Cỏc kỹ thuật cấp nguồn cho anten vi dải (feed method)

Một phần của tài liệu Thiết kế và mô phỏng khảo sát các thông số kỹ thuật của anten vi dải (Trang 27 - 30)

Do anten vi dải cú thành phần bức xạ trờn một mặt của đế điện mụi nờn cỏc kỹ thuật để cấp nguồn cho anten vi dải lỳc ban đầu là bằng cỏch dựng một đường truyền vi dải hoặc một probe đồng trục xuyờn qua mặt phẳng đất nối đến patch kim loại của anten vi dải. Cựng với sự phỏt triển của khoa học kỹ thuật, một số kỹ thuật cấp nguồn mới cho anten vi dải đó được nghiờn cứu và phỏt triển. Hiện nay cỏc phương phỏp phổ biến dựng để cấp nguồn cho anten vi dải là: cấp nguồn sử dụng đường truyền vi dải, probe đồng trục, ghộp khe (aperture-coupling), ghộp gần (proximiti-coupling).

Việc lựa chọn cấp nguồn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khỏc nhau. Tuy nhiờn, yếu tố quan trọng nhất là hiệu suất truyền năng lượng giữa phần bức xạ và phần cấp nguồn tức là phải cú sự phối hợp trở khỏng giữa hai phần với nhau. Ngoài ra, việc chuyển đổi trở khỏng bước, việc uốn cong,.. cũng làm phỏt sinh bức xạ rũ và suy hao súng mặt. Cỏc bức xạ khụng mong muốn này làm tăng bức xạ phụ trong đồ thị bức xạ của anten vi dải. việc giảm thiểu bức xạ rũ và những ảnh hưởng của nú lờn đồ thị bức xạ là một trong những yếu tố quan trọng đỏnh giỏ việc cấp nguồn cú tốt hay khụng?

2.1.4.1 Cấp nguồn bằng đường truyền vi dải

Việc kớch thớch cho anten vi dải bằng đường truyền vi dải trờn cựng một lớp nền là một cỏch lựa chọn tự nhiờn vỡ patch cú thể được xem là một đường truyền vi dải hở và cả hai cú thể được thiết kế trờn cựng một mạch. Tuy nhiờn, kỹ thuật này cú vài hạn chế. Đú là sự phỏt xạ khụng mong muốn từ đoạn feed line khi kớch thước đoạn feed line là đỏng kể so với patch (vớ dụ trong trường hợp L đủ nhỏ đối với khoảng vài mm).

Hỡnh 2.3 Cấp nguồn dựng đường truyền vi dải

2.1.4.2 Cấp nguồn bằng probe đồng trục

Cấp nguồn qua probe là một trong những phương phỏp cơ bản nhất để truyền tải cụng suất cao tần. Với cỏch feed này, phần lừi của đầu feed được nối với patch, phần ngoài nối với groundplane. Ưu điểm của cỏch này là đơn giản trong quỏ trỡnh thiết kế, cú khả năng feed tại mọi vị trớ trờn tấm patch do đú dễ dàng cho phối hợp trở khỏng. Tuy nhiờn cỏch này cú nhược điểm là:

Thứ nhất, vỡ dựng đầu feed nờn cú phần ăn ra phớa ngoài làm cho anten khụng hoàn toàn phẳng và mất đi tớnh đối xứng. Thứ hai, khi cần cấp nguồn đồng trục cho một dóy sẽ đũi hỏi số lượng đầu nối tăng lờn và như thế việc chế tạo sẽ khú khăn và độ tin cậy giảm đi. Thứ ba, khi cần tăng băng thụng của anten thỡ đũi hỏi phải tăng bề dày lớp nền cũng như chiều dài của probe. Kết quả là bức xạ rũ và điện cảm của probe tăng lờn.

Hỡnh 2.4 Cấp nguồn dựng cỏp đồng trục

Hỡnh 2.5 Cấp nguồn dựng phương phỏp ghộp khe - Aperture coupled

Phương phỏp cấp nguồn cũng thường được sử dụng nhằm loại bỏ sự bức xạ khụng cần thiết của đường microstrip line. Cấu trỳc bao gồm 2 lớp điện mụi. Patch

antenna được đặt trờn cựng, ground ở giữa cú 1 khe hở slot nhỏ, đường truyền feed

line ở lớp điện mụi dưới. Thụng thường thỡ miếng điện mụi ở trờn cú hằng số điện mụi thấp, lớp điện mụi ở dưới cú hằng số điện mụi cao để nhắm mục đớch tối ưu húa sự bức xạ của anten. Tuy nhiờn, phương thức cấp nguồn này khú thực hiờn do phải làm nhiều lớp, và làm tăng độ dày của anten. Phương phỏp cấp nguồn này thỡ cho băng hẹp (narrow bandwith).

2.1.4.4 Cấp nguồn dựng phương phỏp ghộp gần - Proximity Coupled

Cấu trỳc này gồm 2 lớp điện mụi, miếng patch antenna nằm ở miếng điện mụi trờn, đường feed line ở giữa 2 lớp điện mụi. Phương thức này cú ưu điểm cao đú loại bỏ tối đa sự bức xạ của đường cấp nguồn (feed line) và cho băng thụng rộng (khoảng 13%).

Phương phỏp này cũng được gọi là phương phỏp ghộp điện từ. Phương phỏp này về bản chất là ghộp điện dung giữa patch và đường cấp nguồn. Thụng số của hai lớp nền cú thể được lựa chọn để cải thiện băng thụng và giảm bức xạ rũ ở đầu cuối hở của đường truyền. Cũng vỡ lớ do này, bề dày của lớp điện mụi thứ hai cũng mỏng hơn. Bức xạ trong trường hợp này sẽ lớn hơn. Tuy nhiờn phương phỏp này phức tạp hơn khi chế tạo và sản xuất.

Một phần của tài liệu Thiết kế và mô phỏng khảo sát các thông số kỹ thuật của anten vi dải (Trang 27 - 30)