1. Trang chủ
  2. » Kỹ Thuật - Công Nghệ

Thiết kế anten vi dải tự cấu hình hoạt động ở tần số 1.8 GHz hoặc 2.4 GHz và 1.8 hoặc 0.9GHz

29 125 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 29
Dung lượng 0,91 MB

Nội dung

Anten tự cấu hình tần số là anten có thể điều chỉnh tự động tần số hoạt động của mình. Chúng đặc biệt hữu ích trong những tình huống mà nhiều hệ thống thông tin liên lạc hội tụ vì nhiều anten cần thiết có thể được thay thế bằng một anten cấu hình lại duy nhất. Trong phần này tiến hành thiết kế và mô phỏng anten tự cấu hình tần số hoạt động ở các cặp tần số 2.4 và 1.8 GHz; 1.8 và 0.9GHz. Từ các thiết kế của anten cơ sở, đề xuất phương pháp khắc bề mặt vi dải và thêm vào các diode PIN làm chuyển mạch giúp anten hoạt động ở các tần số khác nhau phụ thuộc vào trạng thái ONOFF của diode.

Trang 1

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 2

Phần 1 3

CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ANTEN 3

1.1 Khái niệm về anten 3

1.2 Các kỹ thuật cấp nguồn cho anten 3

1.3 Giới thiệu về anten tự cấu hình 4

1.4 Đặc tính của anten tự cấu hình 4

1.5 Các loại anten tự cấu hình 4

1.5.1 Anten tự cấu hình tần số 4

1.5.2 Anten cấu hình bức xạ 4

1.5.3 Anten cấu hình phân cực 4

1.5.4 Anten tự cấu hình phối hợp 4

1.6 Công nghệ chuyển mạch anten 4

1.6.1 Chuyển mạch diode PIN 4

1.6.2 Chuyển mạch Transistor trường (FET) 4

1.6.3 Chuyển mạch cơ khí 4

1.7 Anten vi dải 4

1.7.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của anten vi dải 4

1.7.2 Công thức tính toán 4

1.7.4 Các thông số cơ bản của anten cấu hình Error! Bookmark not defined. Phần 2 4

THIẾT KẾ ANTEN TỰ CẤU HÌNH TẦN SỐ 4

2.1 Giới thiệu 4 2.2Thiết kế Error! Bookmark not defined KẾT LUẬN Error! Bookmark not defined.

LỜI NÓI ĐẦU

Trang 2

Thông tin đã xuất hiện từ khi con người biết dùng lửa, tiếng động, âmthanh, các kí hiệu tượng hình để liên lạc trao đổi Trải qua quá trình phát triểnnhu cầu thông tin liên lạc của con người cũng đòi hỏi phù hợp với thực tế lànhanh, chính xác và liên lạc trong khoảng cách xa.

Đóng góp vào thông tin liên lạc không thể không kể tới vai trò của anten,một thiết bị dùng để truyền đạt và thu nhận tín hiệu Để đáp ứng nhu cầu thôngtin liên lạc ngày càng phát triển thì công nghệ cũng phát triển theo xu hướng củathời đại là nhỏ gọn đa ứng dụng Đây là những điều tất yếu và anten cũng vậy nócũng phải nhỏ gọn để đáp ứng yêu cầu trên Chính vì vậy mà anten vi dải đãphát triển từ những năm 70 Đặc điểm nổi bật của anten này là nhỏ gọn, dễ chếtạo và có độ định hướng tương đối cao và đặc biệt là dễ tích hợp với hệ thống xử

lí tín hiệu

Nội dung của bài báo cáo gồm 2 phần

Phần 1: Giới thiệu tổng quan về anten tự cấu hình trong đó tập trung trìnhbày lí thuyết về anten, phân loại anten và các công nghệ chuyển mạch anten.Phần 2: Thực hiện thiết kế mô phỏng anten tự cấu hình sử dụng phần mềmHFSS, các kết quả đạt được và thảo luận

Cuối cùng đề tài trình bày về kết quả thu được và các định hướng phát triển

đề tài

Do kiến thức còn hạn hẹp nên trong quá trình làm không thể tránh được cácsai sót Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của thầy cô giáo và các bạn

để đồ án của chúng em được hoàn thiện hơn Qua đây, chúng em xin được gửi

lời cảm ơn chân thành tới cô giáo ThS Nguyễn Thị Kim Thu đã tận tình hướng

dẫn, giúp đỡ nhóm em trong thời gian qua

Trang 3

Phần 1

CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ANTEN

1.1 Khái niệm về anten

Anten là thiết bị dùng để bức xạ sóng điện từ hoặc thu nhận sóng từ khônggian bên ngoài Với sự phát triển của các kĩ thuật trong thông tin, ra đa điềukhiển…cũng đòi hỏi anten không đơn thuần làm nhiệm vụ bức xạ hay thu sóngđiện từ mà còn tham gia vào quá trình gia công tín hiệu

Trong trường hợp tổng quát, anten được hiểu là một tổ hợp bao gồm nhiều

hệ thống, trong đó chủ yếu nhất là hệ thống bức xạ hoặc cảm thụ sóng bao gồmcác phần tử anten ( dùng để thu hoặc phát), hệ thống cung cấp tín hiệu đảm bảoviệc phân phối năng lượng cho các phần tử bức xạ với các yêu cầu khác nhau( trường hợp anten phát ), hoặc hệ thống gia công tín hiệu ( trường hơp anten thu)

1.2 Các kỹ thuật cấp nguồn cho anten

Do anten vi dải có thành phần bức xạ trên một mặt của đế điện môi nên các

kỹ thuật để cấp nguồn cho anten vi dải lúc ban đầu là bằng cách dùng mộtđường truyền vi dải hoặc một probe đồng trục xuyên qua mặt phẳng đất nối đếnpatch kim loại của anten vi dải Việc lựa chọn cấp nguồn phụ thuộc vào nhiềuyếu tố khác nhau Tuy nhiên, yếu tố quan trọng nhất là hiệu suất truyền nănglượng giữa phần bức xạ và phần cấp nguồn tức là phải có sự phối hợp trở khánggiữa hai phần với nhau Ngoài ra, việc chuyển đổi trở kháng bước, việc uốncong, cũng làm phát sinh bức xạ rò và suy hao sóng mặt

Cấp nguồn bằng đường truyền vi dải

Việc kích thích cho anten vi dải bằng đường truyền vi dải trên cùng mộtlớp nền là một cách lựa chọn tự nhiên vì patch có thể được xem là một đườngtruyền vi dải hở và cả hai có thể được thiết kế trên cùng một mạch Tuy nhiên,

kỹ thuật này có vài hạn chế Đó là sự phát xạ không mong muốn từ đoạn feed

Trang 4

line khi kích thước đoạn feed line là đáng kể so với mặt bức xạ Hình 1.1 mô tảhình dạng và cách cấp nguồn bằng đường truyền vi dải cho anten vi dải Cáchcấp nguồn này là cách cấp nguồn thông dụng nhất trong anten vi dải.

Patch

GND Feed

Hình 1 1 Cấp nguồn dùng đường truyền vi dải

Cấp nguồn bằng cáp đồng trục

Cấp nguồn qua cáp đồng trục là một trong những phương pháp cơ bản nhất

để truyền tải công suất cao tần Với cách cấp nguồn này, phần lõi của đầu cấpnguồn được nối với mặt bức xa, phần ngoài nối với đất Ưu điểm của cách này

là đơn giản trong quá trình thiết kế, có khả năng cấp nguồn tại mọi vị trí trên mặtbức xạ do đó dễ dàng cho phối hợp trở kháng Tuy nhiên cách này có nhượcđiểm là: Thứ nhất vì dùng đầu cấp nguồn đồng trục nên có phần ăn ra phía ngoàilàm cho anten không hoàn toàn phẳng và mất đi tính đối xứng Thứ hai khi cầncấp nguồn đồng trục cho một dãy sẽ đòi hỏi số lượng đầu nối tăng lên và như thếviệc chế tạo sẽ khó khăn và độ tin cậy giảm đi Thứ ba khi cần tăng băng thôngcủa anten thì đòi hỏi phải tăng bề dày lớp nền cũng như chiều dài của cáp đồngtrục Kết quả là bức xạ rò và điện cảm của cáp đồng trục tăng lên

Cấp nguồn dùng phương pháp ghép khe Aperture coupled

Phương pháp cấp nguồn cũng thường được sử dụng nhằm loại bỏ sự bức xạkhông cần thiết của đường cấp nguồn vi dải Cấu trúc bao gồm hai lớp điện môi.Mặt bức xạ được đặt trên cùng, mặt đất ở giữa có một khe hở slot nhỏ, đường

Trang 5

truyền cấp nguồn ở lớp điện môi dưới Thông thường thì miếng điện môi ở trên

có hằng số điện môi thấp, lớp điện môi ở dưới có hằng số điện môi cao để nhắmmục đích tối ưu hóa sự bức xạ của anten Tuy nhiên phương thức cấp nguồn nàykhó thực hiên do phải làm nhiều lớp và làm tăng độ dày của anten Phương phápcấp nguồn này thì cho băng hẹp

Cấp nguồn dùng phương pháp ghép gần Proximity Coupled

Cấu trúc này gồm hai lớp điện môi, mặt bức xạ nằm ở miếng điện môi trên,đường cấp nguồn ở giữa hai lớp điện môi Phương thức này có ưu điểm cao đóloại bỏ tối đa sự bức xạ của đường cấp nguồn và cho băng thông rộng hơn

GND

є r2

є r1

Patch

Đường cấp nguồn vi dải

Hình 1 2 Cấp nguồn dùng phương pháp ghép gần Proximity CoupledPhương pháp này cũng được gọi là phương pháp ghép điện từ Phươngpháp này về bản chất là ghép điện dung giữa patch và đường cấp nguồn Thông

số của hai lớp nền có thể được lựa chọn để cải thiện băng thông và giảm bức xạ

rò ở đầu cuối hở của đường truyền Cũng vì lí do này, bề dày của lớp điện môithứ hai cũng mỏng hơn Bức xạ trong trường hợp này sẽ lớn hơn Tuy nhiênphương pháp này phức tạp hơn khi chế tạo và sản xuất

1.3 Giới thiệu về anten tự cấu hình

Anten tự cấu hình là anten có khả năng thay đổi dạng bức xạ, phân cựchoặc tần số hoạt động bằng các chuyển mạch (diode,transistor trường, cơ khí),

để phù hợp với nhiều tham số hệ thống Do vậy, có rất nhiều mục đích để sử

Trang 6

dụng anten tự cấu hình Đối với nhiều nhu cầu của hệ thống thông tin hiện đại,anten tự cấu hình có khả năng thay đổi dạng bức xạ trên các tần số hoạt động vàphân cực khác nhau Các nhu cầu này đòi hỏi các chức năng (như điều khiển,các chùm lái, tìm hướng đi hoặc radar) với các điều kiện hạn chế của việc phát

và thu hiện nay

1.4 Đặc tính của anten tự cấu hình

Anten tự cấu hình có nhiều thuận lợi so với các loại anten truyền thốngkhác Do đó, anten tự cấu hình sử dụng vào nhiều ứng dụng trong khoảng băngtần từ 100 MHz đến 100 GHz Anten tự cấu hình đã chứng tỏ là một thiết bị phát

xạ hiệu quả cho nhiều ứng dụng với nhiều ưu điểm, tuy nhiên, nó vẫn còn một

số khuyết điểm cần được khắc phục Anten tự cấu hình có những ưu điểm sauđây:

- Có khối lượng và kích thước nhỏ, bề dày mỏng

- Chi phí sản suất thấp, dễ dàng sản xuất hàng loạt

- Có khả năng phân cực tuyến tính với các kỹ thuật cấp nguồn đơn giản

- Các đường cung cấp và các linh kiện phối hợp trở kháng có thể sản xuấtđồng thời với việc chế tạo anten

- Dễ dàng tích hợp với các MIC khác trên cùng một vật liệu nền

- Linh động giữa phân cực tròn và phân cực thẳng

- Tương thích cho các thiết bị di động cá nhân

- Có thể dễ dàng thay đổi tần số hoạt động khi thay đổi các diode pin

Với những ưu điểm vượt trội ấy mà anten tự cấu hình trở nên thích hợp chonhiều ứng dụng

Tuy nhiên, anten tự cấu hình cũng có những nhược điểm như:

- Anten tự cấu hình có băng thông hẹp và các vấn đề về dung sai

- Một số anten tự cấu hình có độ lợi thấp

- Khả năng tích trữ công suất thấp

- Có bức xạ dư từ đường truyền và mối nối

Một số ứng dụng của anten tự cấu hình có thể kể đến là:

Trang 7

- Các anten dùng trong thông tin vô tuyến cần nhỏ gọn nên anten tự cấu hìnhthường được dùng

- Các radar đo phản xạ thường dùng các dãy anten tự cấu hình phát xạ

- Hệ thống thông tin hàng không và vệ tinh dùng các dãy anten tự cấu hình

để định vị

- Vũ khí thông minh dùng các anten tự cấu hình nhờ kích thước nhỏ gọn củachúng

- GSM hay GPS cũng có thể dùng anten tự cấu hình.

1.5 Các loại anten tự cấu hình

Có rất nhiều phương pháp để triển khai thực hiện các anten tự cấu hình.Anten dựa trên các thành phần chuyển mạch bằng điện để thay đổi các dòng bềmặt của chúng được gọi là anten tự cấu hình theo dòng điện.Các anten dựa trêncác yếu tố chuyển mạch bằng quang học được gọi là anten tự cấu hình theoquang học Các anten tự cấu hình theo tính vật lí có thể được thực hiện bằngviệc thay đổi cấu trúc của anten.Cuối cùng là các anten tự cấu hình có thể đượcthực hiện thông qua việc sử dụng các vật liệu thông minh như là Ferrites vàLiquid crystals`Khi thiết kế các anten tự cấu hình, chúng ta phải xác địng cáctính chất tự cấu hình (ví dụ.,tần số,dạng bức xa,tính phân cực hoặc phối hợp cáctính chất trên) cần được sửa đổi Dựa trên những tính chất đó, các Anten tự cấuhình được phân thành 4 loại khác nhau:

Trang 8

Anten tự cấu hình theo tần số liên tục cho phép chuyển đổi thuận lợi tronghoặc giữa các dải hoạt động mà không bị các thay đổi đột ngột.

Anten tự cấu hình theo tần số sử dụng chuyển mạch, bên cạnh đó, sử dụngcác loại cơ chế chuyển mạch để hoạt động ở các dải tần số riêng biệt hay táchbiệt Các loại anten phổ biến sử dụng chung lí thuyết về hoạt động và tính tự cấuhình, sự khác nhau chính là phạm vi của độ dài hiệu dụng thay đổi các hoạt độngcho phép đó thông qua các dải tần số khác nhau và các thiết bị khác nhau

1.5.2 Anten cấu hình bức xạ

Các anten tự cấu hình dạng bức xạ có thể tự cấu hình các dạng bức xạ bằngcách thay đổi các cấu trúc trong khi tần số cộng hưởng và phân cực không thayđổi

Mô hình bức xạ tự cấu hình được dựa trên các sửa đổi có chủ ý về sự phân

bố hình cầu của mô hình bức xạ Chùm lái là ứng dụng mở rộng nhất và baogồm trong chỉ đạo hướng của bức xạ tối đa để tối đa hóa các anten trong mộtliên kết với các thiết bị di động

1.5.3 Anten cấu hình phân cực

Hướng của các dòng chảy trong anten có thể chuyển ngay đến phân cựccủa các điện trường trong các trường xa của anten Để đạt được khả năng tự cấuhình phân cực, cấu trúc của anten và cấu hình cấp điện phải chuyển đổi cách làmthay đổi dòng chảy trên anten mà không cần đến các thay đổi đặc tính riêng biệtquan trọng của trở kháng và tần số Tự cấu hình phân cực có thể là thay đổi giữacác loại khác nhau của phân cực tuyến tính, giữa phân cực tròn quay phải vàphân cực tròn quay trái, giữa phân cực tuyến tính, vòng và phân cực elip

Để thực hiện tự cấu hình phân cực phần lớn dựa theo sự tương tự trongphần miêu tả của tự cấu hình tần số ở trên, tất nhiên cách thực hiện chúng làkhác nhau Bởi việc chèn một chuyển mạch ( FET hay PIN diode ) vào hìnhdạng của anten, bằng việc cẩn thận điều khiể hướng dòng chúng ra sẽ có thể cóđược các phân cực khác nhau Khả năng tự cấu hình cũng có đạt được tính đến

cả chuyển mạch trong các khe cấp điện kích thích hơn bề mặt của các bức xạ…

Trang 9

1.5.4 Anten tự cấu hình phối hợp

Khả năng của anten để tự cấu hình các đặc tính riêng biệt gồm tần số hoạtđộng lựa chọn, băng tần, hướng bức xạ và phân cực được xem như là anten tựcấu hình phối hợp Trên lí thuyết cơ sở hoạt động của bất kì anten tự cấu hìnhphối hợp nào đều không có sự khác biệt nào với các anten tự cấu hình thôngthường, thiết kế và điều khiển trong trường hợp này là chắc chắn phức tạp hơn.Anten tự cấu hình phối hợp một yếu tố đơn giản nhất có sự tập trung nhấtvào một phạm vi hoạt động và các chức năng bổ sung thực hiện bằng cách điềuchỉnh cấu trúc trục Tuy nhiên, trên cơ sở của vấn đề của việc tự cấu hình ,đặctính tần số và bức xạ được xác địng cùng với nhau

1.6 Công nghệ chuyển mạch anten

Phần này đưa ra một tổng quan về các thiết bị chuyển mạch RF có sẵn để

sử dụng trong các hệ thống anten Nó bao gồm các thiết bị chuyển mạch đã được

sử dụng trong cả hai hệ thống anten cổ điển và nhiều hơn việc triển khai tự cấuhình

Đặc biệt nó nghiên cứu thông thường chuyển mạch cơ khí và chuyển mạchdiode và theo đề xuất của nhà thiết kể để sử dụng trong thiết kế antentự cấuhình.Vai trò cơ bản của bộ chuyển đổi hoặc chuyển tiếp là một thiết bị để thựchiện hoặc phá vỡ một chuyển mạch Trong thuật ngữ tĩnh và bán tĩnh, mộtchuyển mạch đơn giản hoạt động như là một đường dẫn hoặc phá vỡ một trongnhững đường dẫn Tuy nhiên, chuyển sang hoạt động trong một hệ thống RF sẽcòn bao gồm các tính chất điện bổ sung Chuyển kháng, điện dung và điện cảmdọc theo đường dẫn tín hiệu RF phải được bao gồm trong phân tích hệ thống.Trong các hệ thống anten RF, chức năng chuyển đổi thường đòi hỏi kiểm soát vàchỉ đạo các dòng chảy của năng lượng RF cùng một con đường RF mong muốn.Theo truyền thống, đường dẫn này có thể bao gồm bất kỳ các hệ thống con

RF dẫn đến anten mạng lưới thức phân phối cũng như các anten và trong trườnghợp mảng, bất kỳ mạng điện phân phối Việc giới thiệu anten tự cấu hình cũng

Trang 10

đã bổ sung thêm chính nó vào các danh sách nơi chuyển mạch là sử dụng đểđiều khiển hướng và dòng chảy của dòng RF Không phân biệt các loại chuyểnmạch sử dụng, có một số đặc điểm quan trọng là phải được đánh giá cho tất cảcác ứng dụng RF chuyển đổi và thiết kế anten đặc biệt là tự cấu hình Tương tựnhư chuyển mạch điện, RF và chuyển mạch viba tự cấu hình cung cấp sự linhhoạt để tạo ra ma trận phức tạp và tự động hệ thống thử nghiệm cho nhiều ứngdụng khác nhau Dưới đây là một số chuyển mạch cấu hình:

1.6.1 Chuyển mạch diode PIN

Việc chuyển mạch diode PIN là một các ứng dụng phổ biến mạch sóngviba do thời gian chuyển đổi nhanh chóng và khả năng xử lý khá cao hiện nay.Thông thường chuyển mạch RF điện vốn tốc độ đã bị hạn chế do quán tính vàliên quan với các tác động tiềm ẩn Các diode PIN có thể hoạt động ở tốc độlệnh với cường độ nhanh hơn so với chuyển mạch cơ khí và có thể được đặttrong gói đo một phần nhỏ kích thước của thiết bị chuyển mạch RF cơ khí Cácdiode PIN cùng với chuyển mạch trạng thái rắn khác sử dụng một điểm nối bándẫn như điều khiển RF yếu tố đó cho sự gia tăng tốc độ chuyển đổi và giảm góikích thước Tốc độ chuyển mạch nhỏ hơn 100 ns là điển hình Một chất lượngquan trọng cho RF ứng dụng là một thực tế rằng nó có thể hoạt động như mộtkháng gần như đối lập hoàn toàn tại tần số RF Vùng trở kháng này có thể đượcthay đổi trong một phạm vi khoảng 1-10k bởi xu hướng với một DC hoặc tần sốthấp như hiện nay Xu hướng hiện nay cần cho vào hoạt động thường là vào thứ

tự của 10 mA Do đó, điện năng tiêu thụ cho toàn bộ hệ thống sẽ ít khi chúng ta

sử dụng diode PIN

Cấu trúc của diode PIN bao gồm ba khu vực cụ thể là pha tạp p, pha tạp n,giữa các lớp nội tại ( không-pha tạp ) lớp là kẹp Cấu trúc của diode PIN sẽ hiểnthị như sau:

Trang 11

Hình 1.3 Cấu trúc Diode PIN

1.6.2 Chuyển mạch Transistor trường (FET)

FET là một thiết bị bán dẫn, thiết bị mà tín hiệu đầu ra được điều khiểnbằng ảnh hưởng của ứng dụng trường điện áp Thông thường, chuyển mạch PINdiode được sử dụng như là chuyển mạch chủ yếu trong các ứng dụng chuyểnmạch anten Nhưng đổi mới gần đây của chất liệu bán dẫn mới như công nghệGaAs được chứng minh là hơn hấp dẫn so với các chuyển mạch bán dẫn khác docác lí do sau đây Đầu tiên nó cung cấp cách ly rất tốt giữa đường dẫn RF và xuhướng mạch Thứ hai, tiêu thụ điện năng thấp chúng tiêu thụ gần như bằngkhông điện DC trong khi hoạt động Đặc điểm quan trọng thứ ba của chuyểnmạch là tốc độ chuyển mạch, thời gian chuyển mạch FET chỉ là một vài nanogiây chuyển mạch FET là một thiết bị đầu cuối ba thành phần, độ sai lệch điện

áp tại các thiết bị cung cấp đầu cuối FET chuyển mạch điều khiển Cổngchuyển mạch có điện áp giữa không và lớn hơn các thiết bị pinch-off

Bằng cách so sánh các đặc tính hiệu suất toàn bộ thiết bị chuyển mạchtrạng thái rắn như Transistor và diode PIN FET, có thể kết luận rằng các chuyểnmạch diode PIN có thể cung cấp các đặc tính đầy hứa hẹn cho các anten tự cấuhình

1.6.3 Chuyển mạch cơ khí

Do kích thước lớn của loại chuyển mạch cơ học thông thường là khôngthực tế cho ứng dụng antentự cấu hình Tuy nhiên, họ đã và đang được sử dụngrộng rãi trong những ứng dụng RF công suất cao Chuyển mạch cơ khí thường

Trang 12

được thực hiện bằng cách phá vỡ các đường dẫn của đường dây truyền tải trongviệc chuyển đổi Các hiệu suất điện năng của thiết bị chuyển mạch cơ khíthường tốt hơn nhiều so với các chuyển mạch trạng thái rắn Suy hao chèn dưới0,1 dB và sự cách ly phân lập trên 70 dB là phổ biến Nói chung là lớn trongkích thước họ có thể không tương thích với các bảng mạch in Đây là khả năng

xử lý các mức công suất cao Bởi vì chúng ta đã di chuyển các bộ phận trong hệthống chuyển đổi tốc độ chuyển đổi của họ là giới hạn bởi các tần số cộnghưởng của các bộ phận cơ khí, chúng ta sẽ có ít chuyển đổi tốc độ, điều này giảithích cho việc sử dụng các chuyển đổi cơ khí ở tần số thấpvà xử lý tình huốngcông suất cao

1.7 Anten vi dải

1.7.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của anten vi dải

Anten vi dải bản chất là một kết cấu bức xạ kiểu khe, mỗi phần tử anten vidải đều có lớp đất, lớp bức xạ và điện môi Lớp bức xạ được gắn trên lớp điệnmôi tạo nên một kết cấu tương tự như một mảng của mạch in

Hình 1.4 Cấu trúc anten vi dảiCác thông số cơ bản của anten vi dải là chiều dài L chiều rộng W, bề dàylớp điện môi, hằng số điện môi

Trang 13

Có nhiều phương pháp cấp nguồn cho anten vi dải như là sử dụng cáp đồngtrục, đường truyền vi dải, ghép khe Trong đề tài này tôi sử dụng phương phápcấp nguồn bằng đường truyền vi dải, phương pháp này dễ thực hiện, đường vidải phải có độ dài thích hợp để phối hợp trở kháng giữa đường tín hiệu vào từcổng 50 Ohm tới trở kháng vào của anten.

Nguyên lí hoạt động: Sóng điện từ từ mặt bức xạ vào trong lớp điện môi,sau đó phản xạ trên mặt phẳng đất và bức xạ vào không gian phía trên Trườngbức xạ xảy ra chủ yếu do trường giữa tấm patch và mặt phẳng đất

1.7.2 Công thức tính toán

Anten vi dải hình chữ nhật mặt bức xạ, mặt phẳng đất và lớp điện môi ởgiữa hai mặt bức xạ trên Kích thước của mặt bức xạ, chiều cao và hệ số điệnmôi là những thông số quyết định tần số cộng hưởng của anten, nên chúng phảiđược lựa chọn và tính toán chính xác

Sau đây là các bước tính toán kích thước của anten :

 Tính toán độ rộng W của mặt bức xạ

0

1 2

2

r

c W

Trang 14

W h

3.96

f f

h B L W

50 Cos

in

L y

Ngày đăng: 08/02/2020, 14:28

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w