Đang tải... (xem toàn văn)
Trong bài viết này, một mẫu thiết kế hệ thống ăng-ten tích hợp bảo gồm 1 ăng-ten băng rộng làm nhiệm vụ cảm nhận phổ và một ăng-ten băng hẹp có khả năng hiệu chỉnh tần số bằng cách tích hợp tụ điện có lớp điện môi mỏng có khả năng biến thiên Barium Strontium Titanate (Ba (1-x) SrxTiO3, BST).
Giấy phép xuất số: 1003/GP-BTTT, ngày 06/7/2011 Giấy phép sửa đổi, bổ sung số: 293/GP-BTTTT ngày 03/06/2016 Bộ Thông n Truyền thông Mã chuẩn quốc tế số: 47/TTKHCN-ISSN, ngày 21/7/2011 Cục Thông n Khoa học Công nghệ Quốc gia In 2.000 bản, khổ 21 × 29,7cm, Công ty TNHH in Tre Xanh, cấp ngày 17/02/2011 TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Địa Tòa soạn: Trường Đại học Sao Đỏ Số 24, Thái Học 2, phường Sao Đỏ, thành phố Chí Linh, tỉnh Hải Dương Điện thoại: (0220) 3587213, Fax: (0220) 3882 921, Hotline: 0912 107858/0936 847980 Website: h p://tapchikhcn.saodo.edu.vn/Email: tapchikhcn@saodo.edu.vn Số (73) 2021 Địa chỉ: - Số 1: Số 24, Thái Học 2, phường Sao Đỏ, thành phố Chí Linh, tỉnh Hải Dương - Số 2: Số 72, đường Nguyễn Thái Học/Quốc lộ 37, phường Thái Học, thành phố Chí Linh, tỉnh Hải Dương - Điện thoại: (0220) 3882 269 Fax: (0220) 3882 921 Website: http://saodo.edu.vn Email: info@saodo.edu.vn SỐ (73) 2021 ISSN 1859-4190 2021 Số (73) Assoc.Prof.Dr.Sc Tran Hoai Linh Assoc.Prof.Dr Nguyen Quoc Cuong Assoc.Prof.Dr Nguyen Van Lien Prof.Dr.Sc Than Ngoc Hoan Prof.Dr.Sc Banh Tien Long Prof.Dr Tran Van Dich Prof.Dr Pham Minh Tuan Assoc.Prof.Dr Le Van Hoc Assoc.Prof.Dr Nguyen Doan Y Prof.Dr Dinh Van Son Assoc.Prof.Dr Tran Thi Ha Assoc.Prof.Dr Truong Thi Thuy Dr Vu Quang Thap Assoc.Prof.Dr Nguyen Thi Bat Prof.Dr Do Quang Khang Dr Bui Van Ngoc Assoc.Prof.Dr Ngo Sy Luong Assoc.Prof.Dr Khuat Van Ninh Prof.Dr.Sc Pham Hoang Hai Assoc.Prof.Dr Nguyen Van Do Assoc.Prof.Dr Doan Ngoc Hai Assoc.Prof.Dr Nguyen Ngoc Ha E d it o ria l MSc Doan Thi Thu Hang - Head MSc Dao Thi Van PGS.TSKH Trần Hoài Linh PGS.TS Nguyễn Quốc Cường PGS.TS Nguyễn Văn Liễn GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn GS.TSKH Bành Tiến Long GS.TS Trần Văn Địch GS.TS Phạm Minh Tuấn PGS.TS Lê Văn Học PGS.TS Nguyễn Doãn Ý GS.TS Đinh Văn Sơn PGS.TS Trần Thị Hà PGS.TS Trương Thị Thủy TS Vũ Quang Thập PGS.TS Nguyễn Thị Bất GS.TS Đỗ Quang Kháng TS Bùi Văn Ngọc PGS.TS Ngô Sỹ Lương PGS.TS Khuất Văn Ninh GS.TSKH Phạm Hoàng Hải PGS.TS Nguyễn Văn Độ PGS.TS Đoàn Ngọc Hải PGS.TS Nguyễn Ngọc Hà B a n B iê n tậ p ThS Đoàn Thị Thu Hằng - Trưởng ban ThS Đào Thị Vân Giấy phép xuất số: 1003/GP-BTTT, ngày 06/7/2011 Giấy phép sửa đổi, bổ sung số: 293/GP-BTTTT ngày 03/06/2016 Bộ Thông n Truyền thông Mã chuẩn quốc tế số: 47/TTKHCN-ISSN, ngày 21/7/2011 Cục Thông n Khoa học Công nghệ Quốc gia In 2.000 bản, khổ 21 × 29,7cm, Công ty TNHH in Tre Xanh, cấp ngày 17/02/2011 Địa Tòa soạn: Trường Đại học Sao Đỏ Số 24, Thái Học 2, phường Sao Đỏ, thành phố Chí Linh, tỉnh Hải Dương Điện thoại: (0220) 3587213, Fax: (0220) 3882 921, Hotline: 0912 107858/0936 847980 Website: h p://tapchikhcn.saodo.edu.vn/Email: tapchikhcn@saodo.edu.vn GS.TS Phạm Thị Ngọc Yến E d it o ria l B o a rd Poeple's Teacher, Dr Dinh Van Nhuong - Chairman Prof.Dr Pham Thi Ngoc Yen H ộ i đ n g B iê n tậ p NGND.TS Đinh Văn Nhượng - Chủ tịch Hội đồng O ff ic e S e c r e t a r y Dr Ngo Huu Manh TS Ngô Hữu Mạnh T h k ý Tò a so ạn V ic e E d it o r -in - C h ie f Dr Nguyen Thi Kim Nguyen P h ó T ổ n g b iê n t ậ p Dr Do Van Dinh E d it o r -in -C h ie f TS Nguyễn Thị Kim Nguyên TS Đỗ Văn Đỉnh T ổ n g B iê n t ậ p - Nếu trang web: Phải trích dẫn đầy đủ tên website đường link, ngày cập nhật Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số (73) 2021 Email: tapchikhcn@saodo.edu.vn Điện thoại: (0220) 3587213, Fax: (0220) 3882921, Hotline: 0912 107858/0936 847980 Địa chỉ: Số 24 Thái Học 2, phường Sao Đỏ, thành phố Chí Linh, tỉnh Hải Dương Phòng 203, Tầng 2, Nhà B1, Trường Đại học Sao Đỏ Ban Biên tập Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ THÔNG TIN LIÊN HỆ: 12 - Nếu báo/báo cáo khoa học: Tên tác giả (năm), Tên báo/báo cáo, Tạp chí/Hội nghị/Hội thảo, Tập/ Kỷ yếu, số, trang - Nếu sách/luận án: Tên tác giả (năm), Tên sách/luận án/luận văn, Nhà xuất bản/Trường/Viện, lần xuất bản/tái 11 Tài liệu tham khảo xếp theo thứ tự tài liệu trích dẫn báo Trong trường hợp hình vẽ, hình ảnh có kích thước lớn, bảng biểu có độ rộng lớn cơng thức, phương trình dài cho phép trình bày dạng 01 cột 10 Bài báo đánh máy khổ giấy A4 (21 × 29,7cm) có độ dài khơng q trang, font Arial, cỡ chữ 10, Chữ “Từ khóa” in đậm, nghiêng, font Arial, cỡ chữ 10; Có từ 03÷05 từ khóa, font Arial, cỡ chữ 10, in nghiêng, ngăn cách dấu chấm phẩy, cuối dấu chấm Chữ “Tóm tắt” in đậm, font Arial, cỡ chữ 10; Nội dung tóm tắt báo khơng q 10 dịng, trình bày Tên tác giả (không ghi học hàm, học vị), font Arial, cỡ chữ 10, in đậm, lề phải; quan công tác tác giả, font Arial, cỡ chữ 9, in nghiêng, lề phải Các cơng trình thuộc đề tài nghiên cứu có Cơ quan quản lý cần kèm theo giấy phép cho công bố quan (Tên đề tài, mã số, tên chủ nhiệm đề tài, cấp quản lý,…) Trường hợp báo phải chỉnh sửa theo thể lệ theo yêu cầu Phản biện tác giả cập nhật website Người phản biện soạn mời Tồ soạn khơng gửi lại khơng đăng Bài nhận đăng cơng trình nghiên cứu khoa học chưa công bố ấn phẩm khoa học học; Tốn học; Vật lý; Văn hóa - Nghệ thuật - Thể dục thể thao học thuộc lĩnh vực: Điện - Điện tử - Tự động hóa; Cơ khí - Động lực; Kinh tế; Triết học - Xã hội học - Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ (ISSN 1859-4190), thường xuyên công bố kết quả, cơng trình nghiên cứu khoa học cơng nghệ nhà khoa học, cán bộ, giảng viên, nghiên cứu sinh, học viên cao học, sinh viên ngồi nước T Ạ PC H ÍN G H IÊ NC Ứ UK H O AH Ọ C ,T R Ư Ờ N GÐ Ạ IH Ọ CS A OÐ Ỏ T H ỂL ỆG Ử IB À I TẠP CHÍ LIÊN NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HÓA NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG SỐ NÀY ĐẠI HỌC SAO ĐỎ Số 2(73) 2021 LIÊN NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HÓA Nghiên cứu điều khiển trượt chống rung mô cho tay máy robot VNR - T1 bậc tự Lê Ngọc Trúc Trần Văn Chi Nguyễn Hữu Hải Nguyễn Danh Huy Nguyễn Trọng Các Nguyễn Tùng âm Phương pháp điều khiển chế độ trượt phân cấp - mờ thích nghi cho lớp hệ thống Under - Actuated 14 Trần Thị Điệp Dương Thị Hoa Nguyễn Thị Sim Thiết kế anten cho hệ thống vô tuyến khả tri sử dụng tụ điện có điện dung biến thiên dựa vật liệu điện môi màng mỏng Nguyễn Việt Hưng Nguyễn Trọng Các Thiết kế điều khiển tốc độ động đồng nam châm vĩnh cửu sử dụng thuật toán Backtepping kết hợp quan sát nhiều High-gain Lê Đức Thịnh Nguyễn Đạt Thịnh Trần Văn Khoa Lê Nam Dương Vũ Hoàng Phương Nguyễn Trọng Các Nguyễn Hữu Hải Nguyễn Tùng Lâm LIÊN NGÀNH CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ miết ép đến độ nhám bề mặt chi ết máy Nguyễn Văn Hinh Nghiên cứu số thông số máy may ảnh hưởng tới độ bền tổn thương đường may 301 vải giả da 42 Tạ Văn Hiển Nguyễn Thị Hằng Mạc Thị Hà Ảnh hưởng tải trọng đến khả tự hồi phục mòn phụ gia nano TiC dầu bơi trơn CF-4 15W/40 49 Nguyễn Đình Cương ghiên cứu, dự đốn cấu trúc q trình đơng đặc hợp kim nhơm A356 mơ hình MCA 2-D&3-D 55 Vũ Hoa Kỳ Đào Văn Kiên Mạc Thị Nguyên Dương Thị Hà Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số (73) 2021 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐẠI HỌC SAO ĐỎ TRONG SỐ NÀY Số 2(73) 2021 LIÊN NGÀNH CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ đến chất lượng sản phẩm công nghệ dập thuỷ nh phôi mô số 65 Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ thời gian in chuyển nhiệt đến độ rạn bề mặt in vải Pe/Co Trần Hải Đăng Vũ Hoa Kỳ Nguyễn Thị Liễu Nguyễn Thị Thu Đỗ Thị Thu Hà Nguyễn Quang Thoại Đỗ Thị Tần NGÀNH KINH TẾ Ứng dụng lý thuyết tín hiệu đánh giá giá trị chương trình đào tạo bậc đại học khoa Điện, Trường Đại học Sao Đỏ Nguyễn Minh Tuấn Trần Thị Hằng Nguyễn Thị Ngọc Mai NGÀNH NGÔN NGỮ HỌC Một vài suy nghĩ việc dạy kỹ nghe hiểu tiếng Trung Quốc cho sinh viên trình độ sơ cấp khoa Du lịch Ngoại ngữ, Trường Đại học Sao Đỏ Nguyễn Thị Lan Bùi Thị Trang LIÊN NGÀNH HĨA HỌC - CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM Nghiên cứu khả hấp phụ ion chì dung dịch nước vật liệu chế tạo từ đất sét Trúc Thơn tro trấu Vũ Hồng Phương Nguyễn Ngọc Tú Mạc Thị Lê Tách chiết Anthraquinone từ rễ ba kích ( o cinalis), ứng dụng sản xuất kẹo cứng Trần Thị Dịu Bùi Văn Tú LIÊN NGÀNH TRIẾT HỌC - XÃ HỘI HỌC - CHÍNH TRỊ HỌC Một số sở lý luận yêu cầu, quy trình xây dựng, áp dụng số KPI giao đánh giá hiệu công việc trường cao đẳng, đại học Nguyễn Thị Kim Nguyên Học tập gương làm việc trách nhiệm, khoa học, đổi hủ tịch Hồ Chí Minh xây dựng tác phong làm việc cho giảng viên trường đại học Nguyễn Thị Nhan Một số giải pháp góp phần nâng cao hiệu hoạt động ngoại khóa học phần lý luận trị cho sinh viên Trường Đại học Sao Đỏ Phạm Thị Hồng Hoa Nguyễn Thị Tình Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số (73) 2021 LIÊN NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HÓA SCIENTIFIC JOURNAL SAO DO UNIVERSITY No 2(73) 2021 TITLE FOR ELECTRICITY - ELECTRONICS - AUTOMATION Processor in the loop simula on based an cha ering sliding mode control for - d of robot VNR-T1 Le Ngoc Truc Tran Van Chi Nguyen Huu Hai Nguyen Danh Huy Nguyen Trong Cac Nguyen Tung Lam A novel adap ve fuzzy hierarchical sliding mode control method for a class of Under - Actuated SIMO system 14 Tran Thi Diep Duong Thi Hoa Nguyen Thi Sim An antenna co-design for cogni ve radio systems using thin lm barium stron um tanate varactor Nguyen Viet Hung Nguyen Trong Cac Backstepping based speed control of permanent magnet motors with high-gain disturbance observer Le Duc Thinh Nguyen Dat Thinh Tran Van Khoa Le Nam Duong Vu Hoang Phuong Nguyen Trong Cac Nguyen Huu Hai Nguyen Tung Lam TITLE FOR MECHANICAL AND DRIVING POWER ENGINEERING Research on the in uence of technology parameters oscilla ng smoothing on the surface roughness of the machine part Nguyen Van Hinh Research on some sewing machine parameters that a ect seam strength and damage 301 in coated fabric 42 Ta Van Hien Nguyen Thi Hang Mac Thi Ha oads e ect on self-recovering abrasive capable of nano T C addi ve in CF-4 15W/40 lubricant 49 Nguyen Dinh Cuong Research and simula on structure of A356 alloy when solidi ca on by MCA 2-D and 3-D 55 Vu Hoa Ky Dao Van Kien Mac Thi Nguyen Duong Thi Ha Research on the e ect of technology parameters on the product quality in hydrosta c forming for sheet metal by simula on 65 Tran Hai Dang Vu Hoa Ky Nguyen Thi Lieu Nguyen Thi Thu Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số (73) 2021 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SCIENTIFIC JOURNAL SAO DO UNIVERSITY No 2(73) 2021 TITLE FOR MECHANICAL AND DRIVING POWER ENGINEERING Study the e ects of temperature and thermal tranfer prin ng me to the point of cracking on the Pe/Co fabric print surface Do Thi Thu Ha Nguyen Quang Thoai Do Thi Tan Applica on of signal theory to evaluate the value of the undergraduete training program of the faculty of lectricity, Sao Do University Nguyen Minh Tuan Tran Thi Hang Nguyen Thi Ngoc Mai TITLE FOR STUDY OF LANGUAGE Some considera on on teaching Chinese listening comprehension skills for elementary-level students in Faculty of Tourism and Foreign languages, Sao Do University uyen Thi Lan Bui Thi Trang TITLE FOR CHEMISTRY AND FOOD TECHNOLOGY Study on capacity adsorp on of lead ion in water solu on of materials prepared from Truc Thon clay and rice husk ash Vu Hoang Phuong Nguyen Ngoc Tu Mac Thi Le Extract of anthraquinone from (Morinda o cinalis) root for produc on of hard candy Tran Thi Diu Bui Van Tu TITLE FOR PHILOSOPHY - SOCIOLOGY - POLITICAL SCIENCE A number of theore cal and prac cal bases for building and applying KPI indicators in assigning and evalua ng work performance at colleges and universi es today Nguyen Thi Kim Nguyen Study responsible, scien c, innova on work example of President Ho Chi Minh in building working style for lecturers at present universi es Nguyen Thi Nhan Some solu ons to improve e ciency external course poli cal theory for students of Sao Do University Pham Thi Hong Hoa Nguyen Thi Tinh Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số (73) 2021 LIÊN NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HĨA Thiết kế anten cho hệ thống vơ tuyến khả tri sử dụng tụ điện có điện dung biến thiên dựa vật liệu điện môi màng mỏng An antenna co-design for cogni ve radio systems using thin lm barium stron um tanate varactor Nguyễn Việt Hưng1*, Nguyễn Trọng Các2 *Email: nvhung_vt1@p t.edu.vn Học viện Công nghệ Bưu Viễn thơng Trường Đại học Sao Đỏ Ngày nhận bài: 22/3/2021 Ngày nhận sửa sau phản biện: 13/6/2021 Ngày chấp nhận đăng: 30/6/2021 Tóm tắt Việc thiết kế anten sử dụng hệ thống vơ tuyến khả tri gặp nhiều thách thức, yêu cầu lúc cảm nhận phổ dải rộng điều chỉnh tần số thu phát cho phù hợp Trong báo này, mẫu thiết kế hệ thống anten tích hợp bao gồm anten băng rộng làm nhiệm vụ cảm nhận phổ anten băng hẹp có khả hiệu chỉnh tần số cách tích hợp tụ điện với lớp điện mơi mỏng có khả biến thiên barium strontium titanate (Ba (1-x) SrxTiO3, BST) Thiết kế anten băng rộng sử dụng để cảm nhận tín hiệu kênh dải tần từ 3-7 GHz anten khe sử dụng cho việc phát tín hiệu biến thiên dải từ 4,8-5,4 GHz Kết mô trình bày thảo luận cụ thể nội dung viết Từ khoá: Hệ thống vô tuyến nhận thức; anten băng siêu rộng; BST; lớp điện môi mỏng; điều chỉnh tần số Abstract This paper presents a co-design of an Ultra-wideband (UWB) and a frequency tunable antenna, which can be applied for cognitive radio systems The frequency tunability is realized by integrating a barium strontium titanate (Ba(1-x)SrxTiO3, BST) thin lm varactor in a slot antenna The UWB antenna, which is a part of the channel sensing system, operates in the range of 3-7 GHz, and the slot antenna, which is used to transmit signal, can be tuned in the range of 4.8-5.4 GHz The simulation results are presented and discussed Keywords: Cognitive radio (CR); ultra wideband; BST; thin lm varactor; frequency tunability ĐẶT VẤN ĐỀ Theo Ủy ban Truyền thông Liên bang Hoa Kỳ (FCC), hệ thống vô tuyến khả tri “hệ thống có khả thay đổi tham số hoạt động dựa mơi trường mà vận hành”, với mục đích tăng hiệu sử dụng tránh lãng phí phổ tần dải tần số vơ tuyến Khái niệm hệ thống vô tuyến khả tri mối quan tâm nhiều nhà nghiên cứu Một hệ thống vơ tuyến khả tri phải có khả cảm nhận vùng phổ khả dụng tự cấu hình cho phù hợp để sử dụng [1] Hay nói cách đơn giản, hệ thống vơ tuyến khả tri hệ thống có khả nhận vùng phổ trống điều chỉnh tần số cho phù hợp với kênh tần số để truyền thông tin Đối với hệ thống vô tuyến khả tri, anten phần tử đặc biệt quan trọng Mẫu thiết kế anten trình bày viết bao gồm mạch anten tích hợp: Người phản biện: GS TSKH Thân Ngọc Hoàn PGS TS Nguyễn Tùng Lâm anten băng siêu rộng UWB anten khe có khả tự cấu hình tần số phát Hiện nay, có nhiều cách thiết kế anten có khả tự cấu hình, nhiên việc tích hợp mạch anten băng siêu rộng băng hẹp có khả tự cấu hình thiết kế anten vơ phức tạp việc tích hợp mạch anten có khả biến thiên gây ảnh hưởng đến tham số anten băng rộng ngược lại Trong [2], Tawk Christodoulou sử dụng chế quay đặc biệt cho mẫu anten để biến đổi tần số hoạt động anten từ 3,5 GHz sang 5,5 GHz, 7.5 GHz 10,5GHz Tuy nhiên, tốc độ chuyển đổi anten chậm (do chất hệ thống học) phức tạp hệ thống khiến cho mẫu anten trở nên phi thực tế Một cách tiếp cận khác sử dụng linh kiện tích cực diode tụ biến thiên thương mại Trong [3], mạch hịa hợp trở kháng thích ứng đề xuất sử dụng Kantemur [4], Mansoul Ghanem sử dụng diode p-i-n để kết nối khe từ thay đổi tần số hoạt động anten Các cách Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số (73) 2021 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC tiếp cận tương tự khác tìm thấy [5, 6, 7] Những cách tiếp cận dù chứng minh khả thi, phải chịu suy hao lớn gây linh kiện rời hàn vào mạch hầu hết, việc điều chỉnh tần số chúng không liên tục, yêu cầu quan trọng hệ thống CR Vật liệu điện môi dạng màng mỏng barium strontium titanate (BST) vật liệu nghiên cứu rộng rãi áp dụng cho ứng dụng cao tần Đó có số điện mơi cao, khả biến thiên lớn tổn hao tương đối thấp [8] Áp dụng kết từ kết nghiên cứu trước thành viên nhóm tác giả [9], khn khổ viết này, để đạt khả tự cấu hình, tụ điện thiết kế dựa cấu trúc MIM (Metal/Insulator/ Metal) tích hợp vào mạch anten khe giúp cho cho anten khả tái cấu hình tần số Vì tần số hoạt động anten phụ thuộc vào giá trị tụ điện, giá trị có khả thay đổi anten tự cấu hình lại để thay đổi tần số hoạt động cách liên tục Trong mơ hình anten đề xuất, mạch anten băng siêu rộng tích hợp với mạch anten khe lớp chất sapphire 2.2 Mạch anten băng hẹp tự cấu hình Một khe hình chữ nhật có dạng hình chữ U với chiều rộng W = 3,3 mm tổng chiều dài 40,5 mm khắc trung tâm đĩa elip để tạo nên mạch anten băng hẹp (Hình 2) Một tụ điện biến thiên dựa việc sử dụng lớp BST mỏng, đặt khe Hai tụ điện thương mại dạng chip SMD, với vị trí mơ tả Hình 3, sử dụng để cách ly tín hiệu RF anten với điện áp chiều DC dùng để điều khiển giá trị tụ điện Hai tụ điện có giá trị điện dung tương ứng 100 pF Một dây dẫn vi dải 50 ohms đặt mặt lớp chất sapphire nhằm mục đích cấp điện cho anten Bằng cách đặt vào hai điện cực điện áp phân cực DC, thay đổi số điện mơi lớp BST, hệ từ điều khiển tần số hoạt động mạch anten băng hẹp Chi tiết tụ điện biến thiên BST trình bày Hình Hình Bài viết tổ chức theo cấu trúc sau: Trong phần 2, thiết kế kích thước chi tiết mạch anten trình bày cụ thể Q trình mơ thiết kế kết mô trình bày phần Phần kết luận trình bày phần cuối viết THIẾT KẾ 2.1 Mạch anten băng siêu rộng UWB Hình minh hoạ cấu trúc mạch anten băng siêu rộng Một đĩa kim loại hình elip in chất Sapphire có kích thước 40 × 36 mm2 (εr = 10, tanδ = 0,0002) với độ dày 0,5 mm cấp điện đường vi dải Bán kính phụ đĩa hình elip có kích thước Rx = 17 mm Ry = 9,35 mm Anten thiết kế nhằm mục đích hoạt động dải tần từ -10 GHz Để hoà hợp trở kháng tốt, mặt phẳng đất có dạng hình elip Hình Mạch anten khe khắc đĩa elip Hình Cấu trúc chi ết tụ điện biến biến thiên Hình Mặt anten Hình Cấu trúc MIM cho tụ điện biến thiên Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số (73) 2021 LIÊN NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HÓA Cấu trúc tụ điện có khả biến thiên dựa cấu trúc MIM (Metal-Insulatior-Metal) trình bày nghiên cứu trước nhóm [9] Cấu trúc tạo cách đặt bên lớp BST mỏng điện cực, tiếp lớp BST điện cực phía tạo thành cấu trúc MIM hồn chỉnh Điện cực làm bạch kim (Pt) có độ dày xấp xỉ 200 nm tạo phương pháp bay phân tử Còn điện cực phía tạo bạc dày 2,2 µm Để tạo kết nối điện cực điện cực trên, lỗ via đục xuyên qua lớp BST cách sử dụng phương pháp khắc hóa học để tạo nên cấu trúc MIM mong muốn [10] Kết mô hệ số tổn hao phản hồi cho thấy anten UWB hoạt động dải tần số từ - GHz với mức tổn hao -10 dB Tuy nhiên, từ kết hiển thị Hình 7, người ta quan sát thấy với việc tối ưu hóa nữa, mở rộng phạm vi lên 10 GHz, khơng phải trọng tâm viết OD L G PL L L e Trong [10], khả thay đổi điện môi theo điện trường tương tác lớp BST đo tần số MHz (Hình 5) Kết cho thấy tuỳ theo giá trị điện trường tác dụng lên lớp BST, giá trị hệ số điện môi thay đổi khoảng εr = 65 - 90 Hình Mơ hình HFSS để mơ thiết kế anten (O L L O (EL V P Hình Khả biến thiên lớp điện môi BST Trong nghiên cứu trước, mẫu anten mạch vi dải khe hở đưa với tụ điện sử dụng lớp BST [9] Trong mẫu thiết kế này, điện cực thiết kế theo cách phần chúng chồng lên Nhờ vậy, cho phép cấu hình giá trị tụ điện mà người thiết kế mong muốn Do đó, giảm diện tích tụ điện thành giá trị mong muốn bất chấp giới hạn cực tiểu chiều rộng điện cực Một tụ điện với diện tích hai tụ chồng 20 × 20 µm thiết kế để tích hợp vào mạch ăng ten, với kích thước này, giá trị tụ điện BST 0,3 pF ) H H F Hình Hệ số tổn hao phản hồi anten UWB MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ Thiết kế anten mô phần mềm mô Ansoft HFSS, phiên 15 Mơ hình anten mơ thể Hình Hình Hệ số khuếch đại 3D anten UWB GHz Kết mơ cho thấy anten UWB có kiểu xạ gần đẳng hướng với độ lợi tối đa tối đa 3,12 dB GHz hiệu suất xạ gần 98%, giá trị cao dự đốn mức suy hao thấp chất sapphire Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số (73) 2021 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC G định số điện môi lớp BST, anten điều chỉnh để hoạt động liên tục phạm vi từ 4,8 đến 5,4 GHz với mức tổn hao hiệu suất tương đối ổn định ( ( ( ( )H H F Hình 11 Tổn hao phản xạ anten theo giá trị hệ số điện môi lớp BST R ( Đối với đặc tính anten băng hẹp, trước hết, mơ thực để kiểm tra đặc tính anten tính tương thích tích hợp tụ điện biến thiên sử dụng BST, đặc biệt vùng chồng lấp hai điện cực Do giá trị tụ điện phụ thuộc trực tiếp vào kích thước vùng chồng lấp, tần số hoạt động anten phụ thuộc vào giá trị tụ điện, dẫn đến tăng diện tích chồng lấp tụ điện tần số hoạt động anten giảm ngược lại Kết mô tần số thay đổi theo giá trị diện tích vùng chồng lấp tụ điện thể Hình Kết mơ cho thấy tần số hoạt động anten giảm diện tích vùng chồng lấp tăng lên Đồng thời hiệu suất anten giảm nhanh, từ 85% xuống 63% (Hình 10) Kết dự đốn ngun tắc việc tiểu hình hóa kích thước anten kèm với đánh đổi mặt hiệu suất Do đó, bước tiếp theo, giá trị 400 um2 cho khu vực chồng lấp sử dụng để tiến hành mơ %67 P Hình Tổn hao phản xạ S11(dB) anten so với diện ch điện cực Hình 12 Hiệu suất xạ anten theo giá trị hệ số điện môi lớp BST Tương ứng với giá trị khác số điện môi lớp BST, tần số hoạt động anten thay đổi từ 4,8 GHz thành 5,4 GHz tương đương với tỷ lệ tự điều chỉnh tần số 13% Tỷ lệ tự điều chỉnh tần số TR tính cơng thức: R ( TR = f (e ) - f (e max ) [ f (e ) - f (e max ) ] / (1) Trong đó: S R P Hình 10 Hiệu suất xạ vùng anten diện ch điện cực Để mô khả thay đổi tần số hoạt động anten băng hẹp, giá trị khác hệ số điện môi của lớp BST (từ 65 đến 95) tiến hành mô Như thảo luận trên, giá trị điện dụng tụ điều khiển được, anten thay đổi tần số hoạt động Kết mơ thể tần số hoạt động ăng ten phụ thuộc vào số điện môi biến thiên lớp BST thể Hình 11 Kết cho thấy, với giá trị giả f(εmax) f(εmin) tần số cộng hưởng anten với giá trị hệ số điện môi tối thiểu tối đa tương ứng lớp BST Hình 13 biểu diễn đồ thị xạ 3D anten băng hẹp tần số 5,4 GHz Anten xạ gần giống anten khe thông thường có biến dạng nhẹ nguồn cấp điện khơng đối xứng tuyệt đối nguồn cấp vi dải anten băng rộng tác động gương phản xạ Hệ số khuếch đại tối đa mà anten đạt 5,4 GHz 3,17 dBi So sánh với kết nghiên cứu trước, hiệu anten cải thiện cách đáng kể Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số (73) 2021 LIÊN NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HÓA IEEE International Symposium on Antennas and Propagation & USNC/URSI National Radio Science Meeting, San Diego, CA, USA, pp 1369-1370 Hình 13 Mơ hình xạ mô anten đề xuất mức 5,4 GHz (hệ số điện môi BST = 65, diện ch điện cực tụ điện = 400 um ) KẾT LUẬN Trong báo này, thiết kế tích hợp (co-design) mạch anten băng siêu rộng anten khe có khả tự cấu hình đề xuất cho ứng dụng hệ thống vô tuyến khả tri Bằng cách tích hợp tụ điện có khả biến thiên sử dụng lớp điện môi màng mỏng BST, đặt trung tâm khe khắc mặt xạ anten băng siêu rộng, mẫu thiết kế cho khả cấu hình lại tần số hoạt động ăng ten với độ biến thiên 13% theo kết mơ Đây kết có tính khả quan cao sở để nhóm nghiên cứu tiến tới chế tạo mẫu thử nghiệm đo kết thực tế TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] FCC (2002), Spectrum Policy Task Force, Report of the Spectrum Ef ciency Working Group, FCC Tech Rep [2] [3] Y Tawk, J Costantine, K Avery, and C G Christodoulou (2011), Implementation of a Cognitive Radio Front-End Using Rotatable Controlled Recon gurable Antennas, IEEE Trans Antennas Propag., vol 59, no 5, pp 1773-1778 A Kantemur, A H Abdelrahman, and H Xin (2017), A novel compact recon gurable UWB antenna for cognitive radio applications, In 2017 [4] A Mansoul, F Ghanem, M R Hamid, and M Trabelsi (2014), A Selective FrequencyRecon gurable Antenna for Cognitive Radio Applications IEEE Antennas Wirel Propag Lett., vol 13, pp 515–518 [5] B P Chacko, G Augustin, and T A Denidni (2015), Electronically Recon gurable Uniplanar Antenna With Polarization Diversity for Cognitive Radio Applications IEEE Antennas Wirel Propag Lett., vol 14, pp 213–216 [6] H A Majid, M K A Rahim, M R Hamid, and M F Ismail (2011), Recon gurable wide to narrow band antenna for cognitive radio systems, In 2011 IEEE International RF & Microwave Conference, Seremban, Negeri Sembilan, Malaysia, 2011, pp 285-288 [7] G A Devi, J Aarthi, P Bhargav, R Pandeeswari, M A Reddy, and R S Daniel (2017), UWB frequency recon gurable patch antenna for cognitive radio applications, In 2017 IEEE International Conference on Antenna Innovations & Modern Technologies for Ground, Aircraft and Satellite Applications (iAIM), Bangalore, pp 1-4 [8] N K Pervez, P J Hansen, and R A York (2004), High tunability barium strontium titanate thin lms for rf circuit applications Appl Phys Lett., vol 85, no 19, p 4451 [9] H V Nguyen and A Sharaiha (2018), Design of Miniaturized and Tunable Antenna by Integrating BST Thin Film Varactor, In International Conference on Advanced Technologies for Communications, p [10] C Borderon, D Averty, R Seveno, and H W Gundel (2008), Preparation and Characterization of Barium Strontium Titanate Thin Films by Chemical Solution Deposition Ferroelectrics, vol 362, no 1, pp 1-7 Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số (73) 2021 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC THÔNG TIN TÁC GIẢ Nguyễn Việt Hưng - Tóm tắt q trình đào tạo, nghiên cứu (thời điểm tốt nghiệp chương trình đào tạo, nghiên cứu): + Năm 2007: Tốt nghiệp đại học Học viện Cơng nghệ bưu viễn thơng + Năm 2009: Tốt nghiệp Thạc sĩ Đại học Bách khoa Grenoblem + Năm 2013: Tốt nghiệp Tiến sĩ Đại học Rennes 1, Cộng hịa Pháp - Hiện cơng tác Học viện Cơng nghệ bưu viễn thơng - Lĩnh vực nghiên cứu: Anten mạch siêu cao tần hệ thống thông tin vô tuyến hệ - Email: nvhung_vt1@ptit.edu.vn - Điện thoại: 0911 528 866 Nguyễn Trọng Các - Tóm tắt q trình đào tạo, nghiên cứu (thời điểm tốt nghiệp chương trình đào tạo, nghiên cứu): + Năm 2002: Tốt nghiệp đại học ngành Điện, chuyên ngành Điện nông nghiệp, Trường Đại học Nông nghiệp I Hà Nội (nay Học viện Nông nghiệp Việt Nam) + Năm 2005: Tốt nghiệp Thạc sĩ ngành Kỹ thuật tự động hóa, chuyên ngành Tự động hóa, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội + Năm 2015: Tốt nghiệp Tiến sĩ ngành Kỹ thuật điện tử, chuyên ngành Kỹ thuật điện tử, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội - Tóm tắt cơng việc tại: Giảng viên khoa Điện, Trường Đại học Sao Đỏ - Lĩnh vực quan tâm: DCS, SCADA, NCS - Email: cacdhsd@gmail.com - Điện thoại: 0904 369 421 Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số (73) 2021 ... nghi cho lớp hệ thống Under - Actuated 14 Trần Thị Điệp Dương Thị Hoa Nguyễn Thị Sim Thiết kế anten cho hệ thống vô tuyến khả tri sử dụng tụ điện có điện dung biến thiên dựa vật liệu điện môi màng. .. 1859-4190, Số (73) 2021 LIÊN NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HÓA Thiết kế anten cho hệ thống vô tuyến khả tri sử dụng tụ điện có điện dung biến thiên dựa vật liệu điện môi màng mỏng An antenna co-design... ứng dụng hệ thống vơ tuyến khả tri Bằng cách tích hợp tụ điện có khả biến thiên sử dụng lớp điện môi màng mỏng BST, đặt trung tâm khe khắc mặt xạ anten băng siêu rộng, mẫu thiết kế cho khả cấu