BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN ANTEN VÀ TRUYỀN SÓNG đề tài wideband patch dipole antenna

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN ANTEN VÀ TRUYỀN SÓNG Đề tài: Wideband Patch Dipole Antenna GVHD: Phan Xuân Vũ Các thành viên: Hàn Thị Tâm 20172802 Đào Xn Phùng 20172750 Bùi Chí Thành 20172817 Nguyễn Đình Tú 20172883 Hà Nội, 12-2019 MỤC LỤC Lời mở đầu Giới thiệu chung wideband patch dipole antenna Thiết kế anten tiêu kỹ thuật Mô an ten phần mềm HFSS Tối ưu anten Kết luận Lời cảm ơn LỜI MỞ ĐẦU Trong radio viễn thông, anten lưỡng cực ống đôi loại anten đơn giản sử dụng rộng rãi Một anten lưỡng cực thường bao gồm hai phần tử dẫn giống dây kim loại Dòng điện từ máy phát áp dụng để nhận anten, tín hiệu đầu đến máy thu lấy, hai nửa ăng ten Mỗi bên đường dẫn đến máy phát máy thu kết nối với dây dẫn Lưỡng cực loại ăng ten đơn giản theo quan điểm lý thuyết Thơng thường nhất, bao gồm hai dây dẫn có độ dài từ đầu đến cuối định hướng với đường dẫn kết nối chúng Các lưỡng cực thường sử dụng làm ăng ten cộng hưởng Trong báo cáo này, nhóm chúng em xin sử dụng kiến thức anten tìm hiểu loại anten lưỡng cựcwideband patch dipole antenna để thực mô anten phần mềm HFSS CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ WIDEBAND PATCH DIPOLE ANTENNA Giới thiệu chung Hiện anten lưỡng cực ăng ten phổ biến thiết kế sử dụng, loại anten có cấu trúc đơn giản, sử dụng rộng rãi sóng ngắn, dải vi sóng,… Do anten lưỡng cực loại ăng ten cộng hưởng nên băng thơng tương đối hẹp (chỉ khoảng phần trăm) Nhiều kỹ thuật phát triển để mở rộng dải tần số như: ăng ten hình nón đơi, ăng ten tay áo, lưỡng cực tam giác, lưỡng cực phẳng, v.v, nhiên, phương pháp hiệu kỹ thuật tăng đường kính giảm tỷ lệ chiều dài đường kính Phương pháp đặc biệt hữu ích việc cải thiện đặc tính kháng dải vận hành, ví dụ, băng thơng ăng ten hình nón đạt tới vài chí hàng chục dải tám quãng tám Gần đây, nhà nghiên cứu phát ăng ten monopole vá có đặc tính băng thơng tốt Năm 1992, ăng ten đơn cực phẳng tròn với dải tần số rộng từ 90 MHz đến 770 MHz phát triển Nhật Bản Sau đó, nhiều hình dạng miếng vá khác hình bầu dục hình thang giới thiệu cho ăng ten đơn cực phẳng băng rộng Tương tự, loại anten lưỡng cực vá hình chữ nhật trình bày để tăng băng thơng có dải tần số 57% đạt với VSWR nhỏ 1,5 chiều dài chiều rộng hình chữ nhật gần giống Khi đặt mặt phẳng vô hạn, băng thông tương đối tăng lên 75% Anten sử dụng anten lưỡng cực vá hình chữ nhật hình trịn Kết mơ thử nghiệm cho thấy băng thơng tương đối thu 66,7% với VSWR nhỏ 2 Cấu tạo anten Wideband patch dipole antenna có cấu tạo giống hình sau: Anten có cánh tay lưỡng cực miếng vá kim loại hình chữ nhật( mũi tên hình) có chiều dài L chiều rộng W, miếng vá cách đoạn G( hình trịn cấp điện áp xoay chiều), miếng vá kim loại mặt đất cách khoảng h Người ta sử dụng bảng kim loại để chế tạo cánh tay vá anten, in chất sử dụng đường đồng trục làm nguồn nuôi CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ ANTEN VÀ CHỈ TIÊU KỸ THUẬT Kích thước anten phụ thuộc lớn vào tần số hoạt động, mô này, anten hoạt động tần số 1GHz, mặt đất thu hẹp thành hình chữ nhật với kích thước dài B=280mm, rộng A= 180mm, cánh tay lưỡng cực hình chữ nhật có kích thước bàng với chiều dài chiều rộng W=L=56mm nối hình trịn có bán kính G=5mm, miếng vá hình chữ nhật mặt đất cấp điện trường, nhờ vào thiết kế mà băng thông tương đối đạt tới 65,6% Thơng qua nhiều mơ phỏng, ta thấy mơ hình xạ windband patch dipole antenna tương tự với mơ hình xạ anten lưỡng cực chung Mức tăng tối đa windband patch dipole antenna( gain) vào khoảng 7,54 dB Kết HFSS Gain 7.54dB GHz, hiệu xạ đo 90% với lỗi phép đo 0.5dB Gain windband patch dipole antenna giảm xuống 6.56 dB tại1.6 GHz pha khơng tối ưu dipole Do đó, thiết kế tối ưu cho mức tần số 0.81.2GHz kết băng thông 65.7% CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ MƠ PHỎNG Đồ thị S(1,1) Sau mơ với số liệu trên, ta thu đồ S(1,1) sau: Dựa vào đồ thị, ta thấy anten làm việc tốt tần số 4.3 GHz Đồ thị xạ Đồ thị xạ 3D: Nhìn vào đồ thị, ta thấy anten có tính định hướng cao Đồ thị Gain Từ đồ thị ta thấy hệ số tăng ích anten vào khoảng 16dB CHƯƠNG 3: TỐI ƯU ANTEN Sau thay đổi giá trị H, ta đồ thị có tính tối ưu hơn, từ đồ thị đó, ta thu đồ thị nơi có hệ số suy hao nhỏ nhất( đường đồ thị màu đỏ hình đây) -0,76 dB tần số 4,4 GHz Điều cho thấy việc tối ưu anten chưa nhiều đạt thành công định CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN Sau thực mô wideband patch dipole anten phần mềm HFSS, kết thu ban đầu chưa sát với thực tế chưa tối ưu Xong, thơng qua q trình kiểm thử tối ưu anten giúp ta nhìn nhận thay đổi đồ thị qua giá trị, từ có hướng khắc phục hợp lí để đưa kết khả thi tối ưu Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Phan Xuân Vũ tận tình hướng dẫn , giải đáp thắc mắc bảo nhóm em suốt thời gian nhóm em hồn thành tập lớn Mặc dù cố gắng hoàn thành đề tài tốt thời gian kiến thức cịn có hạn nên chúng em khơng thể tránh khỏi thiếu sót định, mong nhận cảm thơng, chia sẻ tận tình đóng góp bảo thầy bạn! 10 11 ... kiến thức anten tìm hiểu loại anten lưỡng cựcwideband patch dipole antenna để thực mô anten phần mềm HFSS CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ WIDEBAND PATCH DIPOLE ANTENNA Giới thiệu chung Hiện anten lưỡng... chung wideband patch dipole antenna Thiết kế anten tiêu kỹ thuật Mô an ten phần mềm HFSS Tối ưu anten Kết luận Lời cảm ơn LỜI MỞ ĐẦU Trong radio viễn thông, anten lưỡng cực ống đôi loại anten. .. nhiều mơ phỏng, ta thấy mơ hình xạ windband patch dipole antenna tương tự với mơ hình xạ anten lưỡng cực chung Mức tăng tối đa windband patch dipole antenna( gain) vào khoảng 7,54 dB Kết HFSS