anten siêu băng thông thu nhỏ mới

TIỂU LUẬN MÔN ANTEN- TRUYỀN SÓNG NHÓM B Giáo viên hướng dẫn: Ths Phạm Minh Nam Sinh viên thực hiện: ANTEN SIÊU BĂNG THÔNG THU NHỎ MỚI Tóm tắt: viết trình bày loại anten siêu băng thông (UWB) thu nhỏ Hai kiểu anten đưa dựa sở anten đơn cực thông thường Anten xoay cắt bớt Anten cải tiến không phù hợp với yêu cầu băng thông rộng mà nhỏ gon Những phân tích chi tiết đưa để xác định đặc tính loại anten Và suy hao, phân chia dòng, kiểu xạ, độ lợi anten trình bày Loại anten đề cập viết phù hợp với truyền không dây, vệ tinh, mạng điện thoại di động với triển vọng tốt I.Giới thiệu: Trong tương lai, cần nhu cầu lớn thiết kế anten cho hệ thống uwb Gần đây, anten đơn cực tập trung cho anten UWB Nó thỏa mãn tất yêu cầu thiết bị không dây đạt hiệu suất xạ tốt băng thông rộng Thêm vào có thêm lợi chế tạo đơn giản, xử lý thuận tiện, giá thành thấp… Anten đơn cực thông thường cấu trúc phẳng phản xạ vuông góc với xạ Điều khiến chiếm không gian lớn Dẫn đến không phù hợp với anten thu nhỏ Để cải thiện đặc điểm này, dùng đĩa tròn phẳng đơn cực Bộ xạ, mặt phẳng đất nguồn cung cấp anten lắp mặt phẳng Điều làm cho cấu trúc anten trở nên nhỏ gọn giúp có tính thực tiễn cao Vì điều chiều cao giảm đáng kể Hai dạng anten đĩa đơn cực UWB thu nhỏ đươc đề cập viết này: đĩa tròn đơn cực xoay thu ngắn Mặc dù không nằm mặt phẳng giảm kích thước không gian II Anten đĩa tròn phẳng đơn cực: Đồng sắt chọn để làm Anten đĩa tròn phẳng đơn cực với độ dày khoảng 1mm Tấm xạ cắt thành hình tròn với bán kính r Tấm tiếp đất bao gồm miếng kim loại hình chữ nhật (mxn) Anten giữ đồng trục Lõi đồng trục nối với nguồn tín hiệu, vỏ kim loại bên nối với mặt phẳng đất Phần đĩa gắn để tiếp xúc với nguồn Khoảng cách phần h Các nguyên tắc áp dụng để đảm bảo thông số thiết kế phân tích mô CST Kiểu anten có thông số r=10.7mm,m=n=21.4mm,h=0.6mm, d=1mm, tần số cộng hưởng ghz Về cải tiến anten khả thi III Anten đĩa tròn đơn cực xoay góc cố định: A Cấu trúc bản: Với cấu trúc anten đĩa tròn phẳng ta xoay anten cho tạo với mặt phẳng đất góc cố định φ, cách làm giảm chiều dài anten B Suy hao: Suy hao số quan trọng anten Suy hao anten đĩa tròn đơn cực với góc φ=0° (không xoay), φ=10°, φ=30° φ=45° thể hình (0-60GHz) Mặc dù suy hao tang nhẹ ta mở rộng góc xoay φ dải tần số 2.5 đến 55 GHz suy hao nhỏ -10dB Điều cho thấy anten có 25 lần quãng tám trở kháng băng thông Trở kháng đầu vào anten (bao gồm phần thực phần ảo) cho góc 30 thể bảng Ta thấy phần thực dao động quanh mức 50Ω phần ảo giao động quanh mức 0Ω Phối hợp trở kháng tốt với cáp đồng trục 50Ω Trong khoảng cách ngắn, Anten đĩa tròn đơn cực xoay góc cố định đạt tính chất băng thông tốt C Sự phân phối dòng Điều đượchiểu làsựcộng hưởng tần sốnhỏ củatrở kháng băngrộng quyếtđịnh kích thước đĩa Đây thong số (công năng) biểu diễn giải thích (làm sang tỏ) tổng quát (cái nhìn chung) phân bố dòng Sự phân bốdòngtại 3GHz, 6GHz, 10GHz biểu diễn hình (ϕ = 300) Dòng chủ yếu phân bố trải dài bên cạnh đĩatròn Điều cho biết cộng hưởng tần số kích thước củađĩa có liên quan đến Như đĩa tròn đơn cực xem (tương đương như) anten lưỡng cực vô cùng, tất chúng có chung feed point Kích thước đĩa (định nghĩa chủ yếu) chủ yếu xác định cộng hưởng tầnsố Điều cóthể thấy hình Bên cạnh đĩa, dòng phân bố theo kiểu bên cạnh đĩa vị trí mặt phẳng (mặt đáy) Sự phân phối vị trí mặt phẳng (mặt đáy) (làm) che kín đĩa tạo nên kết cấu (đồ thị) xạ Cho nên đạc tính anten có nhiềuviệc phải làmvới độ rộng chiều ngang vị trí mặt phẳng m (mặ tđáy) Kết hợp lạicó thể thấy thay đổi (liên tục) tần số Sự phân phối dòng ổn định D Mẩu xạ độ khuyêch đại Mẩu xạ độ khuyech đại yếu tố quan trọng để đánh giá biểu diễn ăng-ten Các mẫu xạ bình thường 3GHz, 6GHz 10GHz vẽ Hình (φ = 30 °) f = 3GHz, E-plane (mặt phẳng xy) mô hình giả định phân phối đối xứng trục x trục y tần số tăng lên 6GHz 10GHz, độ khuyech đại trục y có hướng tăng, phạm vi tăng từ ~ 10dB Trong tần số, H-plane (plane xz) mô hình gần theo hướng phân bố đối xứng quanh trục z, đặc biệt f = 3GHz, đa hướng tăng tần số, độ khuyech dai theo trục – z có hướng giảm 10dB, độ khuyech dai theo trục-x có hướng giảm 8dB so với độ khuyêch đại lớn (± 30 ° trục z hướng) Hình minh họa mô độ khuyêch đại tối đa ăng-ten đề xuất cho φ = 10 °, φ = 30 ° φ = 45 ° Nó thay đổi độ khuyech đại tối đa ~ dB dải tần số 2,5 ~ 55GHz Với gia tăng tần số, độ khuyech đại tăng mức tối đa Khi f = 50GHz, độ khuyech đại tối đa lớn 6,5 dB Độ khuyêch đại tối đa có ổn định tốt toàn dải tần số Hình Phân phối dòng đĩa tròn đơn cực với góc (φ＝30°) Hình Mẩu xa đĩa tròn đơn cực với góc (φ＝30°) Hình Độ khuếch đại tối đa đĩa tròn đơn cực với góc IV Anten đĩa tròn đơn cực bị bớt chiều dài xác định: A Cấu trúc: Từ cấu trúc bản, anten bị bớt phần chiều dài cạnh Phần chiều dài lại ta đặt tên w Hình B Suy hao: Suy hao anten với chiều dài w=2r=21.4mm (không bị bớt), w=15mm, w=10.7mm＝cắt đến trung tâm đĩa)và w=5mm biểu diễn hình (0~60GHz) Mặc dù suy hao thay đổi chiều dài đĩa bị cắt bớt phạm vi dao động không đáng kể Trong giải tần 2.5~55GHz, suy hao nhỏ 10dB với trường hợp Trở kháng đầu vào anten cho trường hợp w=15mm thể hình Nó cho thấy phần thực trở kháng dao động quanh mức 50 Ω phần ảo dao động quanh mức 0Ω Trở kháng dao động nhẹ dải tần 2.5~55GHz Vì vậy, ăng-ten băng thông có đặc điểm tốt với lượng 25 lần quãng tám băng thông trở kháng C Phân bố dòng: Dòng phân bố 10GHz, 30GHz, 50GHz thể hiên hình 10(w=15mm) Ta thấy tần số tăng, dòng phân bố anten thể tính tuần hoàn nhìn chung tập trung cạnh đĩa cạnh mặt phẳng đất D Mô hình xạ độ lợi: Các mẫu xạ bình thường 10GHz, 30GHz 50GHz thể Hình 11 (w = 15mm) Người ta nhận thấy phân bố điện trường phân bố đối xứng qua trục y Mô hình xạ lên xuống theo thay đổi tần số Mô hình từ trường tương tự 30GHz 50GHz Mô hình từ trường giả định phân bố trục z Độ định hương tương đối tốt ±45° trục z hướng theo trục x Khi f = 10GHz, độ lợi trục x độ định hướng trục x giảm khoảng 5dB so với mức cao (± 25 ° hướng trục z) Hình 12 minh họa mô đọ lợi tối đa anten đề xuất cho w = 15mm, w = 10.7mm w = 5mm Nó cho thấy độ lợi tối đa ổn định toàn băng tần Nó dao động tối đa 6~7 dB với dải tần 2.5~55GHz Khi tần số tăng độ lợi tối đa tăng theo Khi f =50GHz Độ lợi tối đa đạt 6dB V Kết luận: Hai dạng anten đĩa đơn cực phân tích chi tiết viết Lý thuyết phương pháp thiết kế dựa anten đĩa đơn cực phẳng Các hiệu ứng xạ dòng phân bố nghiên cứu Trong thành phần trở kháng so sánh thu kết rõ rang hiệu Kết cho thấy loại anten đạt hiệu suất băng thông tốt Suy hao 10dB cho dải tần 2.5GHz to 55GHz Hai loại anten cải tiến hiệu anten đĩa phẳng, cấu trúc không gian thu nhỏ cấu trúc đơn giản, chi phí thấp lợi ích khác Loại anten phù hợp với việc thiết kế anten UWB tương lai  .. .ANTEN SIÊU BĂNG THÔNG THU NHỎ MỚI Tóm tắt: viết trình bày loại anten siêu băng thông (UWB) thu nhỏ Hai kiểu anten đưa dựa sở anten đơn cực thông thường Anten xoay cắt bớt Anten cải... hiệu Kết cho thấy loại anten đạt hiệu suất băng thông tốt Suy hao 10dB cho dải tần 2.5GHz to 55GHz Hai loại anten cải tiến hiệu anten đĩa phẳng, cấu trúc không gian thu nhỏ cấu trúc đơn giản,... đơn giản, xử lý thu n tiện, giá thành thấp… Anten đơn cực thông thường cấu trúc phẳng phản xạ vuông góc với xạ Điều khiến chiếm không gian lớn Dẫn đến không phù hợp với anten thu nhỏ Để cải thiện