Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo anten mạch dải mảng 2x4 hoạt động ở băng tần ISM

Bài viết Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo anten mạch dải mảng 2x4 hoạt động ở băng tần ISM rình bày việc thiết kế chế tạo anten mảng mạch dải 2x4 dùng trong hệ thống siêu cao tần hoạt động ở dải tần ISM với tần số hoạt động trung tâm 2,45 GHz.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo anten mạch dải mảng 2x4 hoạt động ở băng tần ISM 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 24 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 4,65.1012 Bài báo này trình bày việc thiết kế chế tạo g (2) 2ε eff f anten mảng mạch dải 24 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 24 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 24 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 ...