Thông tin tài liệu
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN VÕ THÀNH PHÁP a lu n n va p ie gh tn to NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ ANTEN MẢNG CÓ ĐỘ LỢI LỚN ỨNG DỤNG CHO oa nl w HỆ THỐNG THƠNG TIN Ở BƢỚC SĨNG MM d a nv a lu ll u nf m tz n oi LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG z m co l gm @ an Lu Bình Định – Năm 2021 n va ac th si BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN VÕ THÀNH PHÁP a lu n n va p ie gh tn to NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ ANTEN MẢNG CÓ ĐỘ LỢI LỚN ỨNG DỤNG CHO HỆ THỐNG THÔNG TIN Ở BƢỚC SÓNG MM oa nl w Chuyên ngành: Kỹ thuật viễn thông d a nv a lu Mã số: 8520208 ll u nf m tz n oi Ngƣời hƣớng dẫn: TS Huỳnh Nguyễn Bảo Phƣơng z m co l gm @ an Lu n va ac th si i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết đề xuất luận văn thân thực suốt thời gian làm luận văn Các kết đạt đƣợc xác trung thực Tác giả luận văn a lu Võ Thành Pháp n n va p ie gh tn to d oa nl w a nv a lu ll u nf m tz n oi z m co l gm @ an Lu n va ac th si ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Quý Thầy Cô khoa Kỹ thuật Công nghệ tạo điều kiện, giúp đỡ trang bị cho kiến thức quý báu Tôi xin chân thành cảm ơn thầy TS Huỳnh Nguyễn Bảo Phƣơng hƣớng dẫn tận tình giúp đỡ tơi hồn thành luận văn thời hạn Tuy nhiên, hạn chế mặt thời gian nhƣ lực thân nên nội dung luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót cần hồn thiện a lu thêm Kính mong đóng góp ý kiến Quý Thầy Cô n n va p ie gh tn to d oa nl w a nv a lu ll u nf m tz n oi z m co l gm @ an Lu n va ac th si iii MỤC LỤC CHƢƠNG LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC HÌNH VẼ vii DANH MỤC BẢNG BIỂU ix MỞ ĐẦU a lu CHƢƠNG 1: L THUYẾT VỀ ANTEN VI DẢI n n va 1.1 T ng quan anten p ie gh tn to 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Các thông số ản anten oa nl w 1.1.2.1 Trở kháng vào anten 1.1.2.2 Hệ số định hƣớng độ tăng ch d a lu 1.1.2.3 Giản đ ức xạ a nv 1.1.2.4 Mật độ công suất cƣờng độ ức xạ u nf ll 1.1.2.5 Hiệu suất anten 11 m tz n oi 1.1.2.6 Ph n cực anten 12 1.1.2.7 Dải tần 13 z 1.2 Anten vi ải 15 gm @ 1.2.1 Giới thiệu chung anten vi ải 15 l m co 1.2.2 Các hình ạng ản anten vi ải 16 an Lu 1.2.3 Các phƣơng pháp tiếp điện anten vi ải 18 n va ac th si C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an iv 1.2.3.1 Tiếp điện đƣờng vi dải 18 1.2.3.2 Tiếp điện cáp đ ng trục 19 1.2.3.3 Tiếp điện ghép khe 19 CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ANTEN MẢNG 21 2.1 Giới thiệu anten mảng 21 2.1.1 Anten mảng pha 21 2.1.2 Anten mảng thích nghi 22 a lu n 2.2 Các đặc tính nguyên lý hoạt động anten mảng 24 va n 2.2.1 Các đặc tính 24 p ie gh tn to 2.2.2 Nguyên tắc hoạt động 27 2.2.3 Sự chuyển dịch pha 29 oa nl w 2.2.4 Nhân đ thị phƣơng hƣớng 30 2.2.5 Mảng đ ng chiều 31 d a lu 2.2.6 Vùng nhìn thấy 33 a nv u nf 2.2.7 Mảng đ ng 34 ll 2.2.8 Độ rộng búp sóng 38 m n oi 2.2.9 Lợi ích anten mảng 40 tz 2.2.10 Mạng cấp điện cho mảng 42 z gm @ 2.3 Các ứng dụng anten mảng 3G, 4G 43 co l 2.3.1 Thực trạng thông tin i động ngày 43 m 2.3.2 Ứng dụng anten mảng thông tin i động 45 Lu an 2.3.2.1 Điều khiển búp sóng 45 n va ac th Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn si C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an v 2.3.2.2 Khử nhiễu 45 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ ANTEN MẢNG PHẦN TỬ CĨ HỆ SỐ TĂNG ÍCH LỚN 49 3.1 Giới thiệu chƣơng 49 3.2 Thiết kế phần tử anten đơn 50 3.2.1 Mơ hình anten đơn đề xuất 50 3.2.2 Tối ƣu anten phần mềm mô 54 a lu 3.3 Thiết kế anten mảng phần tử có hệ số tăng ch lớn 57 n va n 3.3.1 Mơ hình anten mảng đề xuất 57 p ie gh tn to 3.3.2 Kết mô 59 KẾT LUẬN 63 d oa nl w TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 a nv a lu ll u nf m tz n oi z m co l gm @ an Lu n va ac th Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn si C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an vi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Nghĩa tiếng Anh Từ viết tắt Nghĩa tiếng Việt a lu Artificial Magnetic Conductor Vật dẫn từ nhân tạo CDMA Code Division Muliple Đa truy nhập phân chia theo Access mã EBG Electromagnetic Band Gap Cấu trúc chắn dải điện từ FDD Frequency Division Duplex Song công theo tần số FDMA Frequency Division Muliple Đa truy nhập phân chia theo Access tần số TDD Time Division Duplex Song công theo thời gian TDMA Time Division Muliple Đa truy nhập phân chia theo Access thời gian n AMC n va p ie gh tn to d oa nl w a nv a lu ll u nf m tz n oi z m co l gm @ an Lu n va ac th Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn si C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an vii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Mơ hình anten [24] Hình 1.2 Sơ đ trở kháng anten [24] Hình 1.3 Hệ t a độ ph n t ch anten Hình 1.4 Giản đ ức xạ vô hƣớng anten [24] Hình 1.5 Giản đ ức xạ mặt ph ng E mặt ph ng H cho anten loa Hình 1.6 Sự quay vector điện trƣờng 12 a lu n Hình 1.7 Sự quay vector điện trƣờng 13 n va Hình 1.8 Độ rộng ăng thông 15 tn to p ie gh Hình 1.9 Cấu trúc điển hình anten vi dải [24] 15 Hình 1.10 Các dạng anten vi dải thông dụng 17 oa nl w Hình 1.11 Tiếp điện đƣờng vi dải 18 d Hình 1.12 Tiếp điện cáp đ ng trục 19 a lu a nv Hình 1.13 Tiếp điện ghép khe 20 ll u nf Hình 2.1 Anten mảng pha với chum tia đƣợc kiểm sốt 22 m Hình 2.2 Mơ hình Anten thích nghi 23 n oi tz Hình 2.3 Dạng hình h c mảng anten g m N phần tử 27 Hình 2.4 Hệ số mảng, t ng tín hiệu từ anten để tạo đầu z @ anten mảng pha 28 gm co l Hình 2.5 Cấu hình mảng điển hình 29 m Hình 2.6 Dịch chuyển anten 29 Lu an Hình 2.7 Vùng nhìn thấy vòng tròn đơn vị 34 n va ac th Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn si C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an viii Hình 2.8 Vùng Zero vùng nhìn thấy đƣợc phần tử mảng thống 36 Hình 2.9 Độ rộng búp sóng búp sóng phụ mảng đ ng 37 Hình 2.10 Ba phần tử anten tiếp nhận sóng ph ng 40 Hình 2.11 Độ lớn Y đƣợc biểu diễn nhƣ hàm góc phát xạ θ 42 Hình 3.1 Mơ hình anten đơn 51 Hình 3.2 Mơ hệ số phản xạ S11 anten đơn theo k ch thƣớc a lu tính tốn lý thuyết 54 n n va Hình 3.3 Mơ khảo sát thay đ i hệ số phản xạ S11 với giá trị Lpa tn to khác 54 p ie gh Hình 3.4 Kết mô hệ số phản xạ S11 tần số 28 GHz 55 Hình 3.5 Mơ đ thị xạ anten đơn tần số 28 GHz: (a) Đ thị oa nl w xạ 2D, ( ) Đ thị xạ 3D 56 d Hình 3.6 Mơ hình anten mảng phần tử: (a) Anten mảng (b) Anten a lu mảng 58 a nv ll u nf Hình 3.7 Mơ hệ số phản xạ S11 anten mảng 59 m Hình 3.8 Mô hệ số phản xạ S11 anten mảng 59 n oi tz Hình 3.9 Mơ đ thị xạ anten mảng 1: (a) Đ thị xạ 2D, (b) Đ thị xạ 3D 60 z gm @ Hình 3.10 Mơ đ thị xạ anten mảng 2: (a) Đ thị xạ 2D, ( ) Đ thị xạ 3D 61 m co l an Lu n va ac th Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn si C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 52 ph ng đất phần qua lớp điện môi, phần qua không khí Lớp điện mơi khơng khí có hệ số điện mơi khác nhau, vậy, để giải vấn đề này, ta cần phải t nh đƣợc số điện môi hiệu dụng Giá trị số điện môi hiệu dụng đƣợc xác định theo công thức [24]: ⁄ [ ] (3.2) Chiều dài mặt xạ a lu Hiệu ứng viền khiến cho chiều dài xạ điện anten tăng lên n đoạn , đƣợc xác định công thức [24]: n va tn to ( )( ) (3.3) p ie gh ( Với )( ) độ dày lớp điện mơi oa nl w Khi đó, độ dài mặt xạ thực anten đƣợc xác định theo công d a nv a lu thức [24]: (3.4) ll u nf √ m Chiều rộng đƣờng tiếp điện ( tz n oi ) { z (3.5) ]} gm @ [ m co l Trong đó: (3.6) an Lu √ n va ac th Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn si C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 53 Chiều ài đƣờng tiếp điện ( ) (3.7) K ch thƣớc mặt ph ng đất (3.8) Từ k ch thƣớc tính tốn theo lý thuyết t ng hợp Bảng 3.1, anten đƣợc a lu n mô sử dụng phần mềm mô số Ansys Electronics Desktop để n va kiểm chứng kết tính tốn lý thuyết Kết mơ tần số cộng hƣởng tn to phần tử anten đơn theo k ch thƣớc t nh toán lý thuyết đƣợc trình bày p ie gh Hình 3.2 Quan sát từ hình 3.2 ta thấy anten đơn cộng hƣởng tần số 27,2 GHz, nhƣ theo tính tốn lý thuyết, anten đạt cộng hƣởng gần với tần số oa nl w thiết kế 28 GHz B ng 3.1 Các tham s tính tốn lý thuy t c a anten Wf 4,23 0,29 Lp Lf a lu Wp a nv d Ws 6,51 n( n ị: mm) ll u nf m Ls tz n oi 5,62 3,34 1,15 z m co l gm @ an Lu n va ac th Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn si C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 54 Hình 3.2 Mơ hệ số phản xạ S11 c a anten đơn theo k ch thƣớc t nh a lu toán lý thuyết n n va 3.2.2 T anten phần m m mô tn to Để xác định k ch thƣớc anten mà anten hoạt động tần p ie gh số thiết kế, anten đƣợc mô tối ƣu ằng cách thay đ i giá trị chiều dài xạ Lpa tham số k ch thƣớc khác đƣợc giữ cố định Kết oa nl w mô hệ số phản xạ anten đơn với giá trị Lpa khác đƣợc biểu diễn hình 3.3 Từ hình 3.3 ta thấy tần số cộng hƣởng d anten đơn dễ àng điều chỉnh đạt tần số cộng hƣởng thiết kế thay a lu a nv đ i giá trị Lpa thay đ i từ 3,1 mm đến 3,5 mm ll u nf m tz n oi z m co l gm @ Hình 3.3 Mơ khảo sát thay đổi hệ số phản xạ S11 với giá trị Lpa khác an Lu n va ac th Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn si C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 55 Sau tối ƣu phối hợp trở kháng sử dụng vịng trịn kht bán kính Rcg=2mm mặt ph ng đế, ta xác định đƣợc giá trị k ch thƣớc tối ƣu để anten cộng hƣởng tần số thiết kế 28 GHz Từ kết mô Hình 3.4, anten đạt cộng hƣởng tần số trung tâm 28 GHz với ăng thông -10dB GHz độ sâu cộng hƣởng đạt -23,6 dB a lu n n va p ie gh tn to Hình 3.4 Kết mơ hệ số phản xạ S11 tần số 28 GHz oa nl w Anten đơn có đ thị xạ dạng đ ng hƣớng mặt ph ng với hệ d số tăng ch đỉnh đạt 7,7 dBi Kết mô đ thị xạ anten đơn a lu ll u nf diễn Bảng 3.2 a nv biểu diễn hình 3.5 Các tham số k ch thƣớc tối ƣu anten đơn đƣợc biểu m tz n oi z m co l gm @ an Lu n va ac th Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn si C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 56 (a) a lu n n va p ie gh tn to oa nl w d (b) a lu Hình 3.5 Mơ đồ thị xạ c a anten đơn tần số 28 GHz: (a) Đồ thị xạ a nv 2D, (b) Đồ thị xạ 3D u nf B ng 3.2 Các tham s kí ct a anten ll Wp Wf 4,2 0,3 Ls Lp 3,3 tz n oi m Ws Rcg z l gm @ Lf 1,15 m co an Lu n va ac th Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn si C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 57 3.3 Thiết kế anten mảng phần tử có hệ số tăng ch lớn 3.3.1 Mơ hình anten mảng đề xuất Trong phần này, hai mơ hình anten mảng phần tử đơn đƣợc thiết kế, mơ so sánh đặc tính xạ Cả hai mơ hình anten mảng sử dụng mạng tiếp điện chia công suất vi dải với trở kháng đầu vào chia 50 Anten mảng thứ mảng tuyến tính chiều 18 phần tử, phần tử anten đơn anten có k ch thƣớc tham số điện mơi đƣợc thiết kế tối ƣu phần trƣớc Mạng tiếp điện cho anten mảng chia công suất a lu đều, đ ng iên đ ng pha đầu vào phần tử xạ Trong đó, n n va anten mảng thứ hai mảng chiều 24 phần tử, sử dụng chia công suất tn to không để làm mạng tiếp điện K ch thƣớc chi tiết mạng tiếp điện hai anten mảng đƣợc trình bày Hình 3.6 p ie gh d oa nl w a nv a lu ll u nf m tz n oi z m co l gm @ an Lu n va ac th Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn si C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 58 a lu n n va (a) p ie gh tn to d oa nl w a nv a lu ll u nf m tz n oi z l gm @ (b) Hình 3.6 Mơ hình anten mảng phần tử: (a) Anten mảng (b) Anten mảng m co an Lu n va ac th Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn si C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 59 3.3.2 Kết mơ Hình 3.7 3.8 trình bày kết qủa mô hệ số phản xạ S11 anten mảng anten mảng Kết mô cho thấy hai anten mảng đạt cộng hƣởng tần số thiết kế, có dịch chuyển không đáng kể so với tần số cộng hƣởng trung tâm 28 GHz anten đơn Cụ thể anten mảng cộng hƣởng tần số trung tâm 27,875 GHz, anten mảng cộng hƣởng tần số 27,95 GHz a lu n n va p ie gh tn to oa nl w d Hình 3.7 Mô hệ số phản xạ S11 c a anten mảng a nv a lu ll u nf m tz n oi z co l gm @ m Hình 3.8 Mơ hệ số phản xạ S11 c a anten mảng an Lu n va ac th Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn si C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 60 a lu n n va (a) p ie gh tn to d oa nl w a nv a lu u nf ll (b) m n oi Hình 3.9 Mơ đồ thị xạ c a anten mảng 1: (a) Đồ thị xạ 2D, (b) Đồ thị tz xạ 3D z m co l gm @ an Lu n va ac th Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn si C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 61 a lu (a) n n va p ie gh tn to d oa nl w a lu (b) a nv Hình 3.10 Mơ đồ thị xạ c a anten mảng 2: (a) Đồ thị xạ 2D, (b) Đồ ll u nf thị xạ 3D m Đặc tính xạ đƣợc khảo sát hệ số tăng ch đỉnh đ thị n oi tz xạ anten mảng Kết mô đ thị xạ anten mảng mảng đƣợc biểu diễn hình 3.9 3.10 Quan sát từ kết ta z gm @ thấy, hai mảng anten xạ định hƣớng với sóng hẹp nhiều so với anten đơn Điều chứng tỏ mạng tiếp điện mảng anten phối l co hợp thực xạ theo lý thuyết hoạt động mảng anten Anten m mảng đạt hệ số tăng ch đỉnh 10,9 Bi, anten mảng đạt hệ an Lu số tăng ch đỉnh 14,7 dBi n va ac th Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn si C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 62 Nhƣ vậy, cách thay đ i xếp vị trí phần tử anten đơn từ mảng chiều 1x8 phần tử sang mảng chiều 2x4 phần tử, anten mảng đề xuất đạt hệ số tăng ch đỉnh lớn 3,8 B so với mảng anten chiều truyền thống a lu n n va p ie gh tn to d oa nl w a nv a lu ll u nf m tz n oi z m co l gm @ an Lu n va ac th Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn si C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 63 KẾT LUẬN Chƣơng trình ày lý thuyết t ng quan anten vi dải, tập trung giới thiệu tham số ản anten, cấu tạo nguyên lý hoạt động anten vi dải, anten đƣợc sử dụng để thiết kế phần tử xạ đơn mảng Trong đó, chƣơng trình bày lý thuyết anten mảng, ứng dụng anten mảng thông tin động Nội dung thiết kế luận văn đƣợc trình bày chƣơng Cụ thể, a lu anten vi dải tiếp điện đƣờng truyền vi dải đƣợc thiết kế thành công n n va với k ch thƣớc nhỏ g n, hoạt động tần số 28 GHz Đ y tần số cho hệ tn to thống thông tin dải ƣớc sóng mm Hai mơ hình anten mảng chiều 1x8 p ie gh phần tử chiều 2x4 phần tử đƣợc thiết kế, mô để đƣa đề xuất lựa ch n mảng anten phù hợp có hệ số tăng ch lớn oa nl w Hƣớng phát triển c a luận ăn: Trong thời gian tới, luận văn cần thực số nội dung sau để hoàn d a nv a lu thiện kết nghiên cứu luận văn: - Tối ƣu mạng tiếp điện để giảm xạ ngƣợc xạ phụ u nf - Chế tạo đo thực nghiệm tham số S11, hệ số tăng ch hai ll m anten mảng thiết kế, mô tz n oi z m co l gm @ an Lu n va ac th Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn si C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Al-Hasan, M J., Denidni, T A., & Sebak, A R (2013) Millimeterwave EBG-based aperture-coupled dielectric resonator antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 61(8), 4354–4357 [2] Alhalabi, R A., & Rebeiz, G M (2008), “High-efficiency angled-dipole antennas for millimeter-wave phase array applications,” IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol 56, no 10, pp 3136– 3142 a lu [3] Balanis, C A.,(2016), Antenna theory: analysis and design, John Wiley & Sons n n va p ie gh tn to [4] Cheng, C.-Y., Chen, J.-P., Su, H.-L., & Lin, K.-H (2017) A wide-band square slot antenna array with superstrate and electromagnetic band-gap reflector for 60 GHz applications IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 65(9), 4618–4625 oa nl w [5] Chen, Z., & Chia, M Y W (2015), Broadband planar antennas design and application (Chinese) National Defense Industry Press d [6] Dadgarpour, A., Zarghooni, B., & Denidni, T A (2014) High-gain planar Bow-tie antenna using zero index metamaterial In Proceedings of the IEEE antennas and propagation society international symposium (APS-URSI) (pp 533–534) a nv a lu u nf ll [7] El-Hameed, A S A., Barakat, A., Abdel-Rahman, A B., Allam, A., Pokharel, R K., & Yoshitomi, K (2018), “Broa an printe -dipole antenna for future 5g applications an wireless communication,” IEEE Radio and Wireless Symposium (RWS), pp 106–108 m tz n oi z [8] Elboushi, A., Haraz, O M., Sebak, A., & Denidni, T (2010) A new circularly polarized high gain DRA millimeter-wave antenna In Proceedings of the IEEE antennas propagation society international symposium (APS-URSI) (pp 1–4) co l gm @ m [9] Li, R., Wu, T., Pan, B., Lim, K., Laskar, J., & Tentzeris, M M (2009), “Equivalent-circuit analysis of a broadband printed dipole with adjusted integrate alun an an array for ase station applications,” IEEE an Lu n va ac th Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn si C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 65 Transactions on Antennas and Propagation, vol 57, no 7, pp 2180– 2184 [10] Liu, P., Zhu, X., Tang, H., Wang, X & Hong, W (2017), “Tapere slot antenna array for 5g wireless communication systems,” Sixth AsiaPacific Conference on Antennas and Propagation (APCAP), pp 1–3 [11] Liu, X., & Guo H (2007), Microwave technology and antennas (Chinese) Xidian University Press a lu [12] Parchin, N.O., Shen, M., & Pedersen, G F (2016), “En -fire phased array 5g antenna design using leaf-shaped bow-tie elements for 28/38 ghz mimo applications,” IEEE International Conference on U iquitous Wireless Broadband (ICUWB), Oct 2016, pp 1–4 n n va p ie gh tn to [13] Rabbani, M S., & Ghafouri-Shiraz, H (2017) High gain microstrip antenna array for 60 GHz band point to point WLAN/WPAN communications Microwave and Optical Technology Letters, 59(3), 511–514 oa nl w [14] Rappaport, T S., Murdock, J N., & Gutierrez, F (2011) State of the art in 60-GHz integrated circuits and systems for wireless communications Proceedings of the IEEE, 99(8), 1390–1436 d [15] Roy, P., Vishwakarma, R K., Jain, A., & Singh, R (2016), “Multiband millimeter wave antenna array for 5g communication,” International Conference on Emerging Trends in Electrical Electronics Sustainable Energy Systems (ICETEESES), March 2016, pp 102–105 a nv a lu u nf ll [16] Singh, H., Prasad, R., & Bonev, B (2018) The studies of millimeter waves at 60 GHz in outdoor envi- ronments for IMT applications: A state of art Wireless Personal Communications, 100, 463–474 m tz n oi z [17] Smulders, P (2002) Exploiting the 60 GHz band for local wireless multimedia access: Prospects and future directions IEEE Communications Magazine, 40(1), 140–147 gm @ m co l [18] Su, R., Gao, P., Wang, R., & Wang, P (2018) High-gain broadside dipole planar AMC antenna for 60 GHz applications Electronics Letters, 54(7), 407–408 an Lu n va ac th Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn si C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn
Ngày đăng: 31/07/2023, 20:16
Xem thêm:
