Chương 4: Thiết kế, mô phỏng và chế tạo anten vi dả
4.1Thiết kế một patch anten vi dả
Ta đặt ra bài toán thiết kế như sau:
Thiết kế một Microstrip Patch antenna hình chữ nhật bằng đồng, cấp nguồn theo kiểu microstrip line có đường dây dẫn vào. Miếng patch hình chữ nhật được chọn vì cấu trúc đơn giản và dễ thiết kế. Anten hoạt động ở dài tần 4 – 6 GHz, tần số trung tâm là 5 GHz. Anten được đặt trên lớp điện môi. Những thông số này sẽ được thể hiện rõ ràng qua bảng 4.1 như sau:
Tần số hoạt động 5 GHz
Hằng số điện môi của lớp điện môi 4.4 Độ dày lớp điện môi (h) 0.8 mm
Phương thức cấp nguồn Microstrip line
Sự phân cực Thẳng
Bảng 4.1 Các thông số anten thiết kế
Dựa vào các công thức ở chương 3, ta tính được các thông số của anten vi dải như sau:
Hằng số điện môi hiệu dụng của Patch tính bởi
Chiều dài L thực của patch tính bởi:
Bề mặt của đường microstrip line cũng được tính toán phù hợp với thông số điện trở của nó: ,
Hình 4.1 Bản vẽ kích thước patch
Sau đó, ta sử dụng phần mềm CST microwave studio để vẽ anten vi dải hình chữ nhật với các thông số của patch như sau:
Fi Gpf L Lf Mt W Wf h
5.66 0.36 14.30 11.57 0.036 18.26 3.15 0.8
• tại tần số cộng hưởng 5 GHz
Hình 4.3 Đáp ứng tần số của thông số
• Mặt phẳng E và H được biểu diễn
• Đồ thị bức xạ 3D
Hình 4.5 Đồ thị bức xạ 3D
• Hệ số tăng ích
Kết luận
Bài báo cáo đã tập trung nghiên cứu, thiết kế và chế tạo một anten vi dải, hoạt động ở bằng tần C (4-6GHz). Anten được chế tạo với chất nền điện môi , độ dày là 0.8 mm và được thiết kế tại tần số 5 GHz.
Nội dung báo cáo gồm 4 chương đã hệ thống lại lý thuyết, các tham số cơ bản của anten; phân cực sóng và anten trong thông tin vệ tinh; giới thiệu về các đặc tính cũng như mô hình nghiên cứu phân tích anten vi dải. Chương 4 đưa ra các tham số thiết kế của một anten vi dải cũng như hình ảnh mô phỏng bằng phần mềm CST microwave studio.
Bài báo cáo đã chỉ ra anten được thiết kế phù hợp về mặt tần số, tuy nhiên lại có hệ số tăng tích hơi thấp. Đây cũng là nhược điểm của anten vi dải nói chung và anten được thiết kế trong bài này nói riêng. Hướng khắc phục nhược điểm này cũng là hướng phát triển của đề tài đó là nghiên cứu thiết kế, mô phỏng và chế tạo dãy anten vi dải để mở rộng băng thông và nâng cao hệ số khuếch đại của anten
Trong quá trình làm bài tập, mặc dù em đã hết sức cố gắng tuy nhiên không thể tránh khỏi những sai sót. Em rất mong nhận được những lời nhận xét của thầy để giúp em hoàn thiện bài tập lớn này.