ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN VIỄN THÔNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
MICROSTRIP - LOG PERIODIC
ANTENNA
CHO HỆ THỐNG UWB
GVHD : ThS. NGUYỄN DƯƠNG THẾ NHÂN
SVTH : NGUYỄN HOÀI ANH
MSSV : 40600060
LỚP : DD06DV1
TP. HỒ CHÍ MINH, Tháng 1/2011

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
……o0o……
Ngày …… tháng …… năm 2011
PHIẾU CHẤM BẢO VỆ LVTN
(Dành cho người hướng dẫn)
1. Họ và tên SV: NGUYỄN HOÀI ANH
Ngành : Viễn Thông
MSSV: 40600060
2. Đề tài: “Microstrip – log periodic antenna cho hệ thống UWB”
3. Họ tên người hướng dẫn : ThS. NGUYỄN DƯƠNG THẾ NHÂN
4. Tổng quát về bản thuyết minh:
Số trang
Số bảng số liệu

………
………
Số chương
Số hình vẽ
………
………
Số tài liệu tham khảo ………
5. Tổng quát về các bản vẽ:
Phần mềm tính toán ………
- Số bản vẽ: bản A1 bản A2 khổ khác
- Số bản vẽ tay
6. Những ưu điểm chính của LVTN:
số bản vẽ trên máy tính




7. Những thiếu sót chính của LVTN:




8. Đề nghị: Được bảo vệ □
Không được bảo vệ □
9. 3 câu hỏi sinh viên trả lời trước Hội Đồng:
Bổ sung thêm để bảo vệ □.
a)

b)


c)

10. Đánh giá chung (bằng chữ: giỏi, khá, TB): Điểm
Ký tên (ghi rõ họ tên)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
……o0o……
Ngày …… tháng …… năm 2011
PHIẾU CHẤM BẢO VỆ LVTN
(Dành cho người phản biện)
1. Họ và tên SV: NGUYỄN HOÀI ANH
Ngành : Viễn Thông
MSSV: 40600060
2. Đề tài: “Microstrip – log periodic antenna cho hệ thống UWB”
3. Họ tên người hướng dẫn : ThS. NGUYỄN DƯƠNG THẾ NHÂN
4. Tổng quát về bản thuyết minh:
Số trang
Số bảng số liệu
………
………
Số chương
Số hình vẽ
………
………
Số tài liệu tham khảo ………
5. Tổng quát về các bản vẽ:
Phần mềm tính toán ………
- Số bản vẽ: bản A1 bản A2 khổ khác

- Số bản vẽ tay
6. Những ưu điểm chính của LVTN:
số bản vẽ trên máy tính




7. Những thiếu sót chính của LVTN:




8. Đề nghị: Được bảo vệ □
Không được bảo vệ □
9. 3 câu hỏi sinh viên trả lời trước Hội Đồng:
Bổ sung thêm để bảo vệ □.
a)

b)

c)

10. Đánh giá chung (bằng chữ: giỏi, khá, TB): Điểm
Ký tên (ghi rõ họ tên)
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Thành phố Hồ Chí Minh
Khoa: Điện – Điện tử
Bộ môn Viễn Thông
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
……o0o……
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
(Dành cho người hướng dẫn)
Họ và tên SV : NGUYỄN HOÀI ANH
NGÀNH : VIỄN THÔNG
MSSV: 40600060
LỚP: DD06DV1
1. Đầu đề luận văn: “Microstrip – log periodic antenna cho hệ thống UWB”
2. Nhiệm vụ: (Yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu):






3. Ngày giao nhiệm vụ luận văn:
4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ:
5. Họ và tên người hướng dẫn:
1.

2.
Nội dung và yêu cầu LVTN đã được thông qua Bộ Môn.
Ngày …… tháng …… năm 2011
Phần hướng dẫn

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN
(Ký và ghi rõ họ tên)
PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN:
Người duyệt (chấm sơ bộ):

Đơn vị:
Ngày bảo vệ:
Điểm tổng kết:
Nơi lưu trữ luận văn:
NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH
(Ký và ghi rõ họ tên)
SVTH : NGUYỄN HOÀI ANH GVHD : Th.S NGUYỄN DƯƠNG THẾ NHÂN
LỜI CẢM ƠN
Em xin dành lời cảm ơn đầu tiên đến thầy hướng dẫn trực tiếp, thầy Nguyễn
Dương Thế Nhân. Em biết ơn chân thành sâu sắc sự giúp đỡ của thầy trong suốt
thời gian làm đề tài. Thầy là người đã tận tình chỉ bảo, dìu dắt và định hướng cho
em từ đồ án, thực tập đến luận văn này.
Em xin gửi lời cám ơn, lòng kính trọng đến các thầy cô trong khoa Điện-
Điện tử và bộ môn Viễn Thông đã tận tâm dạy bảo truyền đạt những kiến thức quý
báu tạo cho em nền tảng kiến thức vững chắc để có thể thực hiện đề tài. Đặc biệt là
cảm ơn thầy Hoàng Mạnh Hà đã chỉ bảo cũng như tạo mọi điều kiện cho em khi đo
đạc trong phòng thí nghiệm.
Con xin gửi lời biết ơn vô hạn đến cha mẹ và gia đình. Cha mẹ đã nuôi nấng,
dạy dỗ, luôn động viên hỗ trợ giúp con vượt qua những lúc khó khăn nhất.
Tôi xin cảm ơn tất cả bạn bè và những người thân đã chia sẻ giúp đỡ trong
suốt những năm học đã qua.
Cuối cùng tôi tự cảm ơn mình, những phấn đấu nỗ lực của bản thân, sự cố
gắng học hỏi tiếp thu kiến thức làm hành trang bước vào đời.
TP. Hồ Chí Minh, Tháng 1/2011
Sinh Viên
NGUYỄN HOÀI ANH
SVTH : NGUYỄN HOÀI ANH GVHD : Th.S NGUYỄN DƯƠNG THẾ NHÂN
TÓM TẮT LUẬN VĂN
Trong những năm gần đây hệ thống thông tin vô tuyến toàn cầu có những
bước phát triển thần kỳ. Với tốc độ đó, đòi hỏi phải mở rộng dải tần số hoạt động

với xu hướng nghiên cứu các ứng dụng những dải tần cao. Công nghệ UWB ra đời
nhằm đáp ứng những yêu cầu cấp thiết này. Song song đó thì anten (một thiết bị
thiết yếu của hệ thống vô tuyến) cũng được phát triển không ngừng để phù hợp với
các công nghệ mới ra đời.
Luận văn tập trung tìm hiểu hệ thống UWB cũng như các ứng dụng của
chúng. Bên cạnh đó, phần quan trọng là xây dựng mô hình lý thuyết anten để làm
cơ sở cho việc thiết kế, mô phỏng và thi công một anten băng rộng ứng dụng trong
công nghệ này.
Anten được chọn thiết kế là anten loga - chu kỳ thực hiện trên nền vi dải
(MS-LPDA Antenna). Việc mô phỏng được thực hiện trên phần mềm IE3D của
Zeland. Anten được thi công trên PCB FR- 4. Các kết quả đo đạc thực nghiệm tiến
hành trên máy đo cao tần Network Analyzer ZVB8 và các điều kiện sẵn có.
Trang 1
SVTH : NGUYỄN HOÀI ANH GVHD : Th.S NGUYỄN DƯƠNG THẾ NHÂN
MỤC LỤC
PHẦN I : XÂY DỰNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT
MỤC LỤC 2
PHẦN I : XÂY DỰNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ ULTRA - WIDE BAND (UWB)5
1.1. Giới thiệu 5
1.2. Đặc điểm của UWB: 5
1.3. Các tiêu chuẩn của UWB 12
1.3.1. Tiêu chuẩn UWB của USA (FCC) 12
1.3.2. Tiêu chuẩn UWB của Châu Âu 13
1.4. Ứng dụng của kỹ thuật UWB 14
1.5. Anten ứng dụng trong UWB radar: 16
1.5.1. Yêu cầu cần có đối với Anten dùng cho UWB radar 16
1.5.2. Một số loại Anten ứng dụng cho UWB Radar 16
CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT ANTEN 19
2.1. Vị trí của anten trong kỹ thuật vô tuyến 19

2.2. Các đặc tính của anten 21
2.3. Phần tử cơ bản của anten 25
2.4. Nguồn bức xạ nguyên tố của anten 25
2.4.1. Lưỡng cực điện 25
2.4.2. Lưỡng cực từ 27
CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH ANTEN VI DẢI (MICROSTRIP ANTENNA) 29
3.1. Giới thiệu 29
3.2. Các đặc tính của Anten vi dải 30
3.3. Các phương pháp phân tích anten vi dải 31
3.4. Anten vi dải hình chữ nhật (RMSAs) 32
3.4.1. Anten vi dải nửa sóng 32
Trang 2
SVTH : NGUYỄN HOÀI ANH GVHD : Th.S NGUYỄN DƯƠNG THẾ NHÂN
3.4.2. Anten phần tư sóng 35
3.5. Trở kháng vào anten vi dải 36
3.6. Băng thông của anten vi dải 39
3.7. Phân cực của anten vi dải 40
CHƯƠNG 4: THIẾT LẬP ANTEN BĂNG RỘNG ANTEN LOGA – CHU KỲ. 41
4.1. Dải thông tần và dải tần công tác của anten 41
4.1.1. Dải thông tần 41
4.1.2. Dải tần công tác 41
4.2. Phương pháp mở rộng dải tần số của anten chấn tử 42
4.3. Phương pháp thiết lập anten dải rộng theo nguyên lý tương tự 43
4.4. Anten lôga - chu kỳ ( log – periodic antenna) 43
4.5. Đặc điểm kết cấu anten loga chu kỳ và phương pháp tính toán 46
CHƯƠNG 5 : THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG MS-LPDA ANTENNA CHO HỆ THỐNG
UWB 52
5.1. Các thông số anten loga chu kỳ 52
5.2. Trình tự thiết kế anten MS-LPDA 53
5.3. Kích thước anten được thiết kế 55

CHƯƠNG 6 : THI CÔNG VÀ KẾT QUẢ ĐO ĐẠC 64
6.1. Các số liệu ban đầu 64
6.2. Các kết quả đo đạc 67
CHƯƠNG 7 : KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 70
7.1. Kết quả đạt được 70
7.2. Hướng phát triển đề tài 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO 71
Trang 3
SVTH : NGUYỄN HOÀI ANH GVHD : Th.S NGUYỄN DƯƠNG THẾ NHÂN
CÁC TỪ VIẾT TẮT
BPF Band-Pass Filter
BW BandWidth
CDMA Code Division Multiple Access
CEPT European Conference of Postal and Telecommunications
DSP Digital Signal Processing
EIRP Equivalent Isotropically Radiated Power
FCC Federal Communication Commission
FNBW First Null BeamWidth
GPS Global Positioning System
GSM Global System for Mobile Communications
HFBW Half-Power BeamWidth
IEEE The Institute of Electrical and Electronic Engineers
ISI Inter-Symbol Interference
ITU International Telecommunications Union
LPF Low-Pass Filter
MSA Microstrip Antenna
MS-LPDA Microstrip – Log Periodic Dipole Array
PAM Pulse Amplitude Modulation
PCS Personal Communications Service
PPM Pulse Position Modulation

RMSA Rectangular Microstrip Antenna
SNR Signal – to – Noise Ratio
SWR Standing Wave Ratio
TH Time Hopping
UWB Ultra – Wide Band
Trang 4
SVTH : NGUYỄN HOÀI ANH GVHD : Th.S NGUYỄN DƯƠNG THẾ NHÂN
PHẦN I : XÂY DỰNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ
ULTRA - WIDE BAND (UWB)
1.1. Giới thiệu
Công nghệ Ultra – Wide Band (UWB) là công nghệ khá mới trong truyền thông hiện nay.
UWB là kỹ nghệ vô tuyến truyền dữ liệu với tốc độ cao ở khoảng cách ngắn, băng thông rộng và
công suất thấp. UWB truyền nhận thông tin nhờ việc sử dụng hàng triệu xung cực hẹp (độ rộng
khoảng vài trăm ps) trong mỗi giây. Kỹ thuật UWB được bắt đầu sử dụng từ khoảng 20 năm trở
lại đây, đầu tiên UWB chỉ được sử dụng cho các mục đích quân sự như các ứng dụng radar dò
tìm vật thể…. Từ 14-2-2002, FCC (Federal Communication Commission) đã cho phép sử dụng
UWB trong dải tần từ 3.1 GHz – 10.6 GHz cho các mục đích dân sự. Ngày nay, kỹ thuật UWB
được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực thông tin liên lạc. Nhờ đó các ứng dụng của UWB ngày
càng mở rộng và phát triển.
1.2. Đặc điểm của UWB:
Những hệ thống thông tin dựa trên nguyên tắc phát xung (Impulse radio) cũng như các hệ
thống radar xung (impulse radar) đều sử dụng những xung rất hẹp (vài trăm ps). Do đó sẽ tạo ra
tín hiệu có phổ vô cùng rộng (ultra – wideband spectrum). Và kỹ thuật điều chế sử dụng cho các
hệ thống này là: Điều chế vị trí xung (Pulse Posititon Modulation – PPM). Các tín hiệu UWB là
các tín hiệu ở bộ xung tương đối khó. Tuy nhiên nhờ mật độ công suất nhỏ mà các tín hiệu UWB
sẽ chống được hiện tượng giao thoa (interference). Đây là trở ngại lớn trong các hệ thống thông
tin băng hẹp. UWB có đặc điểm khác có hệ thống thông tin khác là: băng thông rất rộng và được
truyền dưới dạng không sóng mang (carrierless).
Băng thông của hệ thống UWB lớn hơn rất nhiều băng thông của các hệ thống hiện tại sử

dụng trong thông tin liên lạc. UWB là tín hiệu có băng thông tỷ lệ chiếm 20% của tần số trung
tâm hoặc băng thông tối thiểu 500MHz bất kể băng thông tỷ lệ.
Trang 5
SVTH : NGUYỄN HOÀI ANH GVHD : Th.S NGUYỄN DƯƠNG THẾ NHÂN
Hình 1.2.1. Phổ của hệ thống UWB và một số hệ thống khác
Các tín hiệu UWB là tín hiệu giống nhiễu (Noiselike). Do đó, việc nhận và tách tín hiệu ở
bộ thu tương đối khó. Tuy nhiên nhờ mật độ công suất nhỏ mà tín hiệu UWB sẽ chống được hiện
tượng giao thoa, đây là khó khăn lớn nhất trong hệ thống thông tin băng hẹp. Do phụ thuộc vào
độ rộng và hình dạng của xung, băng thông của tín hiệu có thể đạt được vài trăm MHz đến vài
GHz trong khi đối với các hệ thống khác, băng thông thường nhỏ hơn 10% tần số trung tâm.
Hình 1.2.2. Tín hiệu xung và phổ của hệ thống UWB
Với băng thông rất rộng, UWB có kênh truyền vượt trội so với các hệ thống vô tuyến khác.
Dung lượng kênh truyền theo định lý Shannon được định nghĩa như sau:
C = BW log
2
(1 + SNR) (1.1)
Trang 6
SVTH : NGUYỄN HOÀI ANH GVHD : Th.S NGUYỄN DƯƠNG THẾ NHÂN
Với: C : Dung lượng kênh (bits/sec)
BW : Băng thông kênh truyền (Hz)
SNR : Tỷ số tín hiệu trên nhiễu
Phương trình trên cho thấy dung lượng kênh truyền tăng tuyến tính theo băng thông, mà
băng thông của kỹ thuật UWB rất lớn nên kỹ thuật UWB có khả năng truyền dữ liệu với tốc độ
cao, dung lượng lớn.
Phương pháp điều chế thời gian (Time – Modulated) cho UWB dựa trên việc phát không
liên tục các xung Gauss cực ngắn hoặc một số dạng xung khác như xung monocycle…. Mỗi xung
có phổ tần số rất rộng (Ultra Wide). Phương pháp truyền dẫn này không yêu cầu phải có sóng
mang, các xung sẽ được truyền trực tiếp trên kênh truyền UWB. Các nguyên lý trên được xem là
kỹ thuật phát xung (IR) trong UWB. Mỗi bit thông tin sẽ được trải trên N xung monocycle để
chống nhiễu và hiện tượng giao thoa (Interference) trên kênh truyền. Độ lợi tiến trình (Processing

gain) của phương pháp truyền dẫn này được dẫn ra bởi công thức:
PG
1
= 10 log
10
( N ) (1.2)
Dạng xung monocycle cho UWB phải có phương trình thỏa mãn phổ tần số rộng. Xung
Gauss, xung Laplace, xung Rayleigh, xung Hermit là các xung phù hợp với yêu cầu trên. Điều
chế dữ liệu cho UWB thường dựa trên phương pháp định vị xung (Pulse Position Modulation -
PPM), phương pháp điều chế biên độ xung (Pulse Amplitude Modulation – PAM). Tại bộ thu tín
hiệu sẽ lấy tương quan chéo trực tiếp từ tín hiệu RF thu được, do đó không cần sự xuất hiện của
bộ converter nữa. Không giống như trong các hệ thống trải phổ hiện hành, các xung trong UWB
không cần thiết phải xuất hiện trong toàn bộ chu kỳ. Có nghĩa là chu kỳ làm việc (duty cycle) có
thể rất thấp. Bộ thu chỉ cần phát hiện tín hiệu trên kênh truyền trong một khoảng thời gian rất
ngắn giữa các xung. Do đó, Processing Gain tại bộ thu:
PG
2
= 10 log
10
(
p
f
T
T
) (1.3)
Với Tf : Khung thời gian dịch (Time hopping frame)
Tp : Độ rộng xung ( Impulse Width)
Do đó, độ lợi tổng của tiến trình (Total Processing Gain) sẽ là tổng của hai độ lợi trên:
PG = PG
1

+ PG
2
(1.4)
Trang 7
SVTH : NGUYỄN HOÀI ANH GVHD : Th.S NGUYỄN DƯƠNG THẾ NHÂN
UWB nhờ sử dụng phát xung không liên tục nên đã hạn chế được ảnh hưởng của hiện
tượng đa đường. Rõ ràng nếu thời gian của xung phát lớn hơn thời gian trễ của kênh truyền
(Channel delay) thì sẽ không còn xuất hiện hiện tượng ISI nữa. Trong truyền dẫn không liên tục,
các xung liên tiếp nhau sẽ được gửi đi trong từng frame thời gian. Các frame (Tf) này được xác
định bởi các mã dịch thời gian giả ngẫu nhiên (Pseudo Random Time – Hopping Code). Do độ
rộng xung rất nhỏ, thời gian lặp lại của các xung lại lớn (so với độ rộng xung), nên xung sau khi
được phát đi sẽ bị suy hao rất nhanh trước khi 1 xung kế tiếp được phát. Do đó sẽ chống được
hiện tượng giao thoa xung (InterPulse Interference). Trong miền thời gian, xung monocycle
Gauss được xác định bởi vi phân bậc nhất của xung Gauss. Hình 1.2.3 và 1.2.4 sẽ biểu diễn xung
monocycle Gauss trong miền thời gian và tần số với độ rộng xung khác nhau:
Hình 1.2.3 Xung monocycle Gauss trong miền thời gian
Trang 8
SVTH : NGUYỄN HOÀI ANH GVHD : Th.S NGUYỄN DƯƠNG THẾ NHÂN
Hình 1.2.4. Xung monocycle Gauss trong miền tần số
Hàm toán học của xung monocycle Gauss được xác định như sau:
2
6 ( )
( ) 6A
3
p
t
T
p
e t
v t e

T
π
π
−
=
(1.5)
Với A : biên độ xung
T
p
: độ rộng xung
Biến đổi Fourier qua miền tần số ta được:
2 2
2
6
Af
( )
3 2
p
f T
p
T
e
V f j e
π
π
−
= −
(1.6)
Hình 1.2.5 đưa ra sơ đồ khối cho hệ thống Time – Hopping UWB (TH UWB) dựa trên
nguyên tắc phát xung và dùng kỹ thuật điều chế PPM.

Trang 9
SVTH : NGUYỄN HOÀI ANH GVHD : Th.S NGUYỄN DƯƠNG THẾ NHÂN
Hình 1.2.5. Hệ thống UWB dựa trên TH- PPM
Dạng xung và phổ của nó trong hệ thống được trình bày ở hình 1.2.6 và 1.2.7.Trong hình
1.2.6, đường nét liền diễn tả cho xung được tạo ra và đường nét đứt diễn tả cho dạng xung trên
kênh truyền. Anten UWB hoạt động tương đương với 1 bộ lọc thông cao và có thể được thay thế
bởi 1 khối vi phân trong miền thời gian. Do đó, dạng xung được truyền đi trên đường truyền sẽ là
dạng vi phân bậc nhất của tín hiệu xung được tạo ra.
Hình 1.2.6. Các dạng xung Gauss trong hệ thống TH UWB
Trang 10
SVTH : NGUYỄN HOÀI ANH GVHD : Th.S NGUYỄN DƯƠNG THẾ NHÂN
Hình 1.2.7. Phổ bên miền tần số
Trong hình 1.2.6 và 1.2.7, xung Gauss kép (Gaussian Doublet Pulse) cũng được đưa ra như
một dạng xung đầy tiềm năng sẽ được dùng trong tương lai. Tuy nhiên dạng xung này chỉ phù
hợp cho các ứng dụng định vị hơn là các ứng dụng thông tin liên lạc của UWB. Bởi vì nó có độ
rộng xung gấp 2 lần xung Gauss và có thời gian trễ giữa 2 xung là Tw. Do đó sẽ giới hạn băng
thông và không thể dùng cho các ứng dụng thông tin dữ liệu tốc độ cao. Trong một số trường hợp
Tw của xung Gauss kép được dùng để tạo ra các khỏang phổ trắng với chủ ý chống hiện tượng
giao thoa. Với băng thông rộng, tín hiệu UWB còn có khả năng chống lại hiện tượng fading.
Không giống như hệ thống băng hẹp, UWB chỉ phụ thuộc vào hình dạng xung do đó độc lập với
tốc độ dữ liệu. Vì vậy ngay cả ở tốc độ dữ liệu thấp, hệ thống UWB vẫn có khả năng chống
fading.
Tóm lại, hệ thống UWB có một số ưu điểm và khuyết điểm riêng như sau:
Ưu điểm:
 Không cần băng tần dành riêng như các hệ thống thông tin khác.
 Hệ thống phần cứng thực hiện không phức tạp lắm.
 Hệ thống UWB được thiết kế khá đơn giản với giá thành thấp: Do không cần thiết kế
Trang 11
SVTH : NGUYỄN HOÀI ANH GVHD : Th.S NGUYỄN DƯƠNG THẾ NHÂN
tầng số trộn tín hiệu (mixing stage). Đồng thời các bộ upconversion, down- conversion, bộ

khuyếch đại trong các hệ thống thu phát cổ điển cũng sẽ không cần thiết. Tại bộ thu, các bộ delay
cũng như các bộ bám pha cũng sẽ biến mất.
 Hoạt động hiệu quả trong môi trường truyền dẫn nhiều tia.
 Mật độ phổ công suất thấp nên ít gây nhiễu đối với các hệ thống hoạt động cùng tần số.
 UWB đòi hỏi công suất tiêu thụ thấp (cỡ 1/10000 của GSM).
 Do khả năng định vị chính xác, radar sử dụng kỹ thuật UWB có độ chính xác gấp nhiều
lần hệ thống radar truyền thống.
 Có thể truyền dữ liệu với tốc độ rất cao trên khoảng cách ngắn.
Khuyết điểm:
 Tốc độ truyền tỷ lệ nghịch với khoảng cách, do đó có giới hạn về tốc độ khi truyền trên
khoảng cách lớn.
 Khó đồng bộ máy phát và máy thu.
 Công suất tiêu thụ thấp nên giới hạn khoảng cách truyền.
1.3. Các tiêu chuẩn của UWB
1.3.1. Tiêu chuẩn UWB của USA (FCC)
Định nghĩa đầu tiên được đưa ra để xác định một tín hiệu UWB là băng thông tín hiệu phải
trên 0.25. Công thức Taylor của băng thông tín hiệu UWB được xác định như sau:
W 2
H L
H L
f f
B
f f
−
=
+
(1.7)
Với
,
H L

f f
tần số cắt -3dB.
Sau đó, FCC đã công bố băng thông tối thiểu được cho phép giảm xuống là 0.2 hoặc tối
thiểu là 500 MHz và f
H
, f
L
cũng được định nghĩa ở -10dB. Các giới hạn phát cho các ứng dụng
indoor và outdoor được nêu như sau:
Trang 12
SVTH : NGUYỄN HOÀI ANH GVHD : Th.S NGUYỄN DƯƠNG THẾ NHÂN
Hình 1.3.1. Tiêu chuẩn UWB của FCC
1.3.2. Tiêu chuẩn UWB của Châu Âu
CEPT (European Conference Postal and Telecommunication) đã lập nhóm
CEPT/ERC/REC 70-30 (Ultra-Wide Band Working Group, 1999) nhằm đưa ra các chuẩn cho
UWB. Dưới đây là chuẩn ITU 2002 cho các ứng dụng indoor và outdoor :
Trang 13
SVTH : NGUYỄN HOÀI ANH GVHD : Th.S NGUYỄN DƯƠNG THẾ NHÂN
Hình 1.3.2. Tiêu chuẩn UWB của ITU
1.4. Ứng dụng của kỹ thuật UWB
 Hệ thống thông tin và đo lường.
 Hệ thống radar.
 Hệ thống định vị dưới mặt đất, xuyên tường, hình ảnh y khoa, giám sát.
Hình 1.4.1. Local/Personal area Network
Hình 1.4.2. Hệ thống dò tìm bom đạn
Trang 14
SVTH : NGUYỄN HOÀI ANH GVHD : Th.S NGUYỄN DƯƠNG THẾ NHÂN
Hình 1.4.3. Nhìn xuyên tường
Hình 1.4.4. Radio Frequency Identificatio
Trang 15

SVTH : NGUYỄN HOÀI ANH GVHD : Th.S NGUYỄN DƯƠNG THẾ NHÂN
Hình 1.4.5. Một số ứng dụng khác của UWB
1.5. Anten ứng dụng trong UWB radar:
1.5.1. Yêu cầu cần có đối với Anten dùng cho UWB radar
 Hoạt động ở băng thông cực rộng.
 Đảm bảo được sự tuyến tính pha trong dải tần hoạt động (để có thể phục hồi chính xác
khi dạng sóng ngõ vào không phải dạng sin).
 Các anten thu-phát phải đảm bảo tính trung thực tín hiệu với sai lệch nhỏ nhất.
1.5.2. Một số loại Anten ứng dụng cho UWB Radar
Trang 16
SVTH : NGUYỄN HOÀI ANH GVHD : Th.S NGUYỄN DƯƠNG THẾ NHÂN
Trang 17
SVTH : NGUYỄN HOÀI ANH GVHD : Th.S NGUYỄN DƯƠNG THẾ NHÂN
Hình 1.5. Một số lọai Antenna thường dùng trong UWB Radar
Trang 18
SVTH : NGUYỄN HOÀI ANH GVHD : Th.S NGUYỄN DƯƠNG THẾ NHÂN
CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT ANTEN
2.1. Vị trí của anten trong kỹ thuật vô tuyến
Việc truyền năng lượng điện từ trong không gian có thể được thực hiện theo hai cách:
 Dùng các hệ truyền dẫn, nghĩa là các hệ dẫn sóng điện từ như đường dây song hành,
đường truyền đồng trục, ống dẫn sóng kim loại hoặc điện môi Sóng điện từ truyền lan
trong các hệ thống này thuộc loại sóng diện từ ràng buộc.
 Bức xạ sóng ra không gian. Sóng sẽ được truyền dưới dạng sóng điện từ tự do.
Thiết bị dùng để bức xạ sóng điện từ hoặc thu nhận sóng từ không gian bên ngoài được gọi
là anten.
Anten là bộ phận quan trọng không thể thiếu được của bất kỳ hệ thống vô tuyến điện nào,
bởi vì hệ thống vô tuyến nghĩa là hệ thống trong đó có sử dụng sóng điện từ, thì không thể không
dùng đến thiết bị để bức xạ hoặc thu sóng điện từ (thiết bị anten).
Ví dụ, một hệ thống liên lạc vô tuyến đơn giản bao gồm máy phát, máy thu, anten phát và
anten thu. Thông thường giữa máy phát và anten phát cũng như máy thu và anten thu không nối

trực tiếp với nhau mà được ghép với nhau qua đường truyền năng lượng điện từ, gọi là fide.
Trong hệ thống này, máy phát có nhiệm vụ tạo ra dao động điện cao tần. Dao động điện sẽ được
truyền đi theo fide tới anten phát dưới dạng sóng điện từ ràng buộc. Anten phát có nhiệm vụ biến
đổi sóng điện từ ràng buộc trong fide thành sóng điện từ tự do bức xạ ra không gian. Cấu tạo của
anten sẽ quyết định đặc tính biến đổi năng lượng điện từ nói trên.
Anten thu có nhiệm vụ ngược với anten phát, nghĩa là tiếp nhận sóng điện từ tự do từ
không gian ngoài và biến đổi chúng thành sóng điện từ ràng buộc. Sóng này sẽ được truyền theo
fide tới máy thu. Nhưng cần lưu ý năng lượng điện từ mà anten thu tiếp nhận từ không gian ngoài
sẽ chỉ có một phần được truyền tới máy thu, còn một phần sẽ bức xạ trở lại không gian (bức xạ
thứ cấp).
Yêu cầu của thiết bị anten – fide là phải thực hiện việc truyền và biến đổi năng lượng với
hiệu suất cao nhất và không gây ra méo dạng tín hiệu.
Anten được ứng dụng trong các hệ thống thông tin vô tuyến, vô tuyến truyền thanh, truyền
hình, vô tuyến đạo hàng, vô tuyến thiên văn, vô tuyến thiên văn, vô tuyến điều khiển từ xa
Trang 19