Cải thiện băng thông cho anten vi dải sử dụng cấu trúc dgs

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN HỮU KHOA -  - NGUYỄN HỮU KHOA NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: CẢI THIỆN BĂNG THÔNG CHO ANTEN VI DẢI SỬ DỤNG CẤU TRÚC DGS LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ KHÓA 31 Đà Nẵng, 2017 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -  - NGUYỄN HỮU KHOA ĐỀ TÀI: CẢI THIỆN BĂNG THÔNG CHO ANTEN VI DẢI SỬ DỤNG CẤU TRÚC DGS CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ MÃ SỐ: 60520203 LUẬN VĂN THẠC SỸ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS TRẦN THỊ HƯƠNG Đà Nẵng, 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố cơng trình khác Đà Nẵng, ngày 24 tháng năm 2017 Học viên thực Nguyễn Hữu Khoa i TĨM TẮT CẢI THIỆN BĂNG THƠNG CHO ANTEN VI DẢI SỬ DỤNG CẤU TRÚC DGS Học viên: NGUYỄN HỮU KHOA Chuyên ngành: Kỹ thuật – Điện tử Mã số: 60.52.02.03 Khóa: K31 Trƣờng Đại học Bách khoa – ĐHĐN Tóm tắt - Trong vài năm gần với tiến lãnh vực vi mạch siêu cao tần truyền thông không dây, nghiên cứu thiết kế anten vi dải (MSA) đòi hỏi kích thƣớc nhỏ hiệu suất cao Do đó, đời nhiều phƣơng pháp cải tiến anten vi dải, phƣơng pháp thay đổi cấu trúc mặt phẳng đất (DGS.) Kỹ thuật đơn giản tạo dị tật anten vi dải Sau thực thành công DGS lĩnh vực lọc, ngày DGS có nhu cầu rộng rãi cho ứng dụng khác Luận văn trình bày tiến triển phát triển DGS Các khái niệm bản, nguyên tắc làm việc, mơ hình tƣơng đƣơng hình dạng khác DGS DGS đƣợc sử dụng lĩnh vực anten microstrip để tăng băng thông tăng độ lợi loại bỏ hài cao, ảnh hƣởng ghép tƣơng hổ phần tử lân cận phân cực chéo để cải thiện đặc tính xạ anten microstrip Trình bày ứng dụng DGS cơng nghệ vi sóng ứng dụng DGS lĩnh vực anten Thiết kế, mô anten vi dải tần số 6.8GHz Cải thiện băng thông cho anten vi dải sử dụng cấu trúc DGS Kết mô cho thấy anten với cấu trúc DGS có băng thơng tăng từ 160MHz lên 290MHz, hệ số S11 giảm từ -14.4dB xuống -30.5dB… Anten đƣợc mơ phần mềm HFSS Từ khóa – Anten vi dải; DGS; Defected Ground Structure ; băng thông; HFSS IMPROVE BANDWIDTH OF MICROSTRIP PATCH ANTENNA USING DEFECTED GROUND STRUCTURE Abstract - With the advancement of microwave intergrated circuits and wireless elecommunicative technologies, the study and design of a new range of microstrip antennas (MAs) which requires compact size, high performance is increasingly being emphasized In recent years, there have been several new methods to improve microstrip circuits; one of which is used to modify the antenna ground plane in enhancing the performance of antenna This technique is simply to put a “defect” on the ground plane of MSA; it has opened the door for the next series of this application After successful implementation of DGS in the field of filters, nowadays DGS is in demand extensively for various applications This dissertation presents the evolution and development of DGS The basic concepts, working principles, and equivalent models of different shapes of DGS are presented DGS has been used in the field of microstrip antennas for enhancing the bandwidth and gain of microstrip antenna and to suppress the higher mode harmonics, mutual coupling between adjacent element, and cross-polarization for improving the radiation characteristics of the microstrip antenna Applications of DGS in microwave technology are summarized in this paper and the applications of DGS in the field of antennas are discussed Design, simulate micro-band antennas at 6.8GHz frequency Improve bandwidth of microstrip patch antenna using defected ground structure The simulation results show that the antenna with Defected Ground Structure has bandwidth increased from 160MHz to 290MHz, the S11 coefficient decreased from -14.4dB to -30.5dB The antenna is simulated by the software HFSS Key words – Microstrip antenna; DGS; Defected Ground Structure; bandwidth; HFSS ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ANTEN 1.1 Khái niệm anten 1.2 Quá trình vật lý xạ sóng điện từ 1.3 Hệ phương trình Maxwell 1.4 Các thông số anten 1.4.1 Trở kháng vào anten 1.4.2 Hiệu suất anten 1.4.3 Hệ số hướng tính hệ số tăng ích 1.4.4 Đồ thị phương hướng góc xạ anten 1.4.5 Tính phân cực anten 1.4.6 Dải tần anten 10 1.4.7 Các hệ thống anten 11 1.5 Kết luận chương 13 Chương : ANTEN VI DẢI 14 2.1 Giới thiệu chung anten vi dải 14 2.1.1 Các hình dạng anten vi dải 15 2.1.2 Đặc tính anten vi dải 16 2.1.3 Các kỹ thuật cấp nguồn cho anten vi dải 17 2.1.4 Băng thông anten vi dải .20 2.1.5 Nguyên lý xạ anten vi dải 21 2.1.6 Trường xạ anten vi dải 23 2.1.7 Sự phân cực sóng 27 2.2 Các mơ hình phân tính anten vi dải 28 2.2.1 Mơ hình đường truyền 28 2.2.2 Mơ hình hốc cộng hưởng 37 2.3 Kết luận chương: 39 Chương 3: DEFECTED GROUND STRUCTURE (DGS) VÀ ỨNG DỤNG 40 3.1 Giới thiệu chung 40 iii 3.2 PBG – Photonic Band Gap EBG – Electromagnetic Band Gap .41 3.2.1 Photonic Band Gap (PBG) 41 3.2.2 Electromagnetic Band Gap (EBG) .41 3.3 Defected Ground Structure (DGS) 41 3.3.1 Nguyên tắc làm việc 41 3.3.2 Cấu trúc đặc tính truyền 41 3.3.3 DGS đơn vị 42 3.3.4 DGS tuần hoàn 44 3.4 Mạch tương đương DGS .46 3.4.1 Mạch tương đương C nd 3.4.2 Mạch tương đương hình π 48 3.4.3 Mạch tương đương u si-static 49 3.5 C 46 Ứng dụng DGS mạch vi sóng 50 3.5.1 Hiệu ứng dải chắn (Stopband Effects) .50 3.5.2 Hiệu ứng sóng chậm (Slow-Wave Effect) 51 3.5.3 Đặc tính trở kháng cao (High Characteristic Impedance) 52 3.6 Ứng dụng DGS anten microstrip .52 3.6.1 Giảm kích thước anten (Size reductions) 52 3.6.2 Giảm sóng hài (Harmonics reduction) .52 3.6.3 Giảm phân cực chéo (Cross polarization reduction) 53 3.6.4 Giảm ảnh hưởng ghép tương hổ (Mutual coupling reduction) 53 3.6.5 Thiến kế anten phân cực tròn (Design approach for circular polarization) 53 3.6.6 Anten đ dải (Multiband Antenna) 53 3.6.7 Anten dải rộng (Wideband Antenna) 54 ết luận chương 55 3.7 Chương 4: THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG ANTEN VI DẢI VỚI CẤU TRÚC DGS 57 4.1 Thiết kế, mô anten vi dải chuẩn 57 4.1.1 Thiết kế 57 4.1.2 Mô .60 4.1.3 Nhận xét .61 4.2 Thiết kế, mô anten vi dải với cấu trúc DGS 61 4.2.1 Thực cấu trúc DGS đường feed 64 iv 4.2.2 Thực cấu trúc DGS đường feed mặt phẳng đất 67 4.2.3 Thực cấu trúc trúc DGS đường feed, mặt phẳng đất DGS bảng Patch69 4.3 Đánh giá kết thiết kế: 73 4.4 ết luận chương: 75 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 DANH MỤC HÌNH CHƢƠNG Hình 1.1: Hệ thống thu phát tín hiệu Hình 1.2: Đồ thị phương hướng toạ độ cực toạ độ góc Hình 1.3: h n cực tu n t nh ph n cực tr n 10 CHƢƠNG Hình 2.1: Anten vi dải 14 Hình 2.2: Các dạng anten vi dải thông dụng 15 Hình 2.3: Cấp nguồn dùng đường truyền vi dải 18 Hình 2.4: Cấp nguồn dùng cáp đồng trục 19 Hình 2.5: Cấp nguồn dùng phương pháp ghép khe – Aperture coupled 19 Hình 2.6: Cấp nguồn dùng phương pháp ghép gần – Proximity Coupled 20 Hình 2.7: Phân bố điện t ch d ng điện anten vi dải hình chữ nhật 22 Hình 2.8: Hằng số điện môi hiệu dụng 30 Hình 2.9: Chiều dài vật lý chiều dài hiệu dụng mi ng patch 31 Hình 2.10: Patch chữ nhật mạch tương đương mơ hình đường truyền 33 Hình 2.11: Tha đổi vị tr điểm feed để có trở kháng vào phù hợp 37 Hình 2.12: Phân bố điện t ch d ng điện 38 CHƢƠNG Hình 3.1: Cấu trúc đặc tính truyền dumbbell DGS 42 Hình 3.2: Một số khuân mẫu DGS 43 Hình 3.3: DGS tuần hoàn (a) HPDGS, (b) VPDGS 44 Hình 3.4: ạch tương đương C 47 Hình 3.5: ạch tương đương C unit D 48 v Hình 3.6: đồ mạch hình mạch tương đương 49 Hình 3.7: đồ mạch tương đương ce đơn vị D 50 Hình 3.8: b t mô ph ng thực t HC D c thơng thấp a mơ hình HC D c thông thấp ce 51 Hình 3.9: Cấu hình anten ba khe đa tần số 54 Hình 3.10: Cấu hình anten DGS dải rộng 55 CHƢƠNG Hình 4.1: Cấu trúc chiều anten chuẩn 60 Hình 4.2: S11 tần số cộng hưởng anten chuẩn 60 Hình 4.3: Đồ thị xạ 3D anten chuẩn 61 Hình 4.4: Mơ hình phát xạ patch 63 Hình 4.5: ưu đồ thi t k 64 Hình 4.6: Cấu trúc chiều anten DGS feed 65 Hình 4.7: S11 tần số cộng hưởng anten DGS feed 65 Hình 4.8: Đồ thị xạ 3D anten DGS feed 66 Hình 4.9: Hệ số sóng đứng anten DGS feed 66 Hình 4.10: Cấu trúc chiều anten DGS feed, ground 67 Hình 4.11: S11 tần số cộng hưởng anten DGS feed, ground 68 Hình 4.12: Đồ thị xạ 3D anten DGS feed, ground 68 Hình 4.13: Hệ số sóng đứng anten DGS feed, ground 68 Hình 4.14: Cấu trúc chiều anten DGS feed, ground, patch 69 Hình 4.15: S11 tần số cộng hưởng anten DGS feed, ground, patch 70 Hình 4.16: Đồ thị xạ 3D anten DGS feed, ground, patch 70 Hình 4.17: Hệ số sóng đứng anten DGS feed, ground, patch 71 Hình 4.18: Vị tr k ch thước m khuy t patch 72 Hình 4.19: Vị tr k ch thước m khuy t mặt phẳng đất 72 Hình 4.20: So sánh S11 anten chuẩn anten DGS 74 vi DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Qu ước dải tần số 11 Bảng 2: Dải tần EU, NATO, ECM Hoa Kỳ 13 Bảng 3: So sánh PBG, EBG DGS 45 Bảng 4: So sánh ứng dụng ưu điểm nhược điểm DGS 45 Bảng 5: Các thông số thi t k anten 57 Bảng 6: Bảng tổng hợp thông số anten 59 Bảng 7: So sánh tham số anten 75 CÁC TỪ VIẾT TẮT DGS - Defected Ground Structure PBG - Photonic Band Gap EBG - Electromagnetic Band GPA - Ground Plane Aperture MSA - Microstrip Antenna MTA - Microstrip Traveling Wave Antennas LTCC - Low Temperature Co-Fire Ceramic Technology LTCF - Low Temperature Co-Fire Ceramic Ferrite SIW - Substrate Integrate Wave-Guide vii Luận văn tốt nghiệp cao h c MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Ngày nay, hệ thống viễn thơng đóng vai trị quan trọng xã hội tồn giới, hệ thống viễn thơng nhanh chóng chuyển từ có dây đến khơng dây Cơng nghệ khơng dây giúp bớt tốn thay linh hoạt liên lạc Anten yếu tố quan trọng hệ thống viễn thông không dây Do đó, thiết kế anten trở thành lĩnh vực hoạt động nghiên cứu viễn thông Các nghiên cứu hấp dẫn anten anten vi dải, công nghệ anten vi dải cho phép anten thiết kế có kích thƣớc nhỏ gọn, trọng lƣợng nhẹ, dễ dàng để sản xuất; tích hợp bề mặt (integration surface) dần chiếm ƣu thế, đặc biệt anten thông tin di động Tuy nhiên, anten vi dải vốn có băng thơng hẹp ứng dụng thực tế địi hỏi băng thơng phải đƣợc cải thiện Để mở rộng băng thông, nhiều phƣơng pháp đƣợc sử dụng Một số tiến đáng kể thiết kế anten vi dải nhỏ gọn đƣợc trình bày năm qua DGS (Defected Ground Structure) kỹ thuật đƣợc sử dụng cho mục đích Thay đổi cấu trúc mặt phẳng nối đất kỹ thuật độc làm giảm kích thƣớc anten Hơn nữa, anten với cấu trúc mặt phẳng nối đất khơng liên tục có băng thơng rộng so với băng thơng anten khơng có thay đổi mặt phẳng nối đất Với lí tơi chọn đề tài “CẢI THIỆN BĂNG THƠNG CHO ANTEN VI DẢI SỬ DỤNG CẤU TRÚC DGS” nhằm tìm cách cải thiện băng thông nâng cao hiệu anten MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu cải thiện băng thông cho anten vi dải - So sánh đánh giá hiệu thiết kế so với anten chuẩn ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU - Anten vi dải - Phƣơng pháp mở rộng băng thông cho anten vi dải DGS PHẠM VI NGHIÊN CỨU Luận văn nghiên cứu anten vi giải, phƣơng pháp nâng cao hiệu suất cho anten vi dải Cụ thể, luận văn nghiên cứu kỹ thuật mở rộng băng thông cho anten vi giải sử dụng cấu trúc DGS mặt phẳng đất Ngu ễn Hữu hoa - K31 TĐT Luận văn tốt nghiệp cao h c 65 Cấu trúc chiều anten Hình 4.6: Cấu trúc chiều anten D feed S11 tần số cộng hƣởng XY Plot BasicInsertFedChuanFedDGS 0.00 ANSOFT Curve Info dB(S(1,1)) Setup1 : Sw eep -5.00 Name -10.00 -15.00 X m1 Y m1 6.7600 -10.0092 m2 7.0200 -10.2373 m3 6.9000 -43.0612 m2 dB(S(1,1)) -20.00 -25.00 -30.00 -35.00 -40.00 m3 -45.00 6.00 6.25 6.50 6.75 7.00 Freq [GHz] 7.25 Hình 4.7: S11 tần số cộng hưởng anten D Ngu ễn Hữu hoa - K31 TĐT 7.50 feed 7.75 8.00 Luận văn tốt nghiệp cao h c 66 Đồ thị xạ 3D Hình 4.8: Đồ thị xạ 3D anten D feed Hệ số sóng đứng XY Plot BasicInsertFedChuanFedDGS 22.50 ANSOFT Curve Info dB(VSWR(1)) Setup1 : Sw eep Name 20.00 m1 X Y 6.9000 0.1221 17.50 dB(VSWR(1)) 15.00 12.50 10.00 7.50 5.00 2.50 m1 0.00 6.00 6.25 6.50 6.75 7.00 Freq [GHz] 7.25 Hình 4.9: Hệ số sóng đứng anten D 7.50 7.75 8.00 feed Nhận xét: Ảnh hƣởng DGS đƣờng feed lớn Anten cải thiện đáng kể băng thông, độ lợi hệ số suy hao phản xạ Ngu ễn Hữu hoa - K31 TĐT Luận văn tốt nghiệp cao h c 67 4.2.2 Thực cấu trúc DGS đường feed mặt phẳng đất Dựa vào nguyên tắc ta đƣa trên, để tránh trƣờng hợp chất anten thay đổi, ta tập trung vào vị trí khơng có lợi cho phát xạ anten Ta thực dựa nguyên tắc kết sau phải tốt kết bƣớc trƣớc Cấu trúc chiều anten Hình 4.10: Cấu trúc chiều anten D feed ground S11 tần số cộng hƣởng Name X XY Plot Y BasicInsertFedChuanDGS8 0.00 6.8200 -27.0375 m3 m7 6.6657 -9.9881 m8 6.9500 -9.9850 ANSOFT Curve Info dB(S(1,1)) Setup1 : Sw eep -5.00 m7 m8 dB(S(1,1)) -10.00 -15.00 -20.00 -25.00 m3 -30.00 6.00 6.25 6.50 Ngu ễn Hữu hoa - K31 TĐT 6.75 7.00 Freq [GHz] 7.25 7.50 7.75 8.00 Luận văn tốt nghiệp cao h c 68 Hình 4.11: S11 tần số cộng hưởng anten D feed ground Đồ thị xạ 3D Hình 4.12: Đồ thị xạ 3D anten D feed ground Hệ số sóng đứng XY Plot BasicInsertFedChuanDGS8 22.50 ANSOFT Curve Info dB(VSWR(1)) Setup1 : Sw eep 20.00 17.50 Name 15.00 X Y 6.8200 0.7731 dB(VSWR(1)) m1 12.50 10.00 7.50 5.00 2.50 m1 0.00 6.00 6.25 6.50 6.75 7.00 Freq [GHz] 7.25 Hình 4.13: Hệ số sóng đứng anten D Ngu ễn Hữu hoa - K31 TĐT 7.50 feed ground 7.75 8.00 Luận văn tốt nghiệp cao h c 69 Nhận xét: So với DGS đƣờng feed, thay đổi cấu trúc đất ảnh hƣởng nhiều đến tần số làm việc anten, nhƣng bên cạnh việc cải thiện băng thơng cách khả thi Ảnh hƣởng DGS mặt phẳng đất anten rõ rệt Các DGS phức tạp tạo nhiều tần số làm việc; suy hao, băng thông thay đổi lớn theo hai hƣớng có lợi khơng có lợi Vì vậy, việc tinh chỉnh để tìm đƣợc kích thƣớc, vị trí hình thái cấu trúc DGS thích hợp khó khăn cần nhiều lần thử nghiệm 4.2.3 Thực cấu trúc trúc DGS đường feed, mặt phẳng đất DGS bảng Patch Sau cùng, ta thực cấu trúc DGS patch Nhìn chung, ảnh hƣởng khiếm khuyết bề mặt patch đáng kể Ta thực kiếm khuyết để bổ sung, phối hợp với điểm DGS thực để tăng thơng số anten Vì vậy, việc xác định vị trí, kích thƣớc khiếm khuyết phải vào khiếm khuyết phía bên dƣới đất Cấu trúc chiều anten Hình 4.14: Cấu trúc chiều anten D Ngu ễn Hữu hoa - K31 TĐT feed ground patch Luận văn tốt nghiệp cao h c 70 S11 tần số cộng hƣởng Name X XY Plot Y BasicInsertFedChuanDGS9 0.00 6.8200 -30.5861 m3 m7 6.6657 -9.8121 m8 6.9500 -9.8168 ANSOFT Curve Info dB(S(1,1)) Setup1 : Sw eep -5.00 m7 m8 -10.00 dB(S(1,1)) -15.00 -20.00 -25.00 m3 -30.00 -35.00 6.00 6.25 6.50 6.75 7.00 Freq [GHz] 7.25 Hình 4.15: S11 tần số cộng hưởng anten D 7.50 feed ground patch Đồ thị xạ 3D (Gain) Hình 4.16: Đồ thị xạ 3D anten D Ngu ễn Hữu hoa - K31 TĐT feed ground patch 7.75 8.00 Luận văn tốt nghiệp cao h c 71 Hệ số sóng đứng XY Plot BasicInsertFedChuanDGS9 22.50 ANSOFT Curve Info dB(VSWR(1)) Setup1 : Sw eep 20.00 Name 17.50 m1 X Y 6.8200 0.5136 dB(VSWR(1)) 15.00 12.50 10.00 7.50 5.00 2.50 m1 0.00 6.00 6.25 6.50 6.75 7.00 Freq [GHz] Hình 4.17: Hệ số sóng đứng anten D 7.25 7.50 7.75 8.00 feed ground patch Nhận xét: Từ kết ta thấy rằng, việc kết hợp tốt khiếm khuyết làm tăng hiệu suất anten nhƣng không làm thay đổi tần số làm việc anten Bằng cách sử dụng khiếm khuyết ta cải thiện tham số tùy theo yêu cầu thiết kế Ngu ễn Hữu hoa - K31 TĐT Luận văn tốt nghiệp cao h c Tổng hợp vị trí, kích thƣớc khiếm khuyết: Hình 4.18: Vị tr k ch thước m khu t patch Hình 4.19: Vị tr k ch thước m khu t mặt phẳng đất Ngu ễn Hữu hoa - K31 TĐT 72 Luận văn tốt nghiệp cao h c 73 4.3 Đánh giá kết thiết kế: Dựa vào kết ta thấy: - Đối với đƣờng feed: suy hao đƣờng feed lớn - Đối với đất: o Các đƣờng dọc có ích việc giảm hệ số S11 nhƣng tần số làm việc bị thay đổi o Các đƣờng ngang có ảnh hƣởng lớn đến tần số làm việc vị trí gần phát xạ nhƣng có ích việc tăng băng thơng nên phải tinh chỉnh nhiều để tìm vị trí thích hợp o Khơng nên tác động vị trí rìa patch vị trí đƣờng feed phía đối diện, nhƣ làm thay đổi chất anten microstrip patch - Đối với patch: ảnh hƣởng cấu trúc DGS tƣơng tự nhƣ đất cần cân nhắc nhiều để tìm vị trí thỏa mản yêu cầu đƣa - Quan trọng ta phải kết hợp khiếm khuyết vị trí thành phần cho chúng bổ sung kết hợp với cách có lợi - Sau kết hợp DGS với ta thấy: so với anten khơng có DGS, DGS anten có: Băng thơng: khoảng mở băng thơng thăng từ ( 6.74-6.90GHz) đến (6.66 6.95GHz) S11: giảm từ -14.36dB xuống -30.6dB Gain: tăng từ 7dB đến 7.14dB Ngu ễn Hữu hoa - K31 TĐT Luận văn tốt nghiệp cao h c  74 So sánh tổng qu ng giữ h i nten Name X XY Plot Y BasicInsertFedChuanDGS9 0.00 6.8200 -30.5861 m3 m7 6.6657 -9.8121 m8 6.9500 -9.8168 ANSOFT Curve Info Basic anten dB(S(1,1)) Setup1 : Sw eep -5.00 m7 m8 DGS anten -10.00 dB(S(1,1)) -15.00 -20.00 -25.00 m3 -30.00 -35.00 6.00 6.25 6.50 6.75 7.00 Freq [GHz] Hình 4.20: So sánh S11 anten chuẩn anten D Ngu ễn Hữu hoa - 31 TĐT 7.25 7.50 7.75 8.00 Luận văn tốt nghiệp cao h c  75 So sánh th m số giữ nten: Bảng 7: So sánh tham số anten DGS anten Bands (GHz) Resonant frequency Return loss BW Gain (dB) (MHz) (dB) Anten non DGS 6.74 – 6.90 6.82 -14.36 160 DGS Feed 6.76 - 7.02 6.9 -43.06 260 6.9 DGS Feed+Ground 6.66 - 6.95 6.82 -27.04 290 7.31 DGS Feed+Ground+Patch 6.66 - 6.95 6.82 -30.60 290 7.14 4.4 ết luận chương: Trong chƣơng này, cách sử dụng khiếm khuyết bề mặt anten, theo phƣơng án đặt ra, ta hiệu chỉnh anten ban đầu thành anten với DGS Kết mô cho thấy anten DGS hoạt động tốt tần số 6.8GHz Việc sử dụng khiếm khuyết bề mặt đem lại kết tốt Băng thông anten đƣợc cải thiện đáng kể, đạt đƣợc yêu cầu đặt Ngu ễn Hữu hoa - 31 TĐT Luận văn tốt nghiệp cao h c 76 ẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Những kết đạt Trong thời gian nghiên cứu thực đề tài, sâu phân tích anten vi dải, khảo sát nhƣợc điểm cách khắc phục Nghiên cứu lý thuyết cấu trúc DGS, ảnh hƣởng lên anten vi dải đặc biệt ứng dụng DGS anten vi dải Trong nội dung đề tài, thu đƣợc kết sau:  Nghiên cứu lý thuyết anten vi dải  Thiết kế mô anten vi dải tần số 6.8GHz  Trình bày lý thuyết DGS ứng dụng việc cải thiện hiệu suất anten vi dải  Thiết kế mô ảnh hƣởng DGS thành phần anten vi dải  So sánh, đánh giá hiệu thực trƣớc sau có cấu trúc DGS Ngồi điều thực đƣợc thời gian hạn chế nên đề tài số điểm yếu cần đƣợc khắc phục Băng thơng anten cịn nhỏ, việc cải thiện độ lợi chƣa cao Để anten ứng dụng vào thực tế cần có nhiều nghiên cứu, cải thiện sâu kích thƣớc, độ lợi ứng dụng cụ thể dải tần khảo sát Hướng phát triển đề tài Để hoàn chỉnh nội dung trên, hƣớng phát triển đề tài nên tập trung vào điều sau đây:  Cải thiện kích thƣớc anten  Mở rộng dải tần khảo sát, thực cấu trúc DGS mở rộng tần số làm việc anten  Thực mảng anten với cấu trúc DGS  Thi công đo đạt thực tế thiết kế anten với cấu trúc DGS  Thực anten với ứng dụng cụ thể Ngu ễn Hữu hoa - 31 TĐT Luận văn tốt nghiệp cao h c 77 TÀI LIỆU THAM HẢO [1] Constantine A.Blanis, Antenna Theory – Analysis and Design, JohnWilley & Son, INC, third Edition, 2005 [2] David M.Pozar,Microwave Engineering, John Willey & Son, INC, 4th Edition,2012 [3] Phan Anh ý thu t kỹ thuật Anten Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2007 [4] Chirag Garg, Magandeep Kaur, “A Review of Defected Ground Structure (DGS) in Microwave Design”, International Journal Of Innovative Research In Electrical, Electronics, Instrumentation And Control Engineering, Vol.02, 3-2014 [5] Mukesh Kumar Khandelwal, Binod Kumar Kanaujia and Sachin Kumar, “Defected Ground Structure: Fundamentals, Analysis, and Applications in Modern Wireless Trends”, International Journal of Antennas and Propagation, 2017 [6] John, S., “Strong localization of photons in certain disordered dielectric superlattices,” Physical Review Letters, Vol 58, No 23, 2486– 2489, 1987 [7] Yablonovitch, E., “Inhibited spontaneous emission in solid-state physics and electronics,” Physical Review Letters, Vol 58, No 20, 2059–2062, 1987 [8] Insik, C and L Bomson, “Design of defected ground structures for harmonic control of active microstrip antenna”, IEEE Antennas Propag Soc Int Symp., Vol 2, 852–855, 2002 [9] Woo, D.-J., T.-K Lee, J.-W Lee, “Novel u-slot and v-slot dgss for bandstop filter with improved Q factor” , IEEE Trans Microwave Theory Tech., Vol 54, No 6, 2840– 2846, 2006.855, 2002 [10] Xiao, J K., S W Ma, and S L Zhang, “Novel compact split ring steppedimpedance resonator (SIR) bandpass filters with transmission zeros”, Progress In Electromagnetics Research, PIER 21, 329–339, 2007 [11] L H Weng, Y C Guo, X W Shi, and X Q Chen, “An overview on defected ground Structure”, Progress In Electromagnetics Research”, Vol 7, 173–189, 2008 [12] Lim,J.S., Lee,Y.T., Han, J.H., Park,J.S., Ahn, D and Nam, S., “A Technique for Reducing the Size of Amplifiers Using Defected Ground Structure”, IEEE MTT-S, pp1153–1156, 2002 Ngu ễn Hữu hoa - 31 TĐT Luận văn tốt nghiệp cao h c 78 [13] Sun, J., Yang, X and Sheng, J., “Circularly polarized microstrip antenna with harmonics suppression”, Microwave and Optical Technology Letters, Vol 49, No 11, November 2007 [14] Guha,D., Biswas, M and Antar, Y.M.M, “Microstrip patch antenna with defected ground structure for cross polarization suppression”, IEEE Antenna and Wireless Propagation Lett, Vol.4, pp.455 –458, 2005 [15] Salehi,M., Motevasselian, A., Tavakoli,A., Heidari, T., “Mutual coupling reduction of microstrip antenna using defected ground structure”, IEEE Singapore International Conference on Communication System, pp 1– 5, 2006 [16] Thakur, J.P and Park, J.S., “An Advance Design Approach for Circular Polarization of the Microstrip Antenna With Unbalance DGS Feedlines”, IEEE Antennas and Wireless Propagation Lett.vol 5, 2006 [17] A P Saghati, M Azarmanesh, and R Zaker, “A novel switchable single- and multifrequency triple-slot antenna for 2.4-GHz bluetooth, 3.5-GHz WiMax, and 5.8-GHz WLAN,” IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol 9, pp 534–537, 2010 [18] K H Chiang and K W Tam, “Microstrip monopole antenna with enhanced bandwidth using defected ground structure,” IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol 7, pp 532–535, 2008 Ngu ễn Hữu hoa - 31 TĐT ... để cải thiện đặc tính xạ anten microstrip Trình bày ứng dụng DGS công nghệ vi sóng ứng dụng DGS lĩnh vực anten Thiết kế, mô anten vi dải tần số 6.8GHz Cải thiện băng thông cho anten vi dải sử dụng. .. có băng thông rộng so với băng thông anten khơng có thay đổi mặt phẳng nối đất Với lí tơi chọn đề tài “CẢI THIỆN BĂNG THÔNG CHO ANTEN VI DẢI SỬ DỤNG CẤU TRÚC DGS? ?? nhằm tìm cách cải thiện băng. .. dạng anten vi dải thông dụng Tất anten vi dải đƣợc chia làm loại bản: anten patch vi dải, dipole vi dải, anten khe dùng kỹ thuật in, anten traveling-wave vi dải  Anten patch vi dải Một anten