BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN ANTEN VÀ TRUYỀN SÓNG Đề tài Thiết kế và tối ưu anten vi dải kết hợp bộ vòng cộng hưởng trên phần mềm HFSS
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.45 MB, 12 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THƠNG
**********
BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN
MƠN: ANTEN VÀ TRUYỀN SĨNG
Đề tài : Thiết kế và tối ưu anten vi dải kết hợp bộ vịng
cộng hưởng trên phần mềm HFSS
Nhóm sinh viên thực hiện :
1. Nguyễn Trung Đức
20192783
2. Nguyễn Thành Chung
20192724
3. Vũ Thị Ngọc Linh
20192976
Giảng viên hướng dẫn: Thầy Phan Xuân Vũ
Hà Nội, 2022
1|Page
Mục lục
I.
Chỉ tiêu kĩ thuật và thông số kĩ thuật của
anten………..3
II.
Kết quả mơ
phỏng………………………………………
1. S11…………………………………………….5
2. Trở kháng của anten…………………………...6
3. Tăng ích - Độ lợi ( Gain ) ……………………..7
4. Đồ thị phương hướng bức xạ…………………..
4.1 Đồ thị phương hướng bức xạ 3D…………8
4.2 Đồ thị phương hướng bức xự 2D…………9
III.
Tối ưu
anten……………………………………………..
1. Tối ưu giá trị g ………………………….…….9
2. Tối ưu Tăng ích – Độ lợi ( Gain ) ……………10
2.1 S11………………………………………..11
2|Page
2.2 Tăng ích – Độ lợi ( Gain ) ………………..11
IV.
Kết
luận………………………………………………..12
Đánh giá, nhận xét………………………...……..12
I.
Chỉ tiêu kĩ thuật và thông số kĩ thuật của anten
Chỉ tiêu kĩ thuật
- Anten hoạt động ở dài tần số từ 5.1 đến 5.9 GHz.
- S11 đo được lớn hơn -10dB.
Thơng số kĩ thuật
Thơng số
Kí hiệu Giá trị Đơn vị
3|Page
Chiều rộng tấm đế dưới
w
23
mm
Chiều rộng anten
w0
12
mm
Chiều rộng tấm kí sinh
w1
15
mm
Chiều dài tấm đế dưới
l
42
mm
Chiều dài anten
l0
16
mm
Chiều dài tấm kí sinh
l1
21
mm
Độ dày tấm đế dưới
t1
1.2
mm
Độ dày tấm đế trên
t2
1.2
mm
Chiều rộng các vòng
ws
0.3
mm
Chiều rộng vùng nối 2 vòng
wd
0.3
mm
Khoảng cách giữa 2 vòng
d
0.1
mm
Chiều rộng tấm nối trực tiếp
wm
2.5
mm
Chiều rộng đường dẫn 1
wm1
1
mm
Chiều rộng đường dẫn 2
wm2
1.6
mm
Chiều dài tấm nối trực tiếp
lm
9
mm
Chiều dài đường dẫn 1
ls1
3.8
mm
Chiều dài đường dẫn 2
ls2
3.8
mm
4|Page
Chiều dài vịng ngồi 1
a11
4
mm
Chiều dài vịng trong 1
a21
3.2
mm
Chiều dài vịng ngồi 2
a12
3.7
mm
Chiều dài vịng trong 2
a22
2.9
mm
Chiều dài vịng ngồi 3
a13
3.7
mm
Chiều dài vịng trong 3
a23
2.9
mm
Chiều dài vịng ngồi 4
a14
3.5
mm
Chiều dài vòng trong 4
a24
2.7
mm
Chiều rộng vùng cắt 1
g1
0.6
mm
Chiều rộng vùng cắt 2
g2
0.4
mm
Chiều rộng vùng cắt 3
g3
0.3
mm
Chiều rộng vùng cắt 4
g4
0.2
mm
Khoảng cách giữa 2 tấm patch
t3
3.3
mm
Bước sóng
lambda
50
mm
RF4
Er
4.4
5|Page
II. Kết quả mô phỏng
1. S11
Từ đồ thị trên ta thấy anten hoạt động tốt ở 4 khoảng dải
tần số 5.04 - 5.16; 5.26 – 5.40; 5.40 – 5.67; 6.35 – 6.5 GHz.
Trong đó, tại tần số 5.1 GHz ứng với -15.3dB hoặc 5.6
ứng với -15.4dB anten hoạt động tốt nhất ( hiệu suất lớn nhất )
So với kết quả bài báo anten hoạt động với dải tần 5.1
đến 5.9 GHz, kết quả mô phỏng khá gần.
2. Trở kháng của anten
6|Page
Từ đồ thị trở kháng bên trên, ta thấy trở kháng bằng
khoảng 50 Ohm ở khoảng 6.3 GHz.
3. Tăng ích – Độ lợi ( Gain )
7|Page
Gain của anten đạt -18.53dB tại điểm có phi = 150deg.
Thỏa mãn yêu cầu Gain tốt hơn -10dB của bài báo.
4. Đồ thị phương hướng bức xạ
4.1 Đồ thị phương hướng bức xạ 3D
8|Page
4.2 Đồ thị phương hướng bức xạ 2D
Từ đồ thị 2d, ta thấy hướng bức xạ cực đại ở 40 và -40
độ
III. Tối ưu anten
1.Tối ưu giá trị g
Ta thay đổi giá trị g4 bằng 0.1; 0.2; 0.4; 0.6 (mm)
Thu được đồ thị S11 sau:
9|Page
Tại g4 = 0.1 mm, anten đạt hiệu suất lớn nhất tại tần
số 6.5 GHz.
2. Tối ưu Tăng ích - Độ lợi ( Gain )
Nhằm mục đích cải thiện Độ lợi của anten, ta vẽ
thêm tấm kí sinh có thơng số như hình và một ghim ngắn
bên cạnh bộ cộng hưởng 4.
10 | P a g e
Ta thu được đồ thị sau:
Sau khi tối ưu, tần số hoạt động tốt nhất của anten là 6.5
GHz
2.1 S11
Sau khi tối ưu, anten hoạt động tốt nhất ở tần số 6.5
GHz với t3 thay đổi như trên. Kết quả có sự sai lệch so
với dải tần 5.1 đến 5.9 GHz trong bài báo .
2.2 Tăng ích – Độ lợi ( Gain )
11 | P a g e
Gain của anten tăng lên -19.9dB sau khi tối ưu.
Điều này thỏa mãn yêu cầu tang Độ lợi của bài báo.
IV. Kết luận
Từ kết quả mô phỏng của anten ta rút ra kết luận:
- Hoàn thành được mục tiêu tối ưu tăng Độ lợi của
anten như trong bài báo. Từ -18.53dB sang -19.90dB.
- Chưa hoàn thành được mục tiêu giữ nguyên dải tần
của anten trong khoảng từ 5.1 đến 5.9 GHz. Sau khi
tối ưu, anten hoạt động hiệu quả nhất ở tần số 6.5
GHz. Nguyên nhân có thể do vật liệu của tấm kí sinh
chưa phù hợp.
Đánh giá, nhận xét:
Một vài chỉ số còn ra chưa giống với kết quả nghiên cứu
từ bài báo, ngun nhân do nhóm cịn thiếu kiến thức, kĩ
năng. Tuy nhiên, nhóm đã rút ra được nhiều kinh nghiệm
và nâng cao được khả năng thiết kế và tối ưu anten, kĩ năng
làm việc nhóm, làm báo cáo.
Chúng em cảm ơn thầy vì bài tập này ạ!
12 | P a g e
