0780 nghiên cứu thiết kế anten mảng có độ lợi lớn ứng dụng cho hệ thống thông tin ở bước sóng milimet luận văn tốt nghiệp

BỘGIÁODỤCVÀĐÀOTẠO TRƢỜNGĐẠIHỌCQUYNHƠN VÕTHÀNHPHÁP NGHIÊNCỨU,THIẾTKẾANTENMẢNGCĨ ĐỘLỢILỚNỨNG DỤNGCHO HỆ THỐNG THƠNG TIN ỞBƢỚCSĨNGMM LUẬNVĂNTHẠCSĨKỸ THUẬTVIỄNTHƠNG BìnhĐịnh–Năm2021 VÕTHÀNHPHÁP NGHIÊNCỨU, THIẾTKẾANTENMẢNGCĨĐỘLỢILỚNỨNGDỤNGCHO HỆTHỐNG THƠNGTINỞ BƢỚCSĨNGMM Chuyên ngành: Kỹ thuật viễn thôngMãsố:8520208 Ngƣờihƣớngdẫn:TS.HuỳnhNguyễnBảoPhƣơng LỜICAMĐOAN Tôi xin cam đoan kết đề xuất luận văn bảnthân thực suốt thời gian làm luận văn Các kết đạt đƣợc làchínhxác vàtrungthực Tácgiảluậnvăn VõThành Pháp LỜICẢMƠN Tơi xin gửi lời cảm ơn đến Quý Thầy Cô khoaKỹ thuật Côngnghệđã tạo điều kiện, giúp đỡ trang bị cho kiến thức quý báu.Tôi xin chân thành cảm ơn thầyTS Huỳnh Nguyễn Bảo Phƣơngđã hƣớngdẫn tận tìnhvàgiúpđỡtơihồn thànhluận văn đúngthời hạn Tuynhiên,dohạnchếvềmặtthờigiancũngnhƣnănglựcbảnthânnênnộidungcủabài luận văn không tránh khỏi thiếu sót cần hồn thiệnthêm.Kínhmong sựđóng gópýkiếncủaQThầyCơ MỤCLỤC CHƢƠNG1 LỜICAM ĐOAN i LỜICẢM ƠN ii MỤCLỤC iii DANHMỤC TỪ VIẾTTẮT vi DANHMỤC HÌNH VẼ vii DANHMỤC BẢNG BIỂU .ix MỞĐẦU CHƢƠNG1: LT H U Y Ế T VỀANTENVIDẢI 1.1 T ngquanvềanten 1.1.1 Kháiniệm 1.1.2 Các thông sốcơả n củaanten 1.1.2.1 Trởkhángvàocủaanten 1.1.2.2 Hệsốđịnhhƣớngvàđộtăngc h 1.1.2.3 Giảnđứ c 1.1.2.4 Mậtđộ côngsuấtvàcƣờng độứ c xạ 1.1.2.5 Hiệusuấtcủaanten 11 1.1.2.6 Phncực anten 12 1.1.2.7 Dảitần 13 x .6 1.2 Antenvi dải 15 1.2.1 Giớithiệuchungvềantenvidải 15 1.2.2 Các hìnhdạngcơả n củaantenvidải 16 1.2.3 Cácphƣơngpháptiếp điệnantenvi dải .18 1.2.3.1 Tiếpđiệnbằngđƣờngvi dải .18 1.2.3.2 Tiếpđiệnbằng cápđngtrục .19 1.2.3.3 Tiếpđiệnbằngghépkhe 19 CHƢƠNG2: TỔNGQUANVỀANTEN MẢNG 21 2.1 Giới thiệuvềantenmảng 21 2.1.1 Anten mảngpha 21 2.1.2 Anten mảngthíchnghi 22 2.2 Cácđặctínhvànguyênlýhoạtđộng củaantenmảng 24 2.2.1 Cácđặc tính 24 2.2.2 Nguyên tắc hoạtđộng 27 2.2.3 Sựchuyểndịchpha .29 2.2.4 Nhânđt h ị phƣơnghƣớng 30 2.2.5 Mảng đngnhất chiều 31 2.2.6 Vùng nhìnthấy 33 2.2.7 Mảng đngnhất .34 2.2.8 Độrộngbúpsóng 38 2.2.9 Lợiíchcủaantenmảng 40 2.2.10 Mạng cấpđiệnchomảng 42 2.3 Cácứngdụngcủaanten mảngtrong3G,4G 43 2.3.1 Thựctrạngthôngtindiđộngngàynay .43 2.3.2 Ứngdụngcủaantenmảng trongthông tindiđộng 45 2.3.2.1 Điềukhiểnbúpsóng 45 2.3.2.2 Khửnhiễu 45 CHƢƠNG 3:THIẾT KẾ ANTEN MẢNG PHẦN TỬ CĨ HỆ SỐ TĂNGÍCHLỚN 49 3.1 Giớithiệuchƣơng 49 3.2 Thiếtkếphầntửanten đơn 50 3.2.1 Mơhình antenđơnđềxuất .50 3.2.2 Tốiƣuantenbằngphầnmềmmôphỏng 54 3.3 Thiết kếanten mảng 8phần tửcó hệsốtăngc h lớn 57 3.3.1 Mơhình antenmảng đềxuất 57 3.3.2 Kếtquảmôphỏng 59 KẾTLUẬN 63 TÀILIỆUTHAMKHẢO 64 DANHMỤCTỪVIẾTTẮT Từviết tắt Nghĩa tiếng Anh Nghĩatiếng Việt AMC ArtificialMagneticConductor Vậtdẫntừnhântạo CDMA CodeDivisionMuliple Đatruynhậpphân chiatheo Access mã EBG ElectromagneticBandGap Cấutrúcchắndảiđiệntừ FDD FrequencyDivisionDuplex Songcôngtheotầnsố FDMA FrequencyDivisionMuliple Đatruynhậpphân chiatheo Access tầnsố TDD TimeDivisionDuplex Songcôngtheo thờigian TDMA TimeDivisionMuliple Đatruynhậpphân chiatheo Access thờigian DANHMỤCHÌNHVẼ Hình1.1 Mơhìnhanten [24] Hình1.2 Sơđotrởkhánganten [24] Hình 1.3 Hệtoađộ phn tch anten Hình1.4Giảnđoứ c xạvơhƣớngcủaanten[24] Hình1.5 Giản đo ứcxạtrong mặt phngEvàmặt phng Hchoanten loa .8 Hình1.6Sựquaycủavectorđiệntrƣờng 12 Hình1.7Sựquaycủavectorđiệntrƣờng 13 Hình1.8 Độrộngă n g t h n g 15 Hình1.9 Cấu trúcđiển hình củaantenvidải[24] .15 Hình1.10 Cácdạngantenvidảithơngdụng 17 Hình1.11Tiếpđiệnbằngđƣờngvidải 18 Hình 1.12 Tiếpđiệnbằng cápđong trục 19 Hình 1.13 Tiếpđiệnbằngghépkhe 20 Hình2.1Antenmảngphavớicácchumtiađƣợckiểmsốt .22 Hình2.2MơhìnhAntenthíchnghi .23 Hình 2.3 Dạng hìnhhoccủamộtmảngantengomNphần tử 27 Hình2.4Hệsốmảng,tongcáctínhiệutừcácantenđểtạođầuratrongmộtanten mảng pha .28 Hình2.5Cấu hìnhmảng điểnhình 29 Hình2.6Dịchchuyểnanten 29 Hình 2.7 Vùngnhìn thấytrên vịngtrịnđơn vị 34 Hình2.8VùngZerovàcácvùngnhìnthấyđƣợccủa8phầntửmảngthốngnhất 36 Hình2.9 Độrộngbúp sóng chínhvàbúpsóng phụcủamảng đongnhất .37 Hình 2.10 Baphần tửantentiếpnhận sóng phang 40 Hình2.11ĐộlớncủaYđƣợcbiểudiễnnhƣlàmộthàmcủagócphátxạθ 42 Hình3.1.Mơhìnhantenđơn 51 Hình3.2MơphỏnghệsốphảnxạS11củaantenđơntheocáckchthƣớcđãtínhtốnl ý thuyết 54 Hình3.3MơphỏngkhảosátsựthayđoihệsốphảnxạS11vớicácgiátrịLpa khácnhau .54 Hình3.4K ế t q u ả mô phỏnghệsố phản xạS11tại tần số28GHz 55 Hình3.5Mơphỏngđothịbứcxạcủaantenđơntạitầnsố28GHz:(a)Đothịbứcxạ2D, (b)Đothịbứcxạ3D 56 Hình3 M ô h ì n h a n t e n m ả n g p h ầ n t : ( a ) A n t e n m ả n g v ( b ) A n t e n mảng2 58 Hình3.7MơphỏnghệsốphảnxạS11củaanten mảng .59 Hình3.8MơphỏnghệsốphảnxạS11củaanten mảng .59 Hình3.9Mơphỏngđothịbứcxạcủaantenmảng1:(a)Đothịbứcxạ2D,(b)Đothịbức xạ3D 60 Hình3.10Mơphỏngđothịbứcxạcủaantenmảng2:(a)Đothịbứcxạ2D,(b) Đothịbứcxạ3D 61