Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
2 Kỹ thuật mở rộng băng thông

2 Kỹ thuật mở rộng băng thông

Tải bản đầy đủ - 0trang

BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



31



Hình 2. 2 Anten vi dải xếp chồng tiếp điện bằng ghép khe

Ta có thể điều chỉnh một số tham số như độ dày d 1 và d2 của chất nền, hằng

số điện môi và , độ lệch tâm của miếng patch, kích thước miếng patch và vị trí tiếp

điện cho những ứng dụng khác nhau.

Cấu hình anten với patch xếp chồng có những đặc điểm:

-



Xếp chồng các patch khơng làm tăng di ện tích bề m ặt c ủa ph ần t ử so

với các phần tử ký sinh đồng phẳng, phần tử xếp chồng có thể được sử

dụng trong cấu trúc mảng mà không cần tăng khoảng cách giữa các

patch và giải quyết được vấn đề thùy lưới liên quan.



-



Các mẫu bức xạ và tâm pha của phần tử xếp chồng vẫn đối xứng trên

dải hoạt động của nó.



 Mở rộng băng thơng sử dụng các thành phần kí sinh đồng phẳng

Phương pháp ghép gần các patch đồng phẳng có tần số cộng hưởng có chênh

lệch chút ít. Chỉ có patch ở giữa (patch điểu khiển) được tiếp điện và các patch khác

hoặc là được ghép khe hoặc được ghép trực tiếp với patch điều khiển.

Phương pháp sử dụng các thành phần kí sinh đồng phẳng có nhược điểm là

diện tích bề mặt tăng lên, giản đồ bức xạ và tâm pha biến đổi rõ rệt theo tần số, đặc

biệt đối với các thiết kế băng thơng rộng hơn.



GVHD: Ts. Hồng Thị Phương Thảo



SVTH: Lê Thị Hoài



BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



32



2.2.2 Tăng độ dày chất nền

Phương pháp tăng độ dày chất nền chỉ hiệu quả với anten có độ dày chất nền

h<0.02 [3]. Băng thơng gần như tăng tuyến tính khi độ dày chất nền chất nền tăng.

Phương pháp này vẫn còn nhiều hạn chế:

-



Cơng suất sóng về mặt tăng làm giảm hiệu suất bức xạ.



-



Chất nền có độ dày 0.11 khó phối hợp trở kháng.



-



Chất nền càng dày có thể tạo ra các mode bậc cao dọc theo chi ều dày

của chất nền gây méo trong giản đồ bức xạ.



2.2.3 Kỹ thuật DGS

Kỹ thuật DGS (Defected ground structure: cấu trúc mặt phẳng đất khiếm

khuyết) là kỹ thuật sửa đổi mặt phẳng đất được thực hiện bằng việc đưa một hình

dạng khuyết thiếu vào mặt phẳng đất làm xáo trộn sự phân bố dòng tại mặt phẳng

đất, làm thay đổi đặc tính của đường truyền.

Một số cấu trúc được sử dụng phổ biến hiện nay được thể hiện ở hình dưới.

Các mẫu DGS có sự khác nhau về hình dạng, mạch tương đương LC, hệ số ghép

nối, đáp ứng tần số và các thơng số khác. Mặc dù hình dạng khuyết này thêm vào sẽ

làm mất đi tính thống nhất của mặt phẳng đất nhưng không làm mặt phẳng đất bị

lỗi.

Ứng dụng của DGS trong anten vi dải: DGS được ứng dụng rộng rãi trong

các thiết kế mạch vi dải, đặt biệt cho các thiết kế nhỏ gọn như anten vi dải. DGS

hiệu quả trong việc cải thiện suy hao phản xạ tại tần số cộng hưởng, cải thiện băng

thông đường truyền, giảm kích thước anten, giảm sóng hài, phân cực chéo và giảm

ảnh hưởng ghép tương hỗ.



GVHD: Ts. Hoàng Thị Phương Thảo



SVTH: Lê Thị Hoài



BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



33



Hình 2. 3 Một số khuôn mẫu DGS

Các cấu trúc thường được sử dụng là dạng chữ I, chữ L, chữ H, các dạng

hình quả tạ... và dạng hình DGS phức tạp có chu kỳ.

 Các yêu cầu thiết kế của cấu trúc DGS:

-



Thiết kế không làm thay đổi tần số làm việc của anten.



-



Anten sau khi cải thiện băng thơng có băng thơng m ở r ộng v ề hai

phía của tần số cộng hưởng.



-



Cấu trúc DGS có tính đối xứng theo chiều ngang đ ể không làm méo

cấu trúc phát xạ của anten.



2.3



Hiệu quả nhất là: tăng băng thông, giảm hệ số S11 và tăng độ lợi.



Phương pháp thiết kế anten vi dải cơ bản



2.3.1 Thiết kế thành phần bức xạ

Tính tốn kích thước patch, chiều rộng của patch vi dải được tính theo

cơng thức sau:

(1-42)

 Chiều dài của miếng patch

-



Hằng số điện mơi hiệu dụng của patch tính bởi:

(1-43)



GVHD: Ts. Hoàng Thị Phương Thảo



SVTH: Lê Thị Hoài



BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



-



34



Chiều dài mở rộng của miếng patch :

(1-44)



-



Chiều dài thật của miếng patch:

(1-45)



2.3.2 Thiết kế đường truyền vi dải

Đồ án này, sử dụng tiếp điện bằng đường truyền vi dải. Có hai phương pháp

để tính tốn các thơng số cho đường truyền vi dải, phương phát thứ nhất là dùng các

cơng thức lý thuyết để tính tốn, vì vậy cần chỉnh sửa nhất định để tối ưu các thông

số. Phương pháp thứ hai là dùng phần mềm mô phỏng CST, phần mềm đã tính tốn

các tổng hao và tối ưu các tham số. Để thuận tiện trong quá trình thiết kế, trước tiên

ta tính tốn lý thuyết các tham số đường truyền để lấy giá trị sau đó tối ưu hóa các

giá trị tính được bằng cách sử dụng phần mềm CST.

 Xác định độ rộng đường truyền vi dải bằng lý thuyết

-



Điện dẫn G1 của khe 1:

G1 = I1/1202



(1-46)

(1-47)



Với X = k0W.

-



Điện dẫn ghép G12 giữa 2 khe tính bởi theo cơng thức 1-25:

Với J0 là hàm Bessel loại 1, bậc 0.



-



Trở kháng ngõ vào Rin tại cạnh (y=0) của anten vi dải tính bởi:

(1-48)



-



Để trở kháng ngõ vào của anten là 50 Ohm, thì điểm cấp tín hiệu cho anten sẽ lấn

sâu vào trong anten một khoảng y0 cho bởi 1-28



GVHD: Ts. Hoàng Thị Phương Thảo



SVTH: Lê Thị Hoài



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

2 Kỹ thuật mở rộng băng thông

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×