B Xoay A’ đến B 2 theo chiều nguồn để tìm l 2   A ' B2=0.442  λ 10   Điểm C2: - 1.45j; từ điểm C quay theo chiều tải đến vị trí hở mạch D (Y=0),ngắn mạch D2 (Y=∞ ) để tìm chiều dài dây cho trường hợp  Hình 2.3 Đồ thị smith để xác định chiều dài dây chêm theo B2 Độ dài dây chêm hở mạch là: C 2 D1= 0.346 λ Độ dài dây chêm ngắn mạch : C 2 D2= 0.096 λ 2.2.3 Phương pháp ¼ bước sóng  Trở kháng tải xuất thành phần phần ảo nên cần xác định điểm cực đại cực tiểu gần với tải để triệt tiêu phần ảo đưa tải thực 11   Tại điểm cực tiểu gần tải ta có cách tải đoạn d= 0.02  λ   ZVmin= 0.265 * 50 = 13.25 Ω Để dùng biến đổi ¼ bước sóng ta cần tìm tham số Z 1 của biến đổi Z 1 √ Z  Z Vmin 25.74 Ω   Tại điểm cực đại gần tải cách tải đoạn d=0.27 λ ZVmax = 3.8*50=190 Ω Để dùng biến đổi ¼ bước sóng ta cần tìm tham số Z 1 của biến đổi Z 1= √ Z 0∗Z Vmax =97.47 Ω  = ∗ = 12     CHƯƠNG 3.1 MÔ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ MƠ PHỎNG TRÊN ADS Mơ PHTK phần tử điện kháng 3.1.1 Dùng tụ điện nối tiếp Sơ đồ mơ phỏng:  Hình 3.1 Mạch điện mơ PHTK dùng tụ nối tiếp Kết mô : m3 freq= 3.500GHz dB(S(1,1))=-39.045 -5 m4 freq= 3.500GHz mag(S(1,1))=0.011 -10 0.6 -15 0.5      ) -20      )      1  ,      1      ( -25      S      (      B      d -30 m2 m1 m2 freq= 3.460GHz dB(S(1,1))=-26.127 -35      ) 0.4      )      1  ,      1      (      S 0.3      (    g    a    m 0.2 m1 freq= 3.560GHz m3 dB(S(1,1))=-25.227 -40 0.1 m4 -45 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 freq, GHz 3.6 3.7 3.8 3.9 4.0 0.0 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4.0 freq, GHz  Hình 3.2 Kết mơ cho PHTK dùng tụ điện  Nhận xét:  Kết mô cho thấy điểm tối ưu cho PHTK không nằm tần số 3.5GHz mà dịch sang vị trí 3.51 GHz Nguyên nhân sai số việc ghi thông số giá trị tụ điện vào ADS 13   Điều chứng minh tần số cao giá trị linh kiện xê dịch nhỏ ảnh hưởng lớn đến chất lượng hệ thống, mà linh kiện thụ động hoạt động thường bị thay đổi trị số( nhiệt độ,…) phương pháp PHTK không hiệu thực tế Tại tần số 3.5 GHz tham số S 11 đạt -39 dB, biên độ hệ số phản xạ 0.011 3.1.2 Dùng mạch tập trung  Sơ đồ mô phỏng:   C C1 C=1.637 pF MLIN TL1 Subst="MSub1" W=3.55249 mm L=101.055000 mm TermG TermG1  Num=1 Z=50 Ohm S-PARAMETERS L L1 L=1.5414 nH R= TermG TermG2  Num=2 Z=(11.73-j*12.71) Ohm MSub S_Param SP1 Start=3.0 GHz Stop=4.0 GHz Step=10 MHz MSUB MSub1 H=1.6 mm Er=3.6 Mur=1 Cond=1.0E+50 Hu=3.93701e+34 mm T=0 mm TanD=0 Rough=0 mm Bbase= Dpeaks=  Hình 3.3 Mạch điện mô PHTK dùng mạch tập trung  Mạch điện hình L với giá trị điện dung tụ, điện cảm cuộn cảm tính chương Kết mô phỏng: m4 freq= 3.500GHz mag(S(1,1))=0.003 m3 freq= 3.670GHz dB(S(1,1))=-20.072 m2 freq= 3.330GHz dB(S(1,1))=-20.064 m1 freq= 3.500GHz dB(S(1,1))=-50.022 -10 0.35 m2 m3 0.30 -20 0.25      )      )      1  , 0.20      1      (      S      (     g 0.15     a     m      )      ) -30      1  ,      1      (      S      (      B      d -40 m1 0.10 -50 0.05 -60 m4 0.00 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 freq, GHz 3.6 3.7 3.8 3.9 4.0 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4.0 freq, GHz  Hình 3.4 Kết mô cho PHTK dùng mạch tập trung  14    Nhận xét:    Dùng mạch tập trung chất lượng mạch cải thiện rõ rệt so với dùng đơn  phần tử điện kháng Tham số S11 tại tần số 3.5 GHz xuống đến -50 dB vầ biên độ hệ số phản xạ 0.003 Mặc dù ảnh hưởng linh kiện điểm yếu thực mạch thực tế 3.2 Mô PHTK biến đổi ¼ bước sóng Sơ đồ mơ phỏng: TermG TermG1  Num=1 Z=50 Ohm MLIN TL1 Subst="MSub1" W=3.55249 mm L=98.949400 mm MLIN 1_4buocsong Subst="MSub1" W=10.328200 mm L=12.024100 mm TermG TermG2  Num=2 Z=(11.73-j*12.71) Ohm MLIN TL2 Subst="MSub1" W=3.552490 mm L=2.105310 mm S-PARAMETERS MSub S_Param SP1 Start=3 GHz Stop=4 GHz Step=10 MHz MSUB MSub1 H=1.6 mm Er=3.6 Mur=1 Cond=1.0E+50 Hu=3.93701e+34 mm T=0 mm TanD=0 Rough=0 mm Bbase= Dpeaks=  Hình 3.5 Mạch điện mơ PHTK dùng biến đổi ¼ bước sóng  Độ dài đọa TL2 tính chương 2, thông số khác thiết lập tool ADS Kết mô phỏng: m3 freq= 3.310GHz dB(S(1,1))=-19.869   m4 freq= 3.680GHz dB(S(1,1))=-20.168 -10 m3   m4 m2 freq= 3.500GHz mag(S(1,1))=0.001 0.30 0.25 -20      ) 0.20      )      1  ,      1      (      S      ( 0.15     g     a     m      )      ) -30      1  ,      1      (      S      (      B      d -40 0.10 m1 freq= 3.500GHz dB(S(1,1))=-57.373 -50 0.05 m1 m2 -60 0.00 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4.0 3.0 3.1 3.2 fre , GHz 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4.0 fre , GHz  Hình 3.6 Kết mơ cho PHTK dùng biến đổi ¼ bước sóng   Nhận xét:  Dùng biến đổi ¼ bước sóng chất lượng hệ thống đạt cao  Biên độ hệ số phản xạ có giá trị 0.001, S 11 đạt -57 dB 15     Nếu lấy 0.05 làm giới hạn ta có băng thơng mạch 200 MHz (băng hẹp so với tần số trung tâm) Sơ đồ mạch layout:  Hình 3.7 Sơ đồ mạch layout PHTK dùng biến đổi ¼ bước sóng  3.3 Mơ PHTK đoạn dây chêm song song 3.3.1 Trường hợp a) Dây chêm hở mạch: Sơ đồ mô phỏng: TermG TermG1  Num=1 Z=50 Ohm MLIN TL1 Subst="MSub1" W=3.552490 mm L=95.44622 mm S-PARAMETERS S_Param SP1 Start=3.0 GHz Stop=4.0 GHz Step=10 MHz MLIN shunt_stub Subst="MSub1" W=3.552490 mm L=8.286490 mm MLIN TL2 Subst="MSub1" W=3.552490 mm L=5.6085 mm TermG TermG2  Num=2 Z=11.732-j*12.712 MSub MSUB MSub1 H=1.6 mm Er=3.6 Mur=1 Cond=1.0E+50 Hu=3.93701e+34 mm T=0 mm TanD=0 Rough=0 mm Bbase= Dpeaks=  Hình 3.8 Mạch điện mơ PHTK dùng dây chêm hở mạch Kết mô phỏng: 16     m1 freq= 3.500GHz mag(S(1,1))=0.003 m4 freq= 3.610GHz dB(S(1,1))=-19.702 m3 freq= 3.380GHz dB(S(1,1))=-19.625 0.6 0.5 -10 m3      )      ) -20      1  ,      1      (      S      (      B      d -30 m4      ) 0.4      )      1  ,      1      (      S      ( 0.3     g     a     m m2 freq= 3.500GHz dB(S(1,1))=-49.684 -40 0.2 0.1 m2 m1 -50 0.0 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4.0 3.0 3.1 3.2 3.3 fre GHz 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4.0 fre GHz  Hình 3.9 Kết mơ cho PHTK dùng dây chêm song song hở mạch Sơ đồ mạch layout:  Hình 3.10 Sơ đồ mạch layout PHTK dùng dây chêm song song hở mạch b) Dây chêm ngắn mạch: Sơ đồ mô phỏng: TermG TermG1  Num=1 Z=50 Ohm MLIN TL1 Subst="MSub1" W=3.552490 mm L=95.44622 mm S-PARAMETERS S_Param SP1 Start=3.0 GHz Stop=4.0 GHz Step=10 MHz MLIN shunt_stub Subst="MSub1" W=3.552490 mm L=20.893100 mm MLIN TL2 Subst="MSub1" W=3.552490 mm L=5.6085 mm TermG TermG2  Num=2 Z=11.732-j*12.712 MSub MSUB MSub1 H=1.6 mm Er=3.6 Mur=1 Cond=1.0E+50 Hu=3.93701e+34 mm T=0 mm TanD=0 Rough=0 mm Bbase= Dpeaks=  Hình 3.11 Mạch điện mơ PHTK dùng dây chêm ngắn mạch 17   Khác biệt sơ đồ hình 3,8 so với hình 3.7 dây chêm nối xuống đất chiều dài đoạn chêm khác Kết quả: m1 freq= 3.500GHz dB(S(1,1))=-43.708 m2 freq= 3.500GHz mag(S(1,1))=0.007 1.0 -10 0.8      )      ) -20      1  ,      1      (      S      (      B      d -30      )      )      1  , 0.6      1      (      S      (     g     a     m 0.4 m1 -40 0.2 m2 -50 0.0 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 freq, GHz 3.6 3.7 3.8 3.9 4.0 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4.0 freq, GHz  Hình 3.12 Kết mơ cho PHTK dùng dây chêm song song ngắn mạch Sơ đồ mạch layout:  Hình 3.13 Sơ đồ mạch layout PHTK sử dụng dây chêm song song ngắn mạch c) Nhận xét kết mô phỏng  Tại tần số 3.5GHz ta thu hệ số phản xạ có biên độ nhỏ (0.003 0.007) So với phương pháp phương pháp cho băng thông hẹp lấy điều kiện biên độ hệ số phản xạ 0.05 3.3.2 Trường hợp   a) Dây chêm hở mạch Sơ đồ mô phỏng: 18   MLIN shunt_stub Subst="MSub1" W=3.552490 mm L=17.027700 mm MLIN TL1 Subst="MSub1" W=3.552490 mm L=77.306900 mm TermG TermG1  Num=1 Z=50 Ohm MLIN TL2 Subst="MSub1" W=3.552490 mm L=23.747900 mm S-PARAMETERS TermG TermG2  Num=2 Z=11.732-j*12.712 MSub S_Param SP1 Start=3.0 GHz Stop=4.0 GHz Step=10 MHz MSUB MSub1 H=1.6 mm Er=3.6 Mur=1 Cond=1.0E+50 Hu=3.93701e+34 mm T=0 mm TanD=0 Rough=0 mm Bbase= Dpeaks=  Hình 3.14 Mạch diện PHTK dùng dây chêm song song hở mạch Kết mô phỏng: m2 freq= 3.500GHz dB(S(1,1))=-34.643 m1 freq= 3.500GHz mag(S(1,1))=0.019 1.0 -5 0.8 -10      )      )      1  , 0.6      1      (      S      (     g     a     m 0.4      )      )      1  , -15      1      (      S      (      B -20      d -25 0.2 -30 m1 m2 -35 0.0 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 fre GHz 3.6 3.7 3.8 3.9 4.0 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4.0 fre GHz  Hình 3.15 Kết mơ cho PHTK dùng dây chêm song song hở mạch 19   Sơ đồ mạch layout:  Hình 3.16 Sơ đồ mạch layout PHTK dùng dây chêm song song ngắn mạch b) Dây chêm ngắn mạch Sơ đồ mô phỏng: TermG TermG1  Num=1 Z=50 Ohm MLIN TL1 Subst="MSub1" W=3.552490 mm L=77.306900 mm S-PARAMETERS S_Param SP1 Start=3.0 GHz Stop=4.0 GHz Step=10 MHz MLIN shunt_stub Subst="MSub1" W=3.552490 mm L=4.446410 mm MLIN TL2 Subst="MSub1" W=3.552490 mm L=23.747900 mm TermG TermG2  Num=2 Z=11.732-j*12.712 MSub MSUB MSub1 H=1.6 mm Er=3.6 Mur=1 Cond=1.0E+50 Hu=3.93701e+34 mm T=0 mm TanD=0 Rough=0 mm Bbase= Dpeaks=  Hình 3.17 Mạch điện mơ PHTK dùng dây chêm ngắn mạch Kết mô phỏng: 20     m2 freq= 3.500GHz dB(S(1,1))=-33.891 m1 freq= 3.500GHz mag(S(1,1))=0.020 0.8 -5 0.6 -10      )      )      1  ,      1      (      S      ( 0.4     g     a     m      )      )      1  , -15      1      (      S      (      B -20      d -25 0.2 -30 m2 m1 -35 0.0 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 fre GHz 3.6 3.7 3.8 3.9 4.0 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4.0 fre GHz  Hình 3.18 Kết mơ cho PHTK dùng dây chêm song song ngắn mạch Sơ đồ mạch layout:  Hình 3.19 Sơ đồ mạch PHTK dùng dây chêm song song ngắn mạch c) Nhận xét    So với trường hợp phương pháp khác kết dùng dây chêm song song với nghiệm B2 chất lượng hệ thống khơng cao S11 đạt -33dB,  biên độ hệ số phản xạ lên tới 0.02 Dẫn đến thực tế ta nên sử dụng trường hợp ứng với nghiệm B1 đề thiết kế phối hợp trở kháng 21   3.4  Thảo luận Điểm dấu (marker) đặt chỗ chưa? Điểm marker đặt tần số 3.5 GHz  Kết mô phù hợp chưa? Các kết mô phù hợp  Các thích kết thị rõ ràng khơng? Các thích rõ ràng  Các vấn đề đề có giải thích rõ ràng khơng? Các vấn đề nêu đầy đủ  Các kết có đảm bảo tiêu chuẩn đề không? Các kết đảm bảo tiêu chuẩn   Nếu câu trả lời có khơng, có khảo sát lý dẫn đến kết khơng? Sau thực mô thu kết hệ số phản xạ tải nhỏ tần số 3.5 GHz, nhóm em thử thay đổi số thông số khoảng cách dây chêm tải, độ dài dây chêm nhận thấy mạch khơng cịn phối hợp trở kháng 22   KẾT LUẬN  Có kết luận mục tiêu thiết kế thực chưa? Các mục tiêu thiết kế thực  Tăng cường kiến thức lý thuyết thơng qua nội dung thiết kế này?  Nhóm em thành thạo với phương pháp thiết kế mạch phối hợp trở kháng sử dụng dây chêm, ¼ bước sóng, phần tử L, C thiết kế, mô phần mềm ADS  Các đề xuất hướng giải tương lai? Định hướng tiếp theo, nhóm em tìm hiểu cơng cụ EM Simulation để mơ mạch mức thiết kế mạch in thay dừng lại mức mạch nguyên lý 23