5. Cấu trúc nội dung của luận án
3.2.1. Cấu trúc DSS đề xuất
Như đã trình bày trong chương một, việc cải thiện hệ số tăng ích cho anten mảng thông qua phân bố lại dòng được dựa trên nguyên lý giao thoa giữa các sóng. Trong đó, sự dịch pha giữa các sóng là vấn đề mấu chốt để cải thiện hệ số tăng ích cho anten. Theo nguyên lý này, luận án hoàn toàn có thể điều khiển sự phân bố dòng bề mặt theo ý muốn bằng cách điều chỉnh kích thước cũng như hình dạng khoét của lớp đất và lớp điện môi. Giải pháp DSS được ra đời dựa trên nguyên lý trên.
a) b)
Hình 3.1: Mô hình DSS đề xuất: (a) mô hình; (b) sơ đồ tương đương của một đơn vị cấu trúc
Ở đây, DSS là một cấu trúc tuần hoàn hoặc không tuần hoàn được khoét trên lớp điện môi. Mô hình của cấu trúc DSS đề xuất với kích thước 120 x 125 x 1.524 mm (chiều dày của lớp điện môi cũng là chiều dày của khối DSS) và sơ đồ tương đương của một đơn vị cấu trúc được minh họa trong Hình 3.1. Vật liệu điện môi được lựa chọn trong trường hợp này là 4350 với các tham số: = 3.66, ℎ = 1.524 mm, = 0.0037.
Cấu trúc DSS đề xuất bao gồm một cấu trúc hình chữ “I” ở giữa và sáu cấu trúc hình dấu “+” ở hai bên. Khoảng cách giữa các khối “ ” là khoảng mm trong khi khoảng cách từ + 43 khối “ ” đến khối “I” là + 32.4 mm. Ở đây, chiều dài và chiều rộng của hình dấu “+” lần lượt là 16 mm và 6 mm. Bảng 3.1 hiển thị chi tiết các tham số của DSS. Do lớp điện môi bị khoét theo một hình dạng nào đó nên những tụ kí sinh được hình thành. Ở đây, khoảng hở giữa các lớp điện môi là không khí, vì vậy, hằng số điện môi ở những nơi này bằng 1. Trong khi tại các bản cực của tụ điện kí sinh, hằng số điện môi là 3.66 (chính là hằng số điện môi của vật liệu Roger4350B). Từ những giá trị này, luận án có thể tính được các giá trị của tụ điện .
DSS cải thiện hệ số tăng ích cho anten dựa trên nguyên lý giao thoa. Cụ thể là, hệ số tăng ích của anten sẽ được cải thiện khi điều khiển phân bố dòng sao cho có nhiều dòng được
tăng cường (do giao thoa) tập trung vào một hướng nhất định trong khi cần hạn chế các dòng ở những nơi mà chúng triệt tiêu lẫn nhau. Ngoài ra, cũng cần hạn chế những dòng khác pha bởi chúng sẽ sinh ra những búp sóng mới. Việc này không chỉ giảm thiểu mức búp sóng phụ cho anten, mà hệ số tăng ích và độ định hướng cũng được cải thiện. Và đây cũng là nguyên lý để cải thiện hệ số tăng ích cho anten khi sử dụng DGS [49].
Bảng 3.1: Các tham số của DSS
Tham số w+ l+ wdss2 ldss2 wdss1 ldss1
Giá trị (mm) 6 16 6.5 65 21 14.5
Rõ ràng là việc sử dụng Defected Substrate Structure (DSS) cũng tuân theo nguyên lý phân bố lại dòng bề mặt (giống như DGS). Việc sử dụng cấu trúc DSS giúp tạo ra các tụ kí sinh trên đường truyền vi dải. Do đó, việc khoét với các kích thước và hình dạng khác nhau sẽ tạo ra các sơ đồ tương đương là khác nhau. Từ việc xác định sơ đồ tương đương của cấu trúc DSS, luận án có thể xác định được tần số cộng hưởng của anten. Do đó, luận án có thể cải thiện các tham số của anten thông qua việc sử dụng DSS. Bây giờ, luận án sẽ tìm hiểu DSS và một số tính chất của nó.