Anten là bộ phận quan trọng không thể thiếu được của bất kỳ hệ thống thông tin vô tuyến điện nào, có vai trò bức xạ thu hoặc nhận sóng điện từ, từ không gian tự do bên ngoài. Anten được sử dụng với các mục đích khác nhau sẽ có các yêu cầu các thông số kỹ thuật khác nhau. Truyền thông không dây đã phát triển rất nhanh trong những năm gần đây, theo đó các thiết bị di động đang trở nên càng ngày càng nhỏ hơn. Để thỏa mãn nhu cầu thu nhỏ các thiết bị di động, anten gắn trên các thiết bị đầu cuối cũng phải được thu nhỏ kích thước. Anten vi dải được sử dụng rộng rãi bởi vì các tính năng hấp dẫn như cấu hình thấp, trọng lượng thấp, chi phí thấp, sử dụng công nghệ mạch in hiện đại và cũng tương thích với thiết kế MMIC. Từ đó em chọn đề tài tốt nghiệp là “Thiết kế, mô phỏng và phân tích Anten vi dải có cấu trúc khắc khe chữ L ứng dụng WLAN và WiMAX” với vật liệu điện môi lossy FR 4 được sử dụng trong thiết kế anten.
ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dùng cho giảng viên hướng dẫn) Giảng viên đánh giá: Họ tên Sinh viên: MSSV: Tên đồ án: Thiết kế, mô Anten vi dải cấu trúc khắc khe chữ L ứng dụng WLAN WiMAX Chọn mức điểm phù hợp cho sinh viên trình bày theo tiêu chí đây: Rất (1); Kém (2); Đạt (3); Giỏi (4); Xuất sắc (5) Có kết hợp lý thuyết thực hành (20) Nêu rõ tính cấp thiết quan trọng đề tài, vấn đề giả thuyết (bao gồm mục đích tính phù hợp) phạm vi ứng dụng đồ án Cập nhật kết nghiên cứu gần (trong nước/quốc 2 tế) Nêu rõ chi tiết phương pháp nghiên cứu/giải vấn đề Có kết mơ phỏng/thưc nghiệm trình bày rõ ràng kết đạt Có khả phân tích đánh giá kết (15) Mục tiêu phương pháp thực dựa kết nghiên cứu lý thuyết cách có hệ thống Kết trình bày cách logic dễ hiểu, tất kết phân tích đánh giá thỏa đáng Trong phần kết luận, tác giả rõ khác biệt (nếu có) kết đạt mục tiêu ban đầu đề đồng thời cung cấp lập luận để đề xuất hướng giải thực tương lai 4 5 5 Kỹ viết (10) Đồ án trình bày mẫu quy định với cấu trúc chương logic đẹp mắt (bảng biểu, hình ảnh rõ ràng, có tiêu đề, đánh số thứ tự giải thích hay đề cập đến đồ án, có lề, dấu cách sau dấu chấm, dấu phẩy v.v), có mở đầu chương kết luận chương, có liệt kê tài liệu tham khảo có trích dẫn quy định Kỹ viết (cấu trúc câu chuẩn, văn phong khoa học, lập luận logic có sở, từ vựng sử dụng phù hợp v.v.) Kết nghiên cứu khoa học (5) (chọn trường hợp) Có báo khoa học đăng chấp nhận đăng/đạt giải SVNC khoa học giải cấp Viện trở lên/các giải thưởng 10a khoa học (quốc tế/trong nước) từ giải trở lên/ Có đăng ký phát minh sáng chế Được báo cáo hội đồng cấp Viện hội nghị sinh viên nghiên cứu khoa học không đạt giải từ giải trở 10b lên/Đạt giải khuyến khích kỳ thi quốc gia quốc tế khác chun ngành 10c Khơng có thành tích nghiên cứu khoa học Điểm tổng Điểm tổng quy đổi thang 10 /50 Nhận xét thêm Thầy/Cô (giảng viên hướng dẫn nhận xét thái độ tinh thần làm việc sinh viên) Nghệ An, ngày…tháng…năm 2018 Người nhận xét (Ký ghi rõ họ tên) ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dùng cho cán phản biện) Giảng viên đánh giá: Th.S Phan Duy Tùng Họ tên Sinh viên: Nguyễn Thị Tâm MSSV:135D5202070098 Tên đồ án: Thiết kế, mô Anten vi dải cấu trúc khắc khe chữ L ứng dụng WLAN WiMAX Giảng viên đánh giá: Chọn mức điểm phù hợp cho sinh viên trình bày theo tiêu chí đây: Rất (1); Kém (2); Đạt (3); Giỏi (4); Xuất sắc (5) Có kết hợp lý thuyết thực hành (20) Nêu rõ tính cấp thiết quan trọng đề tài, vấn đề giả thuyết (bao gồm mục đích tính phù hợp) phạm vi ứng dụng đồ án Cập nhật kết nghiên cứu gần (trong nước/quốc tế) Nêu rõ chi tiết phương pháp nghiên cứu/giải vấn đề Có kết mơ phỏng/thưc nghiệm trình bày rõ ràng kết đạt 5 5 Có khả phân tích đánh giá kết (15) Mục tiêu phương pháp thực dựa kết nghiên cứu lý thuyết cách có hệ thống Kết trình bày cách logic dễ hiểu, tất kết phân tích đánh giá thỏa đáng Trong phần kết luận, tác giả rõ khác biệt (nếu có) kết đạt mục tiêu ban đầu đề đồng thời cung cấp lập luận để đề xuất hướng giải thực tương lai Kỹ viết (10) Đồ án trình bày mẫu quy định với cấu trúc chương logic đẹp mắt (bảng biểu, hình ảnh rõ ràng, có tiêu đề, đánh số thứ tự giải thích hay đề cập đến đồ án, có lề, dấu cách sau dấu chấm, dấu phẩy v.v), có mở đầu chương kết luận chương, có liệt kê tài liệu tham khảo có trích dẫn quy định Kỹ viết (cấu trúc câu chuẩn, văn phong khoa học, lập luận logic có sở, từ vựng sử dụng phù hợp v.v.) Kết nghiên cứu khoa học (5) (chọn trường hợp) Có báo khoa học đăng chấp nhận đăng/đạt giải SVNC khoa học giải cấp Viện trở lên/các giải thưởng 10a khoa học (quốc tế/trong nước) từ giải trở lên/ Có đăng ký phát minh sáng chế Được báo cáo hội đồng cấp Viện hội nghị sinh viên nghiên cứu khoa học không đạt giải từ giải 10b trở lên/Đạt giải khuyến khích kỳ thi quốc gia quốc tế khác chuyên ngành 10c Khơng có thành tích nghiên cứu khoa học Điểm tổng /50 Điểm tổng quy đổi thang 10 Nhận xét thêm Thầy/Cô Nghệ An, ngày…tháng 05 năm 2018 Người nhận xét (Ký ghi rõ họ tên) LỜI NÓI ĐẦU Anten phận quan trọng thiếu hệ thống thông tin vô tuyến điện nào, có vai trị xạ thu nhận sóng điện từ, từ khơng gian tự bên ngồi Anten sử dụng với mục đích khác có u cầu thơng số kỹ thuật khác Truyền thông không dây phát triển nhanh năm gần đây, theo thiết bị di động trở nên ngày nhỏ Để thỏa mãn nhu cầu thu nhỏ thiết bị di động, anten gắn thiết bị đầu cuối phải thu nhỏ kích thước Anten vi dải sử dụng rộng rãi tính hấp dẫn cấu hình thấp, trọng lượng thấp, chi phí thấp, sử dụng cơng nghệ mạch in đại tương thích với thiết kế MMIC Từ em chọn đề tài tốt nghiệp “Thiết kế, mô phân tích Anten vi dải có cấu trúc khắc khe chữ L ứng dụng WLAN WiMAX” với vật liệu điện môi lossy FR- sử dụng thiết kế anten Trong trình thực đề tài em nhận nhiều giúp đỡ từ thầy cô Viện Kỹ Thuật Công nghệ tận tâm, nhiệt tình dạy cho em kiến thức chun mơn để em định hướng hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp Đặc biệt giảng viên Th.S Phan Duy Tùng giảng viên trực tiếp chịu trách nhiệm hướng dẫn đồ án tốt nghiệp hướng dẫn nhiệt tình giúp em hồn thành tốt đồ án Do hạn chế kiến thức, đồ án khơng thể tránh khỏi thiếu sót mong nhận ý kiến đóng góp thầy bạn để góp phần hồn thiện đồ án Em xin chân thành cảm ơn! TÓM TẮT ĐỒ ÁN Đồ án vào tìm hiểu lý thuyết anten đặc biệt anten vi dải Trên sở nghiên cứu, thiết kế, chế tạo anten vi dải có cấu trúc khắc khe chữ L có khả hoạt động nhiều dải tần Anten chế tạo chất có số điện mơi εr = 4.4, độ dày 1.66 mm thiết kế tần số 2.4 GHz, 3.9 GHz, 4.9 GHz, 6.25 GHz, 7.1 GHz, 8.0 GHz sử dụng phần mềm mô HFSS Các thống số đạt độ lợi, hệ số sóng đứng SWR, tần số suy hao hiệu anten thông qua phần mềm mơ HFSS đạt khả quan; qua nhằm làm rõ đặc trưng anten vi dải Với thiết kế đơn giản, giá thành, trọng lượng thấp…anten ứng dụng phần lớn hệ thống không dây WLAN WiMAX ABSTRACT This thesis is to learn the theory of antennas especially antenna strip Based on that research and design, fabrication of an L- band microstrip antenna capable of operating in multiple bands The antenna is built on a dielectric constant εr = 4.4, a thickness of 1.66 mm, and is designed at 2.4 GHz, 3.9 GHz, 4.9 GHz, 6.2 GHz, 7.1 GHz, 8.0 GHz using software HFSS simulations, achieved gain, SWR, resonant frequency, orientation and antenna efficiency through HFSS simulation software; This is to clarify the basic features of the microwave antenna With low cost, low cost design this antenna is used in most wireless systems, WLAN and WiMAX MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU i TÓM TẮT ĐỒ ÁN ii MỤC LỤC .iii DANH MỤC HÌNH ẢNH .v DANH MỤC BẢNG BIỂU vii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .viii LÝ THUYẾT ANTEN 1.1 Tổng quan .1 1.1.1 Định nghĩa anten 1.1.2 Lịch sử phát triển anten 1.2 Các thông số anten 1.2.1 Sự xạ sóng điện từ anten .3 1.2.2 Trở kháng vào anten 1.2.3 Hiệu suất anten 1.2.4 Hệ số hướng tính hệ số tăng ích 1.2.5 Đồ thị phương hướng giản đồ xạ anten .6 1.2.6 Công suất xạ đẳng hướng tương đương 10 1.2.7 Tính phân cực anten .11 1.2.8 Dải tần anten 12 1.3 Kết luận chương 14 CHƯƠNG ANTEN VI DẢI 15 2.1 Giới thiệu anten vi dải 15 2.2 Ưu điểm hạn chế anten vi dải 15 2.3 Cấu tạo nguyên lý hoạt động anten vi dải 16 2.3.1 Cấu tạo 16 2.3.2 Nguyên lý hoạt động 17 2.4 Dải tần anten vi dải .20 2.5 Các loại anten vi dải thông dụng 20 2.5.1 Anten patch vi dải (Microstrip Patch Antenna) 20 2.5.2 Anten vi dải lưỡng cực (Microstrop Dipole Antenna) 21 2.5.3 Anten khe mạch in (Printed Slot Antenna) 22 2.5.4 Anten sóng chạy vi dải (Microstrip Traveling-Wave Antenna) 23 2.5.5 Anten patch hình chữ nhật 23 2.6 Các kỹ thuật cấp nguồn cho anten vi dải .25 2.6.1 Cấp nguồn đường truyền vi dải 25 2.6.2 Cấp nguồn cáp đồng trục 27 2.6.3 Cấp nguồn dùng phương pháp ghép khe hở Apertur - coupled 27 2.6.4 Cấp nguồn dùng phương pháp ghép gần Proximity Coupled .28 2.7 Kết luận chương 30 CHƯƠNG 31 THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG ANTEN VI DẢI CÓ CẤU TRÚC KHẮC KHE CHỮ L ỨNG DỤNG WLAN, WiMAX 31 3.1 Yêu cầu 31 3.2 Thiết kế mô 31 3.2.1 Thiết kế mô anten hoạt động tần số 31 3.2.2 Thiết kế anten vi dải có khắc khe chữ L ứng dụng WLAN WiMAX .32 3.3 Kết mô .34 3.3.1 Hệ số tổn hao ngược .34 3.3.3 Đồ thị Smith Chart .37 3.3.4 Độ lợi 38 3.3.5 Đồ thị xạ anten .40 3.4 Kết luận chương 41 KẾT LUẬN 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO .43 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Anten, thiết bị dẫn sóng xạ điện từ Hình 1.2 Các trường xạ khu xa Hình 1.3 Đồ thị phương hướng toạ độ góc .7 Hình 1.4 Đồ thị phương hướng hệ tọa độ cực Hình 1.5 Hệ tọa độ phân tích anten Hình 1.6 Bức xạ đẳng hướng Hình 1.7 Bức xạ hướng tính Hình 1.8 Các búp sóng khơng gian chiều 10 Hình 1.9 Phân cực anten 11 Hình 2.1 Cấu trúc anten mạch dải 17 Hình 2.2 Trường xạ điện trường E từ trường H anten mạch dải 17 Hình 2.3 Mật độ dịng phân bố điện tích anten vi dải 18 Hình 2.4 Phân bố điện trường patch mode TM 100 .18 Hình 2.5 Phân bố từ patch mode TM 100 19 Hình 2.6 Phân bố từ patch mode TM 100 19 Hình 2.7 Các dạng anten patch vi dải thường dùng .21 Hình 2.8 Các hình dạng khác anten patch vi dải .21 Hình 2.9 Anten vi dải lưỡng cực 22 Hình 2.10 Anten vi dải khe mạch in 23 Hình 2.11 Anten sóng chạy 23 Hình 2.12 Anten patch hình chữ nhật phân bố trường mode 24 Hình 2.13 Anten patch hình chữ nhật phân bố dịng (I) bề mặt patch 24 Hình 2.14 Anten patch hình chữ nhật phân bố chiều dài patch 25 Hình 2.15 Cấu trúc đường truyền vi dải 26 Hình 2.16 Tiếp điện đường truyền vi dải 26 Hình 2.17 Cấp nguồn dùng cáp đồng trục .27 Hình 2.18 Cấp nguồn dùng phương pháp ghép khe Aperture coupled 28 Hình 2.19 Cấp nguồn dùng phương pháp ghép gần Proximity Coupled 29 Hình 3.1: Mơ anten hoạt động tần số 2.4 GHz .32 Hình 3.2 Hình dạng thơng số anten: a) Mặt trên; b) Mặt dưới; c) Mặt cắt 33 Hình 3.3 Mô anten khắc khe chữ L .34 Hình 3.4 Tham số S11 tần số 35 a) 2.4 GHz b) 3.9GHz c) 4.9GHz d) 6.25 GHz e) 7.1 GHz f) 8.0 GHz 35 Hình 3.5 Tỉ số sóng đứng điện áp tần số 37 Hình 3.6 Đồ thị Smith tần số cộng hưởng 38 Hình 3.7 Độ lợi tần số cộng hưởng 39 a) 2.4 GHz b) 3.9GHz c) 4.9GHz d) 6.25 GHz e) 7.1 GHz f) 8.0 GHz 39 Hình 3.8 Đồ thị xạ tần số cộng hưởng 40 a) 2.4 GHz b) 3.9GHz c) 4.9GHz d) 6.25 GHz e) 7.1 GHz f) 8.0 GH 40 CHƯƠNG THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG ANTEN VI DẢI CÓ CẤU TRÚC KHẮC KHE CHỮ L ỨNG DỤNG WLAN, WiMAX 3.1 Yêu cầu Để đánh giá anten vi dải làm việc tốt hay khơng cần đánh giá chúng theo tham số kỹ thuật đặc tính cho anten Hay nói cách khác anten vi dải chế tạo cần có yêu cầu kỹ thuật định phù hợp với yêu cầu mục đích thiết kế Với đề tài này, tham số kỹ thuật xét đến sau: Tần số cộng hưởng: f = 2.4 GHz, 3.9 GHz, 4.9 GHz, 6.25 GHz, 7.1 GHz 8.0 GHz Trở kháng vào: Z ~ 50 ÷ 10% Độ lợi: G > dBi Tần số cộng hưởng: phù hợp với dải tần làm việc WLAN WiMAX Kích thước nhỏ, cấu trúc đơn giản, dễ dàng chế tạo Ngoài tham số kỹ thuật nêu, cịn số tham số cần ý chế tạo anten vi dải như: đồ thị phương hướng, búp sóng, hiệu suất xạ… Để thiết kế anten vi dải dùng số phần mềm sau: CST, HFSS, ADS… CST Microwave Studio (CST MWS) công cụ tiên tiến để mơ 3D nhanh xác thiết bị tần số cao dẫn đầu thị trường thời gian miền mơ Nó cho phép phân tích nhanh xác anten, lọc, ghép, cấu trúc phẳng… Phần mềm ADS (Advance Design Systems) dùng để thiết kế chế tạo thiết bị điện tử theo công nghệ bán dẫn với ứng dụng tần số cao radar, thông tin vệ tinh Phần mềm HFSS (Hight Structure Simulator) phần mềm mô trường điện từ theo phương pháp tồn sóng (full wave) để mơ hình hóa thiết bị thụ động 3D Ưu điểm bật HFSS có giao diện người dùng đồ họa, tích hợp mơ phỏng, ảo hóa, mơ hình hóa 3D tự động hóa(tự động tìm lời giải) môi trường dễ dàng để học, lời giải cho tốn điện từ 3D thu cách nhanh chóng xác HFSS hệ thống mô tương tác, phần tử mắt lưới tứ diện Nhưng đặc điểm số phần mềm thiết kế anten em chọn phần mềm HFSS để thiết kế anten vi dải với ưu điểm bật thao tác dễ dàng nên phần mềm HFSS sinh viên sử dụng nhiều 3.2 Thiết kế mô 3.2.1 Thiết kế mô anten hoạt động tần số Đầu tiên ta thiết kế anten hoạt động tần số cộng hưởng 2.4GHz sử dụng phần mềm HFSS để mô Sau tiến hành thiết kế ta thu hình 3.1 sau: 29 Hình 3.1: Mô anten hoạt động tần số 2.4 GHz Với anten hoạt động tần số cộng hưởng 2.4 GHz hoạt động hệ thống truyên thơng khơng dây WLAN 2.4 GHz Do để thỏa mãn cho việc ứng dụng vào hệ thống không dây WLAN WiMAX với tần số từ 2÷ 11 GHz tiến hành thiết kế anten vi dải có khắc khe chữ L góc khắc hình chữ nhật 3.2.2 Thiết kế anten vi dải có khắc khe chữ L ứng dụng WLAN WiMAX Để thiết kế anten vi dải có khắc khe chữ L hoạt động tần số cộng hưởng 2.4 GHz, 3.9 GHz, 4.9 GHz, 6.25 GHz, 7.1 GHz 8.0 GHz để so sánh đánh giá ảnh hưởng hình dạng anten vi dải lên tham số kỹ thuật anten khả ứng dụng Anten có ba lớp: mặt đất, lớp điện mơi mặt xạ, xạ chất ăng-ten mặt đất thiết kế anten thực theo tỷ lệ milimet (mm) Để đánh giá xác hiệu anten, phải thiết kế chúng kích thước mặt đất điện mơi Anten có kích thước 55.6 × 44.45 mm², vật liệu dày 1.60 mm, FR- làm chất với độ thấm tương đối 4.50 tăng tiếp xúc 0.02 Đồng (độ dẫn σ = × s/ m độ dày 0.035 mm) sử dụng làm mặt xạ mặt đất anten Dải kim loại nguồn kết nối với cáp đồng trục 50Ω Sau sử dụng phần mềm HFSS để thiết kế, mô đánh giá kết đạt Anten vi dải anten ứng dụng sử dụng rộng rãi dễ chế tạo có thông số phù hợp với nhiều yêu cầu mục đích khác Để tạo anten vi dải, cần thiết kế tính tốn kích thước anten trước đưa vào chế tạo Hình 3.2 cho ta thấy hình dáng thông số anten mặt trên, mặt mặt cắt ngang 30 Hình 3.2 Hình dạng thơng số anten: a) Mặt trên; b) Mặt dưới; c) Mặt cắt Các cơng thức tính tốn kích thước anten vi dải: - Tính tốn độ rộng W mặt xạ c W (3.1) r 1 f0 - Hằng số điện môi hiệu dụng: 1/ reff r 1 � h� r 12 � � 2 � W� (3.2) - Chiều dài hiệu dụng: Leff c (3.3) f reff - Độ mở rộng chiều dài: L 0.412h reff reff �W � 0.3 � 0.264 � �h � �W � 0.258 � 0.8 � �h � (3.4) - Chiều dài mặt xạ: L Leff 2L (3.5) - Chiều dài chiều rộng mặt phẳng đất: Lg= 6h+ L Wg= 6h+ W (3.6) (3.7) Với tần số cộng hưởng khác nhau, 4.4 , h=1.66 mm tính tốn ta thu thơng số kích thước anten vi dải bảng sau: Bảng 3.1 Thông số kích thước anten 31 Thơng số Ls Ws Lp Wp Lg W L T yo G Lf Wf Rl Rw Mm 55.6 44.45 36 30 55.6 6.5 1.5 1.5 7.225 8.25 6.5 3.3 Kết mô Từ kích thước tính tốn, hình dạng anten mô phần mềm HFSS hình 3.3 Hình 3.3 Mơ anten khắc khe chữ L 3.3.1 Hệ số tổn hao ngược Hệ số suy hao đại lượng đặc trưng cho tần số cộng hưởng băng thông anten Kết khảo sát hệ số suy hao thể hình 3.4 32 a) b) c) d) e) f) Hình 3.4 Tham số S11 tần số a) 2.4 GHz b) 3.9GHz c) 4.9GHz d) 6.25 GHz e) 7.1 GHz f) 8.0 GHz Dựa vào hình 3.4 ta đưa bảng sau: 33 Bảng 3.2 Hệ số suy hao anten Tần số (GHz) Hệ số tổn hao ngược (dB) 2.4 -18.1 3.9 -18.08 4.9 -18.9 6.25 -13.09 7.1 8.0 -13.83 -23.24 Hình 3.4 kết mơ S11 anten thiết kế Từ kết cho thấy mức cộng hưởng -9.5dB, anten làm việc tần số khác - Tại tần số cộng hưởng 2.4 GHz có tần số từ 2.346 GHz đến 2.468 GHz băng thông rộng 0.112 GHz Dải tần phù hợp cho ứng dụng Blutooth, WLAN - Tại tần số cộng hưởng 3.9 GHZ có tần số từ 3.844 GHz đến 3.951 GHz băng thông rộng 0.107 GHz - Tại tần số cộng hưởng 4.9 GHz có tần số từ 4.782 GHz đến 4.968 GHz băng thông rộng 0.186 GHz - Tại tần số cộng hưởng 6.25 GHz có tần số từ 6.174 GHz đến 6.256 GHz băng thông rộng 0.107 GHz băng thông rộng 0.048 GHz - Tại tần số cộng hưởng 7.1 GHz có tần số từ 7.071 GHz đến 7.12 GHz băng thông rộng 0.49 GHz - Tại tần số cộng hưởng 8.0 GHz có tần số từ 7.891 GHz đến 8.093 GHz băng thông rộng 0.202 GHz - Anten vi dải có hệ số suy hao từ -10.09 dB đến -22.24dB 3.3.2 Tỉ số sóng đứng điện áp Tỉ số sóng đứng điện áp đại lượng đặc trưng cho khả hấp thụ sóng tải Nếu tỉ số sóng điện áp phối hợp trở kháng tải đường truyền hoàn hảo a) b) 34 Hình 3.5 Tỉ số sóng đứng điện áp tần số a) 2.4 GHz b) 3.9GHz c) 4.9GHz d) 6.25 GHz e) 7.1 GHz f) 8.0 GHz Từ hình ta đưa bảng sau: Bảng 3.1 Hệ số VSWR anten Tần số (GHz) 2.4 3.9 4.9 6.25 7.1 8.0 Hệ số VSWR 1.99 1.92 1.8 3.92 3.73 1.34 Kết thu từ hệ số sóng đứng hình 3.4 cho thấy tỉ số sóng đứng anten dải tần làm việc hầu hết đạt khoảng đến đạt yêu cầu đề 3.3.3 Đồ thị Smith Chart Đồ thị Smith đại lượng đặc trưng cho khả phối hợp trở kháng anten 35 Hình 3.6 Đồ thị Smith tần số cộng hưởng Hình 3.6 mô tả đồ thị Smith anten tần số, thiết kế đạt yêu cầu phối hợp trở kháng tốt 3.3.4 Độ lợi Độ lợi thông số biểu thị cho khả xạ anten Độ lợi cao, anten hoạt động tốt Do ảnh hưởng lớp khơng khí chiều cao h nên mode trường bị ảnh hưởng Hình dạng đồ thị xạ thay đổi chút Độ lợi thể qua hình a) b) 36 c) d) e) f) Hình 3.7 Độ lợi tần số cộng hưởng a) 2.4 GHz b) 3.9GHz c) 4.9GHz d) 6.25 GHz e) 7.1 GHz f) 8.0 GHz Từ kết ta có bảng số liệu: Bảng 3.3 Độ lợi anten Tầnsố (GHz) 2.4 3.9 4.9 6.25 7.1 Độ lợi (dB) -0.75 -2.007 0.775 3.975 1.041 5.102 Độ lợi(dBi) 1.4 0.143 2.225 6.125 3.191 7.252 Trong đó: dBi= dB + 2.15 Từ hình thể độ lợi anten ta thấy màu đỏ thể phần xạ hướng cực đại có giá trị độ lợi đạt số lần lớn mà anten xạ Từ 37 bảng số liệu cho thấy độ lợi anten thu dải tần hoạt động có giá trị từ -0.75dB ÷ 5.1dB tương đương với đạt yêu cầu toán đưa 3.3.5 Đồ thị xạ anten a) b) c) d) e) f) Hình 3.8 Đồ thị xạ tần số cộng hưởng a) 2.4 GHz b) 3.9GHz c) 4.9GHz d) 6.25 GHz e) 7.1 GHz f) 8.0 GH 38 Nhìn vào đồ thị hình 3.7 cho thấy đường màu đỏ thể trục xOy, đường mày xanh thể trục yOz Tại tần số 2.4 GHz, 3.9 GHz, 4.9GHz, 6.2 GHz, Ɵ7.1 GHz 8.0 GHz, với góc Ɵ= 00 900 anten có tính hướng tính 3.4 Kết luận chương Trong chương này, từ kiến thức lý thuyết thiết kế thành công anten vi dải khắc khe chữ L ứng dụng WLAN WiMAX cộng hưởng với thông số: độ lợi, hệ số suy hao, tính định hướng, hệ số sóng đứng đạt yêu cầu đề hoạt động ổn định 39 KẾT LUẬN Trong thời gian nghiên cứu thực đề tài, em tìm hiểu kiến thức anten nói chung anten vi dải nói riêng, phát huy ưu điểm anten đồng thời khắc phục nhược điểm có nhiều hướng phát triển mở rộng sâu vào nghiên cứu đề tài Sau tìm hiểu lí thuyết, nghiên cứu, thiết kế thực đề tài, thu số kết sau đây: - Thiết kế mơ phân tích anten vi dải khắc khe chữ L tần số cộng hưởng 2.4 GHz, 3.9 GHz, 4.9 GHz, 6.25 GHz, 7.1 GHz, 8.0 GHz ứng dụng cho hệ thống khơng dây WLAN WiMAX - Anten thu có thiết kế nhỏ gọn, cấu trúc nhỏ gọn, dễ chế tạo - Kết khảo sát cho thấy thông số anten: hệ số tổn hao ngược, độ lợi anten thu đạt yêu cầu đề 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Thomas A.Milligan, Modern antenna design, John Wiley & Sons, Publication, 2005 [2] Richarcd C Johnson, Antenna engineering handbook, McGraw-Hill, Inc, 1993 [3] David M Pozar, Microwwave engineering, John Wiley & Sons, Inc, 2004 [4] Phan Anh, Lý thuyết kĩ thuật anten, Nhà xuất Khoa học kĩ thuật, Hà Nội, 1998 [5] Kalika Mehra, Anuj Jain, “Design and analysis of L- slots with rectangular slot multiband microstrip rectangular patch antenna”, International conference on computer, communication and electronics (Comptelix), Manipal University Jaipur, 2017 [6] https://123doc.org/document/39950-giao-trinh-ky-thuat-anten.htm truy nhập lần cuối ngày 15/5/2018 [7] Balani, Constantine, Antenna Theory, Analysis and Design, John Wiley and Sons, Ltd (2005) [8] Karishma Patkar, Anshu lAgarwal, Neelesh, Dixit, "Analysis of Different Shapes of Microstrip Patch Antenna", 2016 Symposium on Colossal Data Analysis and Networks [9] Amal K A, Subin Josheph, Sree Kumariamma, Ajoy Kumar Mondal, "Compact Multiband Microstrip Patch Antenna for Wireless Application", 2016 International Conference on Communication, Systems and Networks (ComNet) [10] JavedK.Sayyad, RM Autee, "Compact Broadband Rectangular Microstrip Patch Antenna", International Journal on Recent and Innovation Trends in Computing and Communication [11] Behnam Jamali, Tony Cook, "Comparative Study of Microstrip Patch Antenna Feed Networks", 10.1109/RADAR 2013.6651981.2013 International Conference on Radar [12] Kin-Lu-Wong, Compact and Broadband Microstrip Antenna, Wiley and Sons, 2002 [13] Bappadittya Roy, Ankan Bhattacharya, AK Bhattacharjee, SK Chowdhury, "Effect of Different Slots in a Design of Microstrip Antennas", IEEE, ICECS, 2015 41 ... tiến hành thiết kế, mô cho đề tài anten vi dải có cấu trúc khắc khe chữ L ứng dụng WLAN, WiMAX? ?? 28 CHƯƠNG THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG ANTEN VI DẢI CÓ CẤU TRÚC KHẮC KHE CHỮ L ỨNG DỤNG WLAN, WiMAX 3.1... vào tìm hiểu l? ? thuyết anten đặc biệt anten vi dải Trên sở nghiên cứu, thiết kế, chế tạo anten vi dải có cấu trúc khắc khe chữ L có khả hoạt động nhiều dải tần Anten chế tạo chất có số điện môi... khắc khe chữ L góc khắc hình chữ nhật 3.2.2 Thiết kế anten vi dải có khắc khe chữ L ứng dụng WLAN WiMAX Để thiết kế anten vi dải có khắc khe chữ L hoạt động tần số cộng hưởng 2.4 GHz, 3.9 GHz, 4.9