Chƣơng 2 ANTEN VI DẢI VÀ ANTEN MẢNG VI DẢI
2.2. Anten mảng vi dải
2.2.1. Định nghĩa anten mảng vi dải
Mảng anten vi dải là một trong những loại anten có độ lợi cao. Ngày nay, với những ƣu điểm nổi bật, mảng anten vi dải đang đƣợc sử dụng rất phổ biến. Tùy vào các kỹ thuật thiết kế, mảng anten vi dải sẽ cho búp dải quạt hoặc búp nhọn phù hợp với từng yêu cầu ứng dụng cụ thể.
Anten mạch dải đơn thông thƣờng đƣợc xếp vào loại anten có độ lợi trung bình từ 5-8 dB. Tuy vậy, để có đƣợc độ lợi cao hơn ngƣời ta kết hợp nhiều anten mạch dải đơn, loại anten này có ƣu điểm rất dễ xây dựng và tích hợp để tạo thành mảng anten. Từ anten đơn đến mảng anten đều đƣợc chế tạo dựa trên cơng nghệ mạch in, vì vậy việc chế tạo hết sức đơn giản và rẻ.
Mỗi phần tử anten mạch dải có thể đƣợc sử dụng nhƣ một anten độc lập hoặc chúng có thể kết hợp với nhau thành hệ anten, hay còn gọi là mảng anten vi dải. Mảng anten vi dải có thể đƣợc tiếp điện đồng pha nhằm tăng tính định hƣớng cho hệ anten, hoặc tiếp điện với góc pha biến đổi để có thể quét búp sóng trong khơng gian, tạo ra hệ anten có xử lý tín hiệu hay anten thơng minh [1].
Hình 2.10: Dàn anten 4 phần tử [5]
Hình 2.10 là một ví dụ minh họa về dàn anten mảng 4 phần tử, tiếp điện đƣờng truyền vi dải. Việc tiếp điện đồng pha đƣợc đảm bảo với khoảng cách bằng nhau từ điểm tiếp điện chung đến mỗi phần tử. Việc phối hợp trở kháng đƣợc thực hiện bằng cách các đoạn đƣờng truyền mạch dải có độ dài bằng , có trở kháng sóng thích hợp nhờ thay đổi bề rộng của đƣờng dây vi dải. Các đoạn đƣờng truyền này đƣợc gọi là các bộ biến đổi trở kháng một phần tƣ bƣớc sóng.
Hình 2.11: Phối hợp trở kháng bằng đoạn phần tƣ bƣớc sóng
Nếu ký hiệu Z0 là trở kháng đặc trƣng của đƣờng truyền một phần tƣ bƣớc sóng (bộ chuyển đổi một phần tƣ bƣớc sóng) thì quan hệ giữa trở kháng Z0 với các trở kháng vào Zin và trở kháng tải ZL (trong đó, một trong hai đại lƣợng đã biết còn đại lƣợng cịn lại cần đƣợc tính tốn), sẽ theo cơng thức:
ZinZL= (2.1)
Giả sử nếu ta có trở kháng tải là 100Ω và trở kháng lỗi vào là 50Ω thì trở kháng đặc trƣng của bộ chuyển đổi phần tƣ bƣớc sóng sẽ là 70Ω.Tức là đƣờng truyền một phần tƣ bƣớc sóng với trở kháng đặc trƣng là 70Ω đã chuyển trở kháng lối vào 50 Ω thành trở kháng 100 Ω .