Tải bản đầy đủ

Bao cao anten anten microtrip patch GSM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
----------

BÁO CÁO
Môn học: Trường điện từ, anten và
truyền sóng vô tuyến
Đề Tài: Thiết kế và mô phỏng anten vi dải cho điện
thoại di động băng GSM900
Giáo viên hướng dẫn:
TS. Phan Xuân Vũ
Sinh Viên Thực Hiện:
Nguyễn Văn Trình

Hà Nội, 1/2018

20134116


MỤC LỤC



I.Tổng quan về anten vi dải
1.Khái niệm
Anten vi dải bao gồm 1 patch kim loại mỏng đặt cách mặt đất 1 khoảng rất nhỏ. Patch của anten
vi dải được thiết kế để có đồ thị bức xạ cực đại. Điều này được thực hiện bằng cách lựa chọn
đúng mode của trường bức xạ của vùng không gian bên dưới patch. Patch và đất được tách biệt
bởi 1 lớp điện môi. Có nhiều loại điện môi nền có thể dùng để thiết kế anten vi dải ( hằng số
này trong khoảng [2,2 ; 12].
Trong đề tài này em sử dụng anten patch vi dải .
Anten patch vi dải bao gồm 1 patch dẫn điện dưới dạng hình học phẳng trên 1 mặt của miếng đế
điện môi và đất nằm trên mặt phẳng còn lại của đế. Anten patch vi dải thường có dạng hình chữ
nhật và hình tròn.

2.Trường bức xạ của anten vi dải
Trường bức xạ từ anten vi dải giống như bức tường dọc theo chu vi patch. Sự bức xạ của anten
vi dải giống như sự bức xạ của đường truyền vi dải hở mạch. Đồ thị bức xạ của 1 đầu hở tương
tự như đồ thị bức xạ của 1 dipole Hertz. Lý thuyết và thực nghiệm cho thấy rằng ở tần số cao,
suy hao do bức xạ cao hơn nhiều so với suy hao do điện dẫn và điện môi. Bức xạ sẽ mạnh hơn
khi chế tạo với lớp điện môi dày và có hằng số điện môi thấp.


Hình 1. Anten vi dải

Hình 2. Đồ thị bức xạ 3D của anten vi dải


Hình 3. Đồ thị bức xạ của anten vi dải theo H-plane và E-Plane
3.Độ định hướng của anten vi dải
Độ định hướng của anten được định nghĩa là :

4.Tính toán kích thước của anten:
Với , , là đồ dày của tấm nền, độ dày lớp đồng bằng 0.035mm
Chiều rộng của mặt bức xạ (patch)
Với là vận tốc ánh sáng.
Hằng số điện môi hiệu dụng :
Chiều dài hiệu dụng của patch:
Độ tăng chiều dài patch:

Chièu dài patch :

Kích thước của mặt đất (Wg và Lg) được xác định theo công thức:
Wg = 2*W
Lg = 2*L


5.Tiếp điện cho anten.
5.1 Tiếp điện bằng cáp động trục
Trong phương pháp tiếp điện cho angten vi dải bằng cáp đồng trục thì lõi cáp được hàn tiếp xúc
với mặt phẳng bức xạ, vỏ cáp tiếp xúc với mặt phẳng đất. Vị trí tiếp điện tốt nhất được tính toán
và xác định có tọa độ (L4, W/5). Phương pháp tiếp điện này có các ưu nhược điểm là dễ thực
hiện và không có bức xạ phụ.
5.2 Tiếp điện bằng đường truyền vi dải
Trong kỹ thuật tiếp điện này, một dải dẫn được kết nối trực tiếp đến cạnh của mặt bức xạ. Chiều
rộng của dải dẫn nhỏ hơn rất nhiều so với kích thước của mặt bức xạ.
Vị trí tiếp điện có tọa độ là (L/2, 0).
Chiều rộng dải dẫn:
Trong đó
Kích thước Lf = λ/4


II. Mô phỏng anten path cho tần số 900MHz
1. Các bước thực hiện
1.1 Khởi động chương trình,tạo project mới
- Khởi động chương trình CST STUDIO SUITE

- Chọn File =>New để tạo project mới
- Chọn Microwaves&RF=>Antennas>Planar=>Time Domain. Sau đó chọn các Unit phù hợp.


1.2 Thiết lập thông số và đối tượng
- Điềm vào bảng Parmeter List các giá trị thiết kế :

- Chọn tab Modeling => khối Brick trên thanh công cụ. Sau đó double click để chọn các điểm
khối:
Khối Ground: vật liệu Copper


Khối Subtrate: vật liệu FR4 (lossy)

Khối Path: gồm 2 khối cơ bản vật liệu Copper


Với các kích thước:

Khi đó ta được anten dạng :


1.3 Thiết lập nguồn cho Anten
Ở đây ta cấp nguồn theo cách đường truyền vi dải:
- Chọn Simulation=>Pick=> Pick Egde và chọn mặt như hình:

- Sau đó chọn Simulation=>Waguide Port. Và thiết lập các thông số :


1.4 Chọn khoảng tần số khảo sát cho anten.
Chọn Simulation=>Frequency và nhâp:
Fmin = 700 và Fmax=1100


2. Kết quả mô phỏng với CST
Chọn Home=>Start Simulation


Sau khi chạy xong chúng ta sẽ thấy kết quả trên tab Navigation Tree:


Ta có kết quả như sau
2.1 Đồ Thi

S11

2.2 Đồ Thị VSWR:

2.3 Đồ Thị Phương Hướng Bức Xạ 3D


3. Đánh giá kêt quả
+Đồ thị phương hướng bức xạ của anten path có dạng tương như trong lý thuyết.
+Đồ thị

S11

khá chính xác,tần số cộng hưởng gần với 900 MHz

+Hệ số định hướng của anten gần với 1


TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Antenna Theory-Analysis And Design 3rd, JOHN WILEY & SONS, INC
[2] http://www.antenna-theory.com



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×

×