Thiết kế anten vi dải phân cực tròn cho ứng dụng wlan dải tần 2,4 ghz

I HỌC QU C GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - - V NGỌC I THIẾT KẾ ANTEN VI DẢI PHÂN CỰC TRÒN CHO ỨNG DỤNG W AN DẢI TẦN 2,4 GHz Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện Tử M s : 605270 U N V N THẠC S TP H CH MINH th ng n m CƠNG TRÌNH ƢỢC HỒN THÀNH T I TRƢỜNG I HỌC BÁCH KHOA – HQG -HCM C n hƣớng dẫn khoa học: TS Ư NG VINH QU C DANH C n chấm nhận xét : TS Đ H NG TUẤN C n chấm nhận xét : TS PHẠ QUANG THÁI Luận v n thạc sĩ đƣợc bảo vệ Trƣờng HCM ngày 25 th ng ại học B ch Khoa HQG Tp n m Thành phần Hội đồng đ nh gi luận v n thạc sĩ gồm: PGS TS PHẠ TS Đ TS V H NG I N H NG TUẤN QUẾ S N TS PHẠ QUANG THÁI TS CHẾ VIẾT NH T ANH TS Ư NG VINH QU C DANH X c nhận Chủ tịch Hội đồng đ nh gi LV Trƣởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận v n đ đƣợc sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI Đ NG TRƯỞNG KHOA TRƢỜNG I HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGH A VIỆT NA PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH Độc lập – Tự – Hạnh phúc - o0o - Tp.HCM, ngày 25 tháng 01 n m NHIỆ Họ tên học viên: V VỤ U N V N THẠC S NGỌC I MSHV: 10140031 Ngày th ng n m sinh: 07 – 12 – 1984 Nơi sinh: An Giang Ngành: Kỹ Thuật Điện Tử M S : 605270 I T N ĐỀ TÀI: Thiết kế anten vi dải ph n c c tr n cho ứng d ng WLAN dải tần 2,4 GHz II NHIỆ - VỤ VÀ NỘI DUNG: Nghiên cứu thiết kế anten ph n c c tr n cho ứng d ng WLAN dải tần GHz - Mô ph ng phần mềm HFSS thi c ng th c tế o cƣờng độ sóng anten tồn hƣớng th ng thƣờng có b n thị trƣờng so với anten đƣợc thiết kế m i trƣờng có kh ng có vật che chắn phần mềm Netstumbler đƣợc cài đặt m y Laptop đo c c th ng s t n xạ S máy Vector Network Analyzer – R&S ZBV8 - So s nh đ nh gi kết III NGÀY GIAO NHIỆ VỤ U N V N: Ngày 26 Th ng 02 N m IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆ VỤ: Ngày 30 Th ng 11 N m 2012 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS Ư NG VINH QU C DANH Tp HCM, ngày 25 tháng 01 n m CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆ Ư NG VINH QU C DANH TRƯỞNG KHOA Đ BỘ N ĐÀO TẠO H NG TUẤN ỜI CẢ N Luận v n đƣợc hoàn thành kết qu trình phấn đấu học tập s nhiệt tình dạy quý Thầy, C TS Trƣớc hết em xin chân thành gởi đến Thầy - ng Vinh Qu c D nh, ngƣời tr c tiếp hƣớng dẫn luận v n lòng biết ơn sâu sắc S giúp đ tận tình c ng kiến thức quý b u Thầy đ giúp em hoàn thành t t luận v n Xin ch n thành cảm ơn quý Thầy, C khoa iện – iện tử m n Vi n Th ng đ tận t m dạy bảo c ng nhƣ tạo điều kiện thuận lợi đ em có th hồn thành t t đề tài ặc biệt gởi lời cảm ơn đến thầy Hoàng ạnh Hà ngƣời đ giúp đ nhiệt tình qu trình đo đạc ph ng thí nghiệm Con xin gửi lời biết ơn v hạn đến cha mẹ gia đình Cha mẹ đ nu i nấng dạy d kh ng ng ng động viên h trợ giúp vƣợt qua lúc khó kh n Cu i c ng xin cảm ơn tất bạn bè ngƣời th n đ chia sẻ giúp đ su t n m học v a qua Tp Hồ Chí Minh th ng n m 2013 Học Viên V Ngọc i TÓ TẮT U N V N THẠC S S ph n c c hai anten ph t thu vấn đề quan trọng đ giảm suy hao qu trình truyền nhận tín hiệu c c hệ th ng v tuyến Cho nên loại anten ph n c c tr n đƣợc trình bày đ y giải pháp t i ƣu cho phép tính linh hoạt hai góc truyền nhận hai anten, làm giảm t c d ng phản xạ đa đƣờng (multipath fading), t ng cƣờng th m nhập thời tiết cho phép tính di động cao Ở đ y luận v n tập trung giới thiệu anten ph n c c tr n có khả n ng hoạt động dải tần WLAN (Wireless Local Area Network) 2,4 GHz c ng nhƣ c c ứng d ng chúng Anten đƣợc thiết kế đề tài bao gồm mạch in FRvới khe đƣợc khắc hình chữ V kim loại hình tr n (tấm phản xạ) Bản mạch in FR- đƣợc đặt c ch phản xạ khoảng c ch nh Kích thƣớc anten vị trí đặt hai ngõ vào (port) tiếp tín hiệu sử d ng c p đồng tr c đƣợc t i ƣu đ có đƣợc sóng ph n c c tr n tần s cộng hƣởng dBi độ c ch ly hai ngõ vào dƣới – GHz độ lợi đỉnh lớn 8- dB C c kết m ph ng ph hợp với kết đo đạc th c tế Anten có th đƣợc sử d ng cho c c access point (AP) dải tần GHz có hệ th ng anten MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) 2x2 Việc m ph ng anten đƣợc th c phần mềm Ansoft HFSS đƣợc thi công PCB FR-4 có s điện m i εr = độ dày mm o cƣờng độ sóng anten tồn hƣớng th ng thƣờng có b n thị trƣờng so với anten đƣợc thiết kế m i trƣờng có kh ng có vật che chắn phần mềm Netstumbler đƣợc cài đặt m y Laptop đo c c th ng s t n xạ S m y Vector Network Analyzer – R&S ZBV8 ỜI CA ĐOAN ề tài “Thiết kế anten vi dải ph n c c tr n cho ứng d ng WLAN dải tần GHz” dƣới s hƣớng dẫn TS Lƣơng Vinh Qu c Danh T i xin cam đoan luận v n t i th c chƣa có phần nội dung hay kết luận v n đƣợc c ng b tập chí hay nộp đ lấy c c trƣờng đại học ngoại tr c c kết tham khảo đ đƣợc ghi rõ luận v n Tp Hồ Chí Minh th ng Học viên V Ngọc i n m ỤC ỤC Chương 1: GI I THI U .1 1.1 ặt vấn đề .1 1.2 Lịch sử giải vấn đề .2 1.3 i tƣợng phạm vi nghiên cứu đề tài 1.3.1 i tƣợng nghiên cứu 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu .3 1.4 Phƣơng ph p nghiên cứu hƣớng giải .3 Chương 2: LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỀ ANTEN 2.1 Giới thiệu chung anten 2.2 Hệ phƣơng trình Maxwell 2.3 ặc tính xạ điện t anten 2.4 ặc tính đƣờng d y truyền sóng 2.4.1 Bƣớc sóng (Wavelenght) 2.4.2 Trở kh ng đặc tính (characteristic impedance) .9 2.4.3 Ph i hợp trở kh ng 2.4.4 Hệ s phản xạ (Γ) 10 2.4.5 Hiện tƣợng sóng đứng tỷ s sóng đứng 10 2.4.6 Tổn hao phản xạ (Return loss) 11 2.5 C c th ng s đặc trƣng anten 11 2.5.1 Trở kh ng vào anten .12 2.5.2 Hệ s định hƣớng độ t ng ích 13 2.5.3 Giản đồ xạ (Radiation pattern) .15 2.5.4 Mật độ c ng suất xạ cƣờng độ xạ 22 2.5.5 C ng suất xạ đẳng hƣớng tƣơng đƣơng .24 2.5.6 Hiệu suất anten (et) .25 2.5.7 Tính ph n c c anten .26 2.5.8 Dải tần anten 30 2.6 C c hệ th ng anten .32 Chương 3: ANTEN VI DẢI 34 3.1 Giới thiệu 34 3.2 Ƣu nhƣợc m anten vi dải xu hƣớng ph t tri n 35 3.3 Cấu tạo 35 3.4 Những phƣơng ph p cấp tín hiệu 38 3.4.1 Tiếp điện đƣờng truyền vi dải 38 3.4.2 Tiếp điện c p đồng tr c 39 3.4.3 Tiếp điện c ch ghép khe .41 3.4.4 Tiếp điện c ch ghép l n cận .42 3.5 Nguyên lý hoạt động antenna vi dải 43 3.6 Tính ph n c c anten vi dải 44 3.7 Dải tần anten vi dải .46 3.8 Phƣơng ph p ph n tích thiết kế anten vi dải 47 3.8.1 M hình đƣờng truyền 47 3.8.2 M hình h c cộng hƣởng 49 3.8.3 M hình sóng đầy đủ 52 3.8.4 Phƣơng ph p phần tử hữu hạn 52 3.9 Một s loại anten vi dải 53 3.10 Anten vi dải ph n c c tr n 57 3.10.1 Anten vi dải ph n c c tr n với hai đƣờng tiếp m 58 3.10.2 Anten vi dải ph n c c tr n với đƣờng tiếp m 59 3.11 Tóm tắt .59 Chương 4: 4.1 THIẾT KẾ VÀ O C 60 Phƣơng ph p thiết kế anten 60 4.1.1 Cơ sở thiết kế anten 60 4.1.2 Tính to n c c th ng s kỹ thuật cho anten 60 4.1.3 Phƣơng ph p tiếp điện cho anten 63 4.1.4 Tiêu chuẩn đ nh gi anten 63 4.1.5 T i ƣu c c th ng s kỹ thuật cho anten 63 4.2 Kết m ph ng anten với phần mềm Ansoft HFSS 64 4.4 Kết m ph ng đo đạc th c tế 83 4.4.1 Hình ảnh th c tế anten: 83 4.4.2 Kết m ph ng đo đạc th c tế 84 4.4.3 Kết đo phần mềm Netstumbler 86 Chương 5: KẾT LUẬN VÀ Ề NGHỊ .88 5.1 KẾT LUẬN 88 5.2 Ề NGHỊ 88 TÀI LI U THAM KHẢO 89 LÝ LỊCH KHOA HỌC .91 DANH SÁCH HÌNH VẼ Chương 2: Ý THUYẾT C BẢN VỀ ANTEN Error! Bookmark not defined Hình 2.1: Anten nhƣ thiết bị truyền sóng [4] Error! Bookmark not defined Hình : M hình đƣờng truyền sóng Error! Bookmark not defined Hình : Phƣơng trình tƣơng đƣơng Thevenin cho hệ th ng anten [ ] Error! Bookmark not defined Hình : Hệ th ng tọa độ đ ph n tích anten [4] Error! Bookmark not defined Hình 5: Giản đồ xạ v hƣớng anten [ ] Error! Bookmark not defined Hình 6: Giản đồ xạ mặt phẳng E mặt phẳng H cho anten loa [ ] Error! Bookmark not defined Hình 7: C c búp sóng anten xạ hƣớng tính (a) (b) Error! Bookmark not defined Hình 8: C c v ng trƣờng anten [ ] Error! Bookmark not defined Hình 9: Giản đồ xạ trƣờng xa anten parabol c c khoảng c ch R kh c [4] Error! Bookmark not defined Hình : S quay sóng điện t phẳng ph n c c elip hàm theo thời gian (a), (b) Error! Bookmark not defined Hình : C c loại ph n c c [8] Error! Bookmark not defined Hình : ộ rộng b ng th ng Error! Bookmark not defined Chương 3: ANTEN VI DẢI Error! Bookmark not defined Hình : Cấu trúc anten vi dải dạng chữ nhật dạng tr n [5] Error! Bookmark not defined Hình : C c hình dạng anten vi dải dạng [6] Error! Bookmark not defined Hình : Cấu trúc anten dipole vi dải [6] Error! Bookmark not defined Hình : C c hình dạng anten vi dải sóng chạy [6] Error! Bookmark not defined Luận văn cao học CBHD: TS Lƣơng Vinh Qu c Danh 77 XY Plot 11.25 HFSSDesign1 ANSOFT 10.00 VSWR(WavePort2) 8.00 6.00 Curve Info X Y VSWR(WavePort2) 2.4429 1.0701 Setup1 : Sweep1 2.4008 1.3027 2.5010 1.4615 Name m1 m2 m3 4.00 2.00 0.00 m2 2.00 2.20 m3 m1 2.40 Freq [GHz] 2.60 2.80 3.00 (b) Hình 4.24: Tỷ s sóng đứng anten ngõ vào (a) (b) với đƣờng kính xạ 57 2mm  Tỷ s ph n c c (Axial ratio) XY Plot 13 60.00 HFSSDesign1 ANSOFT 50.00 40.00 dB(AxialRatioValue) Name m1 m2 m3 30.00 X Y 2.4429 3.3538 2.4008 3.6544 2.5170 5.5736 Curve Info dB(AxialRatioValue) Setup1 : Sweep1 Phi='0deg' Theta='90deg' 20.00 10.00 m3 m2 0.00 2.00 Hình 2.20 2.40 m1 Freq [GHz] 2.60 2.80 3.00 25: Tỷ s ph n c c anten   00 ,   900 với đƣờng kính xạ 57,2mm hi an en vi d i ph n c c n cho ng d ng L N d i n 2,4 GHz HVTH: Võ Ngọc Lợi Luận văn cao học CBHD: TS Lƣơng Vinh Qu c Danh 78  Ph n b d ng điện anten: Hình 3.26 Ph n b d ng điện anten với đƣờng kính xạ 57,2mm  Kết m ph ng S12 (S21) với xạ có kh ng có khe chữ V S11 Co khe chu V Khong co khe chu V -5 S12 dB -10 -15 -20 -25 -30 -35 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 Frequency [GHz] 2.6 2.7 2.8 2.9 Hình 4.27: Kết m ph ng S12 (S21) với xạ có kh ng có khe chữ V K luận: hi an en vi d i ph n c c n cho ng d ng L N d i n 2,4 GHz HVTH: Võ Ngọc Lợi Luận văn cao học CBHD: TS Lƣơng Vinh Qu c Danh 79 Th qua c c kết m ph ng ta thấy giảm đƣờng kính xạ t 57,8 mm xu ng 57 mm anten đ cộng hƣởng tần s 2,44 GHz: ộ định hƣớng dB (Hình - tần s 9) độ lợi đạt dB (Hình ) 44 GHz - Kết m ph ng Hình 4.27 c ng cho thấy anten đề nghị với khe khắc chữ V xạ FR-4 có đƣờng kính 57 2mm có độ c ch ly S12 (S21) dải tần s GHz đƣợc cải thiện khoảng dB so với loại anten kh ng có khe chữ V - Tỷ s sóng đứng VSWR 06 dB (Hình - B ng th ng anten khoảng ) MHz (Hình thị xậ có búp sóng khoảng - - Tỷ s ph n c c AR dB (Hình ) (Hình ) 5) Với kết có th th c anten th c tế Ngoài c c kết m ph ng đƣợc trình bày s kết m ph ng thay đổi đƣờng kính xạ đƣờng kính mặt phản xạ khoảng c ch xạ mặt phản xạ vị trí tiếp điện anten c ng đƣợc th c th ng kê đ tham khảo Thay đổi đƣờng kính tấm xạ: C c kết m ph ng đƣợc th c với c c kích thƣớc anten đƣợc giữ nguyên thay đổi đƣờng kính xạ Bảng : Th ng kê kết m ph ng anten CMSA thay đổi đƣờng kính xạ ƣờng kính xạ ộ lợi (dB) (mm) ộ định hƣớng (dB) Tần s Return loss Isolation (S11) between VSWR cộng 2,44GHz ports (S21) (mag) hƣởng t t (dB) 2,44GHz (dB) (GHz) 55 8,8 8,87 -26,83 -32,13 1,09 2,53 56 8,68 8,76 -27,93 -32,70 1,08 2,48 hi an en vi d i ph n c c n cho ng d ng L N d i n 2,4 GHz HVTH: Võ Ngọc Lợi Luận văn cao học 80 CBHD: TS Lƣơng Vinh Qu c Danh 57,2 8,43 8,51 -30,09 -33,78 1,06 2,44 58 8,18 8,26 -30,9 -33,5 1,05 2,4 59 7,8 7,89 -33,05 -33,05 1,04 2,36 60 7,32 7,41 -35,78 -32,29 1,03 2,3 Nhận xét: T c c kết ta thấy thay đổi đƣờng kính xạ ảnh hƣởng nhiều đến anten Khi đƣờng kính xạ t ng độ lợi độ định hƣớng giảm tỷ s sóng đứng c ng giảm nhƣng kh ng ảnh hƣởng nhiều đến hệ s c ch ly hai ngõ vào (S12, S21 < -20 dB) ƣờng kính xạ thay đổi ảnh hƣởng nhiều đến tần s cộng hƣởng anten Tần s cộng hƣởng anten giảm đƣờng kính xạ t ng lên Thay đổi đƣờng kính mặt phản xạ: C c kết m ph ng đƣợc th c với c c kích thƣớc anten đƣợc giữ nguyên thay đổi đƣờng kính mặt phản xạ Bảng : Th ng kê kết m ph ng anten CMSA thay đổi đƣờng kính mặt phản xạ ƣờng kính mặt phản xạ ộ lợi (dB) (mm) ộ định hƣớng (dB) Tần s Return loss Isolation (S11) between VSWR cộng 2,44GHz ports (S21) (mag) hƣởng t t (dB) 2,44GHz (dB) (GHz) 53 8,32 8,4 -28,08 -32,63 1,08 2,44 54 8,38 8,46 -29,83 -33,77 1,06 2,44 55 8,43 8,51 -29,82 -33,78 1,06 2,44 56 8,48 8,56 -31,43 -32,6 1,05 2,45 57 8,53 8,61 -30,94 -32,48 1,05 2,45 58 8,59 8,67 -32,08 -33,8 1,04 2,45 Nhận xét: hi an en vi d i ph n c c n cho ng d ng L N d i n 2,4 GHz HVTH: Võ Ngọc Lợi Luận văn cao học 81 CBHD: TS Lƣơng Vinh Qu c Danh ƣờng kính mặt phản xạ t ng lên độ lợi độ định hƣớng t ng theo tỷ s sóng đứng anten giảm ƣờng kính mặt phản xạ thay đổi c ng ảnh hƣởng đến tần s cộng hƣởng anten nhƣng kh ng nhiều C ch ly hai ngõ vào nh -20 dB Thay đổi khoảng c ch xạ mặt phản xạ: C c kết m ph ng đƣợc th c với c c kích thƣớc anten đƣợc giữ nguyên thay đổi khoảng c ch xạ mặt phản xạ Bảng : Th ng kê kết m ph ng anten CMSA thay đổi khoảng c ch xạ mặt phản xạ Khoảng c ch tấm xạ mặt ộ lợi (dB) phản xạ ộ định hƣớng (dB) Tần s Return loss Isolation (S11) between VSWR cộng 2,44GHz ports (S21) (mag) hƣởng t t (dB) 2,44GHz (dB) (GHz) (mm) 8,87 9,0 -14,74 -28,22 1,4 2,42 8,6 8,7 -19,3 -30,86 1,2 2,43 8,43 8,51 -30,09 -33,78 1,06 2,44 8,58 8,65 -28,3 -28,3 1,08 2,44 7,82 8,04 -20,72 -28,72 1,2 2,44 7,55 7,9 -15,54 -29,09 1,4 2,42 Nhận xét: Khoảng c ch xạ mặt phản xạ c ng ảnh hƣởng đến c c th ng s anten nhƣng kh ng ảnh hƣởng nhiều đến hệ s c ch ly hai ngõ vào Khi khoảng c ch xạ mặt phản xạ t ng lên độ lợi độ định hƣớng anten c ng t ng nhƣng khoảng c ch xạ t ng đến gi trị mm trở lên độ lợi độ định hƣớng bắt đầu giảm Và ngƣợc lại đ i với tỉ s sóng đứng hi an en vi d i ph n c c n cho ng d ng L N d i n 2,4 GHz HVTH: Võ Ngọc Lợi Luận văn cao học CBHD: TS Lƣơng Vinh Qu c Danh 82 Tần s cộng hƣởng anten c ng thay đổi khoảng c ch xạ mặt phản xạ thay đổi nhƣng kh ng thay đổi nhiều Thay đổi vị trí đặt port: C c kết m ph ng đƣợc th c với c c kích thƣớc anten đƣợc giữ nguyên thay đổi vị trí đặt ngõ vào anten Bản m t tròn Ngõ vào ro o ro o Ngõ vào Hình 3.28: Vị trí tiếp điên hai ngõ vào xạ Bảng : Th ng kê kết m ph ng anten CMSA thay đổi vị trí tiếp điện (r0) Vị trí đặt ngõ vào r0 (mm) ộ lợi (dB) ộ định hƣớng (dB) Tần s Return loss Isolation (S11) between VSWR cộng 2,44GHz ports (S21) (mag) hƣởng t t (dB) 2,44GHz (dB) (GHz) 11 8,57 8,64 -18,7 -35,09 1,26 2,40 12 8,2 8,32 -28,09 -49,28 1,08 2,42 13 8,43 8,51 -30,09 -33,78 1,06 2,44 14 8,87 8,94 -20,35 -28,30 1,21 2,45 15 8,94 9,01 -16,61 -25,08 1,3 2,48 16 9,0 9,07 -14,15 -22,56 1,48 2,5 Nhận xét: T c c kết ta thấy vị trí tiếp điện (r0) ảnh hƣởng nhiều đến c c th ng s anten hi an en vi d i ph n c c n cho ng d ng L N d i n 2,4 GHz HVTH: Võ Ngọc Lợi Luận văn cao học 83 CBHD: TS Lƣơng Vinh Qu c Danh Khi r0 t ng độ lợi độ định hƣớng anten t ng theo hệ s c ch ly hai ngõ vào giảm nhƣng nh - dB Tần s cộng hƣởng anten c ng t ng lên r0 t ng  Sau m ph ng anten thành c ng ta tiến hành thiết kế anten th c tế đo đạc c c kết 4.4 Kết mô ph ng o ạc thực tế 4.4.1 Hình ảnh thực tế củ nten: Hình 4.29: Mặt anten th c tế hi an en vi d i ph n c c n cho ng d ng L N d i n 2,4 GHz HVTH: Võ Ngọc Lợi Luận văn cao học CBHD: TS Lƣơng Vinh Qu c Danh 84 Hình 4.30: Mặt sau anten th c tế 4.4.2 Kết mô ph ng o ạc thực tế C c hệ s phản xạ anten m ph ng anten th c tế: S 11 simulated Measured -5 S11 dB -10 -15 -20 -25 -30 -35 Frequency [GHz] Hình 4.31: Hệ s phản xạ S11 hi an en vi d i ph n c c n cho ng d ng L N d i n 2,4 GHz HVTH: Võ Ngọc Lợi Luận văn cao học CBHD: TS Lƣơng Vinh Qu c Danh 85 S 22 simulated Measured -5 S22 dB -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 Frequency [GHz] Hình 4.32: Hệ s phản xạ S22 S12 simulated Measured -5 -10 S12 dB -15 -20 -25 -30 -35 Frequency [GHz] Hình 4.33: ộ c ch ly S12 (S21) hi an en vi d i ph n c c n cho ng d ng L N d i n 2,4 GHz HVTH: Võ Ngọc Lợi Luận văn cao học 86 CBHD: TS Lƣơng Vinh Qu c Danh 4.4.3 Kết o phần mềm Netstumbler Hình 4.34: Kết đo cƣờng độ tín hiệu WLAN m i trƣờng fading mạnh Hình 4.35: Kết đo cƣờng độ tín hiệu WLAN m i trƣờng fading yếu Anten đƣợc thiết kế m ph ng phần mềm Ansys HFSS C c th ng s tán xạ S đƣợc đo đạc m y Vector Network Analyzer – R&S ZBV8 T kết hi an en vi d i ph n c c n cho ng d ng L N d i n 2,4 GHz HVTH: Võ Ngọc Lợi Luận văn cao học 87 CBHD: TS Lƣơng Vinh Qu c Danh m ph ng đo đạc đƣợc th qua c c hình cho ta anten ph n c c tr n tần s cộng hƣởng 4.32) GHz hệ s phản xạ S11 S22 – 30 dB (Hình 4.31, Hình ộ c ch ly hai ngõ vào S12 S21 theo m ph ng so s nh với kết đo đạc đƣợc trình bày Hình Ngồi đ ki m nghiệm th c tế độ lợi anten đƣợc gắn vào access point WLAN dải tần MIMO x (với anten xạ toàn hƣớng độ lợi GHz chuẩn N có tính n ng dBi) Kết đo đạc cƣờng độ trung bình tín hiệu RF thu đƣợc m i trƣờng có fading mạnh anten đĩa tr n anten toàn hƣớng lần lƣợt –55 dBm – 62 dBm (Hình 4.34) m i trƣờng có fading yếu anten đĩa tr n anten toàn hƣớng lần lƣợt –65 dBm –72 dBm (Hình 4.35) Phần mềm Netstumbler cài đặt m y tính x ch tay đƣợc sử d ng c c đo đạc [18] Kết m ph ng Hình đề nghị với khe khắc chữ V xạ FRtần s c ng cho thấy anten có độ c ch ly S12 (S21) dải GHz đƣợc cải thiện khoảng dB so với loại anten kh ng có khe chữ V Kết m ph ng c c th ng s S11, S22 ph hợp với s liệu đo đạc th c tế Kết đo đạc th c nghiệm c ng cho thấy cƣờng độ tín hiệu WLAN thu đƣợc anten đĩa tr n t t so với trƣờng hợp sử d ng cặp anten toàn hƣớng độ lợi dBi Nhƣ có th kết luận anten đƣợc thiết kế có độ lợi đạt yêu cầu đặt ban đầu hi an en vi d i ph n c c n cho ng d ng L N d i n 2,4 GHz HVTH: Võ Ngọc Lợi Luận văn cao học Chương 5: 5.1 CBHD: TS Lƣơng Vinh Qu c Danh 88 KẾT U N VÀ ĐỀ NGHỊ KẾT U N  Anten ph n c c tr n đ đƣợc thiết kế mạch in FR-4 Anten đƣợc làm vật liệu mạch in FR-4 cho xạ, nh m cho mặt phản xạ Với hai ngõ vào đƣợc thiết kế nhằm tạo ph n c c tr n cho anten khe chữ V đƣợc cắt bề mặt xạ đ đảm bảo s c ch ly t t hai ngõ vào Kích thƣớc anten: đƣờng kính xạ 57,2 mm đƣờng kính mặt phản xạ nh m mm khoảng c ch mặt phản xạ mm Kết m ph ng đ p ứng anten ph hợp kh t t với kết đo đạc th c tế  Với đặc tính phân c c tr n cho phép anten trì qu trình liên lạc d chúng kh ng nằm c ng mặt phẳng ph n c c Kết hợp với việc thiết kế anten mạch in nên anten có kích thƣớc nh trọng lƣợng nhẹ d chế tạo giá thành thấp độ bền cao… T sản phẩm anten cu i c ng thu đƣợc có ƣu m truyền nhận tín hiệu cấu trúc vật lý  Tóm lại c c kết nghiên cứu m ph ng ki m chứng th c tế phần mềm chuyên d ng chứng t anten đ đƣợc thiết kế thành c ng Một anten ph n c c tr n đ đƣợc thiết kế cho ứng d ng WLAN dải tần độ lợi tần s cộng hƣởng hệ s phản xạ độ c ch ly GHz Kết ngõ vào thu đƣợc m ph ng sử d ng phần mềm Ansys HFSS kh ph hợp với kết đo đạc th c tế iều chứng t anten đƣợc thiết kế đạt c c yêu cầu đ đề độ lợi c c th ng s t n xạ S Anten có th đƣợc sử d ng nhƣ anten ph n c c kép cho c c access point WLAN 5.2 GHz với hệ th ng anten MIMO x ĐỀ NGHỊ  Cần t i ƣu c c th ng s kỹ thuật anten đ anten cộng hƣởng t t tần s 44 GHz độ lợi độ định hƣớng lớn dB tỷ s ph n c c góc   00 ,   900 nh dB hi an en vi d i ph n c c n cho ng d ng L N d i n 2,4 GHz HVTH: Võ Ngọc Lợi Luận văn cao học 89 TÀI IỆU THA [1] CBHD: TS Lƣơng Vinh Qu c Danh KHẢO T G Abo-Elnaga, E A F Abdallah, and H El-Hennawy, UWB Circular Polarization RFID Reader Antenna for 2.4 GHz Band, PIERS Proceedings, Xi'an, China, March 22 – 26, 2010 [2] S A Malekabadi, circular polarized dielectric resonator antennas using a single probe feed, Progress In Electromagnetics Research C, Vol 3, 81 – 94, 2008 [3] V G Kasabegoudar and K J Vinoy, a broadband suspended microstrip antenna for circular polarization, Progress In Electromagnetics Research, PIER 90, 353 – 368, 2009 [4] Constantine A.Balanis, Antenna Theory Analysis and Design, 2rd ed, John Wiley & Sons, Inc, 2005 [5] Balanis, C A., Antenna Theory, Analysis and design, 2nd ed Hoboken, N J: John Wiley & Sons, 1997 [6] Haneishi, M., and Suzuki, Y., Circular polarization and bandwidth, In: Garg, R., Bharti, P., Bahl, I., and Ittipiboon, A., Microstrip Antenna Handbook, Artech House, Boston 219, 2000 [7] Deschamps G A “Microstrip microwave antennas” Proceedings of Third USAF Symposium on Antennas, 1953 [8] Marwa Shakeeb, Circularly Polarized Microstrip Antenna, Concordia University Montreal, Quebec, Canada, December 2010 [9] Wong, K L., Planar Antennas for Wireless Communications, Chap 5, Wiley, New York, 2003 [10] Dau-Chyrh Chang, Bing-Hao Zeng, and Ji-Chyun Liu, High Performance Antenna Array with Patch Antenna Elements, PIERS Proceedings, Xi'an, China, March 22 – 26, 2010 [11] Wang H X B Huang and D G Fang “A single layer wideband U-Slot microstrip patch antenna array” IEEE Antennas Wireless Propag Lett., Vol 7, – 12, 2008 hi an en vi d i ph n c c n cho ng d ng L N d i n 2,4 GHz HVTH: Võ Ngọc Lợi Luận văn cao học [12] 90 CBHD: TS Lƣơng Vinh Qu c Danh Gupta R K and G Kumar “High-gain multilayered antenna for wireless applications” Microw Opt Technol Lett., Vol 5, No 7, 1923 – 1929, 2008 [13] Waterhouse R B “Design of probe-fed stack patches," IEEE Trans Antennas Propag., Vol 47, No 12, 1780 – 1784, 1999 [14] V ình Thành Lý huy Cơ Sở Kỹ huậ Siêu Cao n NXB ại học Qu c gia Tp HCM [15] V ình Thành, Mạch Siêu Cao n NXB ại học Qu c gia Tp HCM 2006 [16] Th S oàn H a Minh & Th S Lƣơng Vinh Qu c Danh Bài gi ng n en uyền sóng Cần Thơ [17] Ansys HFSS software URL: http://www.ansys.com/ [18] Netstumbler software URL: http://www.netstumbler.com/downloads/ hi an en vi d i ph n c c n cho ng d ng L N d i n 2,4 GHz HVTH: Võ Ngọc Lợi Luận văn cao học CBHD: TS Lƣơng Vinh Qu c Danh 91 Ý ỊCH KHOA HỌC I ý lịch s l c Họ tên: Võ Ngọc Lợi Giới tính: Nam Ngày th ng n m sinh: 07 – 12 – 1984 Nơi sinh: Bình Ch nh Ch u Phú An Giang ịa chỉ: ấp Bình Thắng x Bình Long, huyện Ch u Phú tỉnh An Giang iện thoại liên hệ: 0987378344 Email: vongocloi2010@gmail.com II Qu trình tạo  ại học: Thời gian đào tạo: T th ng n m đến th ng n m Hệ đào tạo: Chính quy Nơi đào tạo: ại học Cần Thơ Ngành học: iện tử - Vi n th ng Bồi dƣ ng sau đại học: T th ng / đến th ng 9/  Thạc sĩ: Thời gian đào tạo: T th ng / đến Nơi đào tao: ại học B ch Khoa – ại học Qu c gia Tp HCM Ngành học: Kỹ thuật iện tử hi an en vi d i ph n c c n cho ng d ng L N d i n 2,4 GHz HVTH: Võ Ngọc Lợi ... I T N ĐỀ TÀI: Thiết kế anten vi dải ph n c c tr n cho ứng d ng WLAN dải tần 2,4 GHz II NHIỆ - VỤ VÀ NỘI DUNG: Nghiên cứu thiết kế anten ph n c c tr n cho ứng d ng WLAN dải tần GHz - Mô ph ng... 3.5 Nguyên lý hoạt động antenna vi dải 43 3.6 Tính ph n c c anten vi dải 44 3.7 Dải tần anten vi dải .46 3.8 Phƣơng ph p ph n tích thiết kế anten vi dải 47 3.8.1 M hình... ĐOAN ề tài ? ?Thiết kế anten vi dải ph n c c tr n cho ứng d ng WLAN dải tần GHz? ?? dƣới s hƣớng dẫn TS Lƣơng Vinh Qu c Danh T i xin cam đoan luận v n t i th c chƣa có phần nội dung hay kết luận v