Xem mẫu
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020. ISBN: 978-604-82-3869-8
NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ANTEN MẠCH DẢI
MẢNG 24 HOẠT ĐỘNG Ở BĂNG TẦN ISM
Đoàn Hữu Chức
Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng, email: chucdh@hpu.edu.vn
1. GIỚI THIỆU CHUNG Trong đó các miếng patch được tiếp điện
bằng các đoạn dây chêm qua rãnh được
Anten là thành phần thu nhận năng lượng
khoét sâu vào trong anten [2].
trong các hệ thống siêu cao tần. Anten là
Chiều dài đoạn ăn sâu vào miếng patch
thành phần không thể thiếu trong các hệ
của anten y được tính bởi:
thống thu phát sóng điện từ. Có nhiều loại
anten có thể được sử dụng như anten mạch L 50
y cos 1 (1)
dải, anten loa, anten parabol,v.v. Việc dùng Z0
anten mạch dải có khá nhiều ưu điểm như dễ Trong đó: Z0 - trở kháng đặc tính lối vào của
dàng chế tạo, tích hợp trên một bo mạch in, đường truyền; L - độ cao của miếng patch.
anten mạch dải cũng thường có tính chọn lọc Chiều rộng của phần mảng bị cắt này có
tần số, nghĩa là nó chỉ hoạt động trong một thể được xấp xỉ theo công thức:
dải nhất định [1,3]. v 4,65.1012
Bài báo này trình bày việc thiết kế chế tạo g (2)
2ε eff f
anten mảng mạch dải 24 dùng trong hệ
thống siêu cao tần hoạt động ở dải tần ISM Trong đó: eff - giá trị hằng số điện môi
với tần số hoạt động trung tâm 2,45 GHz. hiệu dụng; f - tần số hoạt động trung tâm
Anten được chế tạo có hệ số phản xạ nhỏ hơn của anten.
-19 dB và đạt độ lợi 10dB. Anten này có thể Với là vận tốc sóng điện từ.
được ứng dụng cho các hệ thống truyền Việc phối hợp trở kháng và phân chia
thông không dây hoặc hệ thống truyền năng công suất cho hệ anten mảng 8 phần tử này
lượng không dây. được thực hiện theo nguyên tắc chia đôi. Giá
trị của các đường được tính theo công thức:
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Z Z0 n (3)
Để đạt được mục tiêu nghiên cứu, tác giả Ở đây, đường Z0 có giá trị 50Ω và được
sử dụng các phương pháp như phân tích toán chia đôi thành hai đường nhánh như nhau.
học, giải tích để tính toán các thông số thiết Vì vậy giá trị của mỗi đường nhánh sẽ là
kế, phương pháp mô hình hóa để mô phỏng
50 2 70.71 . Các đoạn 50 Ω có độ dài
trên phần mềm ADS và phương pháp thực
nghiệm để kiểm chứng kết quả. tùy ý nhưng trên thực tế, giá trị độ dài này
nên càng ngắn càng tốt vì như vậy sẽ giảm
3. THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ KẾT QUẢ được suy hao trong quá trình phân phối
THỰC NGHIỆM CỦA ANTEN năng lượng đến các phần tử phát xạ. Các
Sau đây tác giả trình bày việc thiết kế chế đường 70.71 Ω ở đây cũng đóng vai trò là
tạo anten mảng mạch dải 24 hoạt động ở đoạn phối hợp trở kháng theo phương thức
tần số 2,45 GHz (thuộc băng tần ISM) sử đoạn /4, độ dài của các đoạn này được
dụng phíp đồng loại FR4. tính theo công thức:
212
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020. ISBN: 978-604-82-3869-8
0 Hướng tính (Directivity) > 13 dBi
(4)
4 4 eff Độ lợi (Gain) > 10 dB
r 1 r 1 Băng thông 3-dB < 30o
eff (5)
2 2 1 12h / W Hệ số sóng đứngVSWR 50 MHz
Suy hao phản hồi (RL) tại < -10 dB
2.45 GHz b) Hệ số khuếch đại 2D
213
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020. ISBN: 978-604-82-3869-8
trên phần mềm. Giá trị này thỏa mãn yêu cầu
thiết kế đặt ra.
4. KẾT LUẬN
Một anten mạch dải mảng 24 đã được
thiết kế chế tạo hoạt động trong băng tần
ISM. Hệ số phản xạ của anten nhỏ hơn
19 dB nghĩa là hệ số sóng đứng VSWR đạt
c) Hệ số khuếch đại 3D yêu cầu nhỏ hơn 1,5. Do đó có thể ứng dụng
Hình 2. Kết quả mô phỏng của anten anten cho các hệ thống thu phát siêu cao tần
trong thực tiễn.
Kết quả mô phỏng cho thấy hệ số S11 khá
tốt. Dải thông cho S11< 10 dB là 70 MHz, 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO
giá trị này lớn hơn so với yêu cầu thiết kế.
[1] A.B. Mutiara,R.Refianti and Rachmansyah
S11đạt giá trị nhỏ nhất 20,16 dB, nghĩa là (2011), “Design Of Microstrip Antenna For
hệ số sóng đứng VSWR của anten thiết kế sẽ Wireless Communication At 2.4 GHz”,
nhỏ hơn 1,5. Hệ số khuếch đại của anten đạt Journal of Theoretical and Applied
10,4 dB theo hướng búp sóng chính. Information Technology, Vol. 33(2), pp.
184-192.
[2] M. Biswas, Umama Zobayer, J. Hossain,
Ashiquzzaman, and Saleh(2012), “Design a
Prototype of Wireless Power Transmission
System Using RF/Microwave and
Performance Analysis of Implementation”,
IACSIT International Journal of Engineering
and Technology,Vol.4(1),pp.61-66.
[3] T. Durga Prasad, K. V. Satya Kumar, MD
Khwaja Muinuddin, ChistiB.Kanthamma,
V.Santosh Kumar (2011), “Comparisons of
Circular and Rectangular Microstrip Patch
Hình 3. Tham số S11 của anten 2x4 Antennas”, International Journal of
Communication Engineering Applications-
Kết quả đo thực nghiệm tham số S11 của IJCEA, Vol.02, Issue 04, pp.187-197.
anten được đưa ra ở hình 3. Theo đó hệ số
phản xạ có giá trị nhỏ hơn 19.6 dB ở tần số
hoạt động 2,45 GHz, như vậy kết quả thực
nghiệm phù hợp với thiết kế và mô phỏng
214
nguon tai.lieu . vn
