5. Cấu trúc nội dung của luận án
3.2.2. Một số tính chất quan trọng của DSS
Cải thiện hệ số sóng chậm
Xét một đường vi dải thông thường với một đường vi dải sử dụng DSS có cùng chiều dài vật lý như được minh họa trong Hình 3.2.
a) b)
Hình 3.2: Mô hình đường truyền vi dải thông thường (a); mô hình đường truyền vi dải với DSS (b) Trong đó, là chiều dài vật lý trong khi và ΄ lần lượt là chiều dài điện của đường vi dải thông thường và đường vi dải với DSS. Chúng ta biết rằng việc sử dụng DSS sẽ sinh ra các tụ kí sinh. Trong khi đó, chiều dài điện của đường vi dải có thể thay đổi mà không thay đổi chiều dài vật lý bằng cách thêm các tụ hoặc cuộn cảm.
Vì vậy, khi sử dụng DSS, chiều dài điện của đường vi dải sẽ thay đổi mà không thay đổi chiều dài vật lý. Khi đó, chúng ta có:
∆ = ℎ ΄ − ℎ (3.1)
Trong đó, ℎ ΄ và ℎ lần lượt là pha (tính theo độ) của 21 của đường vi dải có và không có DSS.
Khi đó, quan hệ giữa chiều dải vật lý ( ) và chiều dài điện ( – ) của đường vi dải được cho bởi:
= (3.2)
Và chiều dài điện của đường vi dải với DSS được cho bởi:
΄ = ΄ (3.3)
Từ các phương trình (3.1) – (3.3), ta thu được:
∆ ∙
=
΄ − (3.4)
hay
΄ = ∆ ∙ (3.5)
Bên cạnh đó, hằng số điện môi hiệu dụng của đường vi dải được cho bởi:
= (3.6)
Và hằng số điện môi của đường vi dải với DSS là:
΄ = ΄ (3.7)
Từ các phương trình (3.5) – (3.7), luận án thu được hệ số sóng chậm của đường vi dải với DSS là [40]:
= ∙ ∆ ∙ + = ∆ + (3.8) Từ phương trình (3.8) của luận án có thể thấy rằng hệ số sóng chậm của đường vi dải với DSS phụ thuộc vào pha và hằng số điện môi của vật liệu được sử dụng. Hơn nữa, DSS có thể được xem như là một mạch tương đương gồm các tụ điện và điện cảm. Bằng cách điều chỉnh kích thước và hình dạng của vùng khoét, luận án sẽ thu được các giá trị và khác nhau. Thông qua việc điều chỉnh các giá trị và này, luận án điều chỉnh được hệ số sóng chậm. Cũng giống với DGS, đường truyền vi dải với DSS luôn có chiều dài điện lớn hơn chiều dài điện của đường truyền vi dải thông thường khi hai đường truyền có cùng một chiều dài vật lý [6]. Vì vậy, việc sử dụng DSS cũng góp phần giảm nhỏ kích thước anten bởi việc tăng cường hệ số sóng chậm cũng chính là một trong những giải pháp để giảm nhỏ kích thước anten [55].
Tạo ra hốc cộng hưởng
Như được định nghĩa ở trong phần trên, hộp cộng hưởng là một vùng không gian hữu hạn mà ở trong nó sau khoảng thời gian lớn hơn nhiều chu kỳ dao động siêu cao tần có sự tích lũy năng lượng điện từ [79]. Với việc sử dụng DSS, ở tầng điện môi sẽ hình thành các khe. Khi anten được tiếp điện, chính các khe này đã tạo nên các hốc cộng hưởng. Cần chú ý rằng hốc cộng hưởng trong trường hợp này là hốc cộng hưởng điện môi.
Phân bố lại dòng
DSS được tích hợp ở tầng điện môi với đường truyền phẳng như đường truyền vi dải, CPW (coplanar waveguide), .... Việc khoét các khe trên tầng điện môi đã gây ra sự xáo trộn trong phân bố dòng (bởi thông thường phân bố dòng trong anten vi dải là đều) và điều này đã làm thay đổi một số đặc tính của đường truyền (như chiều dài điện, hệ số sóng chậm, ... ) bằng cách thêm các tụ hay điện cảm. Như đã trình bày ở phần trên, việc phân bố lại dòng đã mở ra cơ hội để cải thiện các tham số cho anten.
3.2.3. Cải thiện hệ số tăng ích cho anten mảng 4 x 4 bằng Defected Substrate Structure a) Áp dụng DSS để cải thiện hệ số tăng ích cho anten mảng 4 4 x