Thiết kế, mô phỏng anten vi dải băng siêu rộng hoạt động ở dải tần 3 1ghz 10 6ghz

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG -  - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG ANTEN VI DẢI BĂNG SIÊU RỘNG HOẠT ĐỘNG Ở DẢI TẦN 3.1GHz- 10.6GHz SV thực : TRẦN VĂN TUẤN Lớp : 52K – ĐTTT GV hướng dẫn : ThS NGUYỄN THỊ KIM THU NGHỆ AN-5/2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Trần Văn Tuấn Ngành: Điện Tử Viễn Thơng MSSV: 1151083813 Niên Khóa: 2010 - 2016 Giảng viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Thị Kim Thu Cán phản biện : ThS Phan Duy Tùng Nội dung thiết kế tốt nghiệp: Thiết kế, mô anten vi dải băng siêu rộng hoạt động dải tần 3.1GHz – 10.6 GHZ Nhận xét cán phản biện: Ngày tháng năm Cán phản biện ( Ký, ghi rõ họ tên) MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU TÓM TẮT DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Chương ANTEN VÀ VAI TRỊ CỦA ANTEN TRONG VIỄN THƠNG 10 1.1 Giới thiệu chương 10 1.2 Sơ lược anten 10 1.3 Các tham số anten 12 1.3.1 Sự xạ sóng điện từ …… …12 1.3.2 Giản đồ xạ …………………………………………… 13 1.3.3 Cường độ xạ 15 1.3.4 Hệ số định hướng 16 1.3.5 Hệ số tăng ích 16 1.3.6 Băng thông 17 1.3.7 Phân cực 18 1.3.8 Trở kháng vào 18 1.4 Anten vi dải 19 1.4.1 Các hình dạng anten vi dải 20 1.4.2 Đặc tính Microstrip Antennas (MSA) 22 1.4.3 Các kỹ thuật cấp nguồn cho anten vi dải 23 1.4.4 Nguyên lý xạ anten vi dải 25 Chương CÔNG NGHỆ BĂNG THÔNG SIÊU RỘNG 27 2.1 Giới thiệu chương 27 2.2 Tổng quan công nghệ băng siêu rộng 27 2.3 Ưu điểm thách thức UWB 31 2.4 Các tiêu chuẩn UWB 32 2.4.1 Tiêu chuẩn ECMA dựa MB-OFDM UWB 33 2.4.2 Tiêu chuẩn IEEE 802.15.4a 34 2.5 Sơ đồ phát thu UWB 35 2.6 Những ứng dụng công nghệ UWB 37 2.6.1 Mạng truyền thông tốc độ thấp 37 2.6.2 Mạng truyền thông tốc độ cao 38 2.6.3 Radar 38 2.6.4 Định vị đo lường 39 Chương THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG ANTEN BĂNG SIÊU RỘNG 41 3.1 Giới thiệu chương 41 3.2 Giới thiệu phần mềm CST 41 3.3 Các phương pháp thiết kế anten vi dải băng thông siêu rộng 43 3.4 Thiết kế anten vi dải băng siêu rộng với cấu trúc mặt xạ hình trịn 45 3.4.1 Bài toán 45 3.4.2 Khảo sát ảnh hưởng bán kính mặt xạ lên thơng số anten 49 3.4.3 Khảo sát ảnh hưởng độ rộng mặt đất lên thông số anten 49 3.4.4 Kết thảo luận 50 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 LỜI MỞ ĐẦU Năm 2002, Ủy ban truyền thông liên bang (FCC: Federal Communications Commission) cho phép sử dụng băng tần siêu rộng (UWB: Ultra Wide Band) 3.1 đến 10.6 GHz cho ứng dụng truyền thơng thương mại Từ đó, nhà nghiên cứu dành quan tâm đặc biệt cho dải tần số Hiện tại, có nhiều cơng bố khoa học việc thiết kế, chế tạo anten mạch lọc hoạt động dải tần số UWB với nhiều cách tiếp cận khác Đồ án thiết kế, mô anten vi dải băng thông siêu rộng hoạt động dải tần 3.1 GHz đến 10.6 GHz Nội dung đồ án gồm chương Chương trình bày lý thuyết anten anten vi dải, vai trò anten truyền thông Chương giới thiệu tổng quan công nghệ UWB số ứng dụng công nghệ UWB truyền thông Chương thiết kế, mô anten vi dải băng siêu rộng UWB tiến hành khảo sát ảnh hưởng thông số lên anten Do hạn chế thời gian lực nên chắn khơng thể tránh khỏi thiếu sót Em kính mong nhận thơng cảm góp ý thầy giáo, cô giáo bạn để đồ án hoàn chỉnh Xin chân thành cảm ơn ThS Nguyễn Thị Kim Thu giúp em thực tốt đồ án Xin chân thành cảm ơn thầy giáo, cô giáo khoa Điện tử Viễn thơng giảng dạy, giúp đỡ em hồn thành chương trình đào tạo Sinh viên thực Trần Văn Tuấn TĨM TẮT Đồ án thiết kế mơ anten vi dải UWB hoạt động dải tần số từ 3.1 đến 10.6GHz Anten vi dải sử dụng mặt xạ hình trịn với bán kính r  mm , chất điện mơi có chiều cao H=1.5mm số điện môi  r = 4.7 sử dụng phần mềm mô CST Kết mô cho thấy hệ số suy hao S11