CHƯƠNG 3ANTEN VI DẢI ANTEN VI DẢI 3.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG
Trong những năm gần đõy, anten mạch dải đó được nghiờn cứu khỏ nhiều cả về lý thuyết lẫn kỹ thuật. Đồng thời cũng nhận được nhiều kết quả đỏng kể về mặt cụng nghệ và ứng dụng trong thực tiễn nhất là trong lĩnh vực thụng tin vụ tuyến di động, thụng tin vụ tuyến mạng cục bộ WLAN ở dải siờu cao tần. Nú đó tỏ ra là một loại anten cú nhiều tiện lợi và hiệu quả.
Hiện nay cú nhiều ứng dụng cho chớnh phủ lẫn thương mại như truyền súng vụ tuyến di động, thụng tin khụng dõy cũng vậy. Để thỏa món được những yờu cầu này, ta cú thể sử dụng anten vi dải. Chỳng là những anten cú cấu hỡnh thấp, đơn giản và rẻ tiền, sử dụng kỹ thuật mạch in để thiết kế rất đơn giản, chỳng rất chắc chắn khi gắn lờn cỏc bề mặt thiết bị và rất linh hoạt trong lựa chọn hỡnh khối, tần số cộng hưởng, phõn cực, trở khỏng...
Trong chương này sẽ trỡnh bày cơ sở về anten vi dải và cỏc đặc tớnh cũng như cỏc thụng số của chỳng.
3.2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ANTEN VI DẢI3.2.1 Cỏc đặc điểm cơ bản anten vi dải 3.2.1 Cỏc đặc điểm cơ bản anten vi dải
Anten vi dải nhận được những chỳ ý đỏng kể ở những năm 1970, mặc dự ý tưởng về anten vi dải được đưa ra năm 1953 và mụ hỡnh đưa ra năm 1955.
Một anten vi dải như ở hỡnh 3.1 bao gồm một tấm patch kim loại rất
khoảng nhỏ (h =λ0 thụng thường là 0.003λ0 ≤ ≤h 0.05λ0). Tấm patch của
anten vi dải được thiết kế để cú đồ thị bức xạ cực đại tại tần số sử dụng. Điều này được thực hiện bởi việc lựa chọn đỳng mode của trường bức xạ kớch thớch bờn dưới tấm patch. Bức xạ tập trung cú thể cũng được thực hiện bởi việc lựa chọn đỳng mode. Với một tấm patch hỡnh chữ nhật, chiều dài L thường là
λ0/3 < L < /2λ0 .
Tấm patch và lớp đất được ngăn cỏch bởi một lớp điện mụi (hay cũn gọi là lớp nền).
Hỡnh 3.1. Anten vi dải và hệ trục tọa độ.
Cú nhiều loại chất nền cú thể được sử dụng để thiết kế anten vi dải và
hằng số điện mụi của chỳng thường nằm trong dải 2.2≤ ≤ε 12. Một điều là
hầu hết những anten mong muốn cú hiệu năng tốt đều sử dụng những lớp nền dày, hằng số điện mụi thấp bởi vỡ chỳng cho hiệu suất tốt hơn, băng thụng lớn hơn tuy nhiờn kớch thước của chỳng lại lớn.
Với cỏc mạch cao tần, ta sử dụng cỏc lớp nền mỏng và hằng số điện mụi cao hơn bởi chỳng yờu cầu gới hạn trường chặt chẽ để tối ưu những bức xạ và kết hợp khụng mong muốn và kớch thước cũng nhỏ hơn, tuy nhiờn vỡ suy hao lớn hơn, chỳng cú hiệu suất thấp hơn và băng thụng nhỏ hơn. Vỡ anten vi dải
Equilateral Ring Elip Semi Ringthường được tớch hợp vào cỏc mạch cao tần nờn cần cú sự cõn bằng giữa hiệu năng cao của anten với thiết kế mạch.
3.2.2 Cỏc hỡnh dạng cơ bản của anten vi dải
Thụng thường cỏc anten vi dải cũn được gọi là anten patch. Cỏc phần tử bức xạ và đường feed thường được dỏn lờn chất nền điện mụi. Tấm patch bức xạ cú thể vuụng, chữ nhật, dipole mỏng, trũn, elip, tam giỏc hay bất cứ hỡnh dạng khỏc.
Anten vi dải được thiết kế dưới cỏc dạng hỡnh học khỏc nhau như thể hiện ở hỡnh 3.2, bao gồm hỡnh vuụng (square), hỡnh trũn (circular), tam giỏc (triangular), bỏn cầu (semicircular), hỡnh quạt (sectoral), hỡnh vành khuyờn (annular ring)…
Cỏc hỡnh vuụng, chữ nhật, dipole và trũn là phổ biến hơn cả bởi vỡ chỳng dễ dàng thiết kế, phõn tớch và thi cụng.
Hỡnh 3.2. Cỏc hỡnh khối của tấm patch.