báo cáo anten và truyền sóng đề tài l c matching

Vẽ băngthông với khoảng cách từ tải đến thành phần PHTK.. Vẽ 1/BWvới khoảng cách từ tải đến thành phần PHTK... GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI1.1 Mục tiêu đề tàiMục đích của bài tập là để PHTK một tải

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

BÁO CÁO

ANTEN VÀ TRUYỀN SÓNGĐề tài:

MỤC LỤC

1.1 Mục tiêu đề tài 11.2 Yêu cầu của đề tài 1

2.1 Thông số kỹ thuật 22.2 Thực nghiệm 22.2.1 Vị trí và độ lớn của các thành phần với 4 kiểu PHTK 22.2.2 Công suất phản xạ trong mỗi trường hợp trong một dải tần số

(xấp xỉ) 400Mhz, với tần số trung tâm 1GHz Tìm -20dB băngthông 32.2.3 Sử dụng RFSim99 vẽ |S11| trong dB trong mỗi trường hợp 52.2.4 Bảng kết quả và giải thích sự thay đổi của băng thông Vẽ băng

thông với khoảng cách từ tải đến thành phần PHTK Vẽ 1/BWvới khoảng cách từ tải đến thành phần PHTK Nhận xét 11

DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 2.1 Kết quả PHTK của 4 trường hợp 2

Hình 2.2 Vị trí các điểm PHTK trên đồ thị Smith 2

Hình 2.3 Đồ thị băng thông cắt tại công suất phản xạ -20dB 3

Hình 2.4 Đồ thị giữa băng thông với hệ số VSWR 3

Hình 2.5 Các điểm trở kháng trên đồ thị Smith 4

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Kết quả thực nghiệm 11

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

1.1 Mục tiêu đề tài

Mục đích của bài tập là để PHTK một tải 200Ω với một đường truyền 50Ω, hiệusuất được đánh giá theo băng thông mà ở đó PHTK là chấp nhận được Ta có thể dễdàng thiết kế đường truyền PHTK cho một tần số nhờ tính toán bằng tay, nhưng đối vớibăng thông thì điều đó sẽ khó thực hiện Ở đây, ta sẽ PHTK và xác định băng thông sửdụng MATLAB và kiểm tra các giá trị của các thành phần sử dụng phần mềm mô phỏngRFSim99.

1.2 Yêu cầu của đề tài

Với 4 kiểu PHTK: nối tiếp cuộn cảm, nối tiếp tụ điện, song song cuộn cảm, songsong tụ điện, hãy:

•Tìm vị trí và độ lớn của các thành phần với 4 kiểu PHTK trên.

•Tính công suất phản xạ trong mỗi trường hợp trong một dải tần số (xấp xỉ) 400Mhz,với tần số trung tâm 1GHz Tìm -20dB băng thông.

•Vẽ |S11| trong dB trong mỗi trường hợp sử dụng RFSim99.

•Vẽ kết quả vào một bảng và giải thích tại sao băng thông thay đổi Vẽ băng thôngvới khoảng cách từ tải đến thành phần PHTK Vẽ 1/BW với khoảng cách từ tải đếnthành phần PHTK Nhận xét.

CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH VÀ THỰC NGHIỆM

2.1 Thông số kỹ thuật

•R tải: 200Ω, R đường truyền: 50Ω•Công suất phản xạ: -20dB• f0= 1GHz, εr= 4

2.2 Thực nghiệm

2.2.1 Vị trí và độ lớn của các thành phần với 4 kiểu PHTK

Bằng việc chạy file code matchzload.m trên MATLAB, ta thu được kết quả PHTKcủa 4 trường hợp như sau:

Hình 2.1 Kết quả PHTK của 4 trường hợp

Hình 2.2 Vị trí các điểm PHTK trên đồ thị Smith

2.2.2 Công suất phản xạ trong mỗi trường hợp trong một dải tần số (xấp xỉ) 400Mhz,với tần số trung tâm 1GHz Tìm -20dB băng thông

Bằng việc chạy file code ass3.m trên MATLAB, ta thu được các đồ thị như sau:

ECE123 Assignment 3, Reflected Power, W A Coles, 27-Jan-2023

Hình 2.3 Đồ thị băng thông cắt tại công suất phản xạ -20dB

ECE123 Assignment 3, VSWR, W A Coles, 27-Jan-2023

Hình 2.4 Đồ thị giữa băng thông với hệ số VSWR

Hình 2.5 Các điểm trở kháng trên đồ thị Smith

Hình 2.5 biểu diễn các điểm trở kháng tải trên đồ thị Smith trong mỗi trường hợpPHTK, tại các tần số fminvà fmaxcủa băng thông Thông thường, nếu PHTK ở f0thì sẽđạt được công suất phản xạ xấp xỉ 0 và ZL=Z0nhưng với bài toán này, vẫn mắc tải vàL/C có giá trị như cũ nhưng yêu cầu băng thông đo ở mức công suất phản xạ -20dB, tứclà PHTK cho 1 băng thông chứ ko còn là tại 1 giá trị f0= 1GHz nữa Từ đó dẫn đến rằng,trở kháng tải cũng sẽ khác.

Hình 2.3 miêu tả mối quan hệ giữa f và công suất phản xạ, cho thấy rằng: cànggần f0thì công suất phản xạ càng nhỏ và ngược lại.

2.2.3 Sử dụng RFSim99 vẽ |S11| trong dB trong mỗi trường hợp2.2.3.1 Trường hợp PHTK sử dụng phần tử L mắc nối tiếp

Hình 2.6 PHTK sử dụng phần tử L mắc nối tiếp

2.2.3.2 Trường hợp PHTK sử dụng phần tử C mắc nối tiếp

Hình 2.7 PHTK sử dụng phần tử C mắc nối tiếp

2.2.3.3 Trường hợp PHTK sử dụng phần tử L mắc song song

Hình 2.8 PHTK sử dụng phần tử L mắc song song

2.2.3.4 Trường hợp PHTK sử dụng phần tử C mắc song song

Hình 2.9 PHTK sử dụng phần tử C mắc song song

2.2.4 Bảng kết quả và giải thích sự thay đổi của băng thông Vẽ băng thông vớikhoảng cách từ tải đến thành phần PHTK Vẽ 1/BW với khoảng cách từ tảiđến thành phần PHTK Nhận xét

2.2.4.1 Bảng kết quả và giải thích

Bảng 2.1 Kết quả thực nghiệmTrường

hợp PHTK

Khoảng cáchđến tải

Điện kháng/

Nối tiếp

L l = 0.011062 75.029554 Ω 1.194132×10−8H 138Nối tiếp

C l = 0.063917 -74.931385 Ω 2.124009×10−12F 35Song song

L l = 0.026417 -0.029973 S 5.310023×10−9H 77Song song

C l = 0.048562 0.030012 S 4.776530×10−12F 170

Sự thay đổi của băng thông là do khoảng cách từ điểm PHTK đến tải thay đổi:

•Trường hợp mắc nối tiếp phần tử điện kháng: Nếu điểm PHTK càng gần tải thì băngthông càng rộng.

•Trường hợp mắc song song phần tử điện kháng: Nếu điểm PHTK càng gần tải thìbăng thông càng hẹp.

2.2.4.2 Đồ thị băng thông với khoảng cách từ tải đến thành phần PHTKChú thích: