Embed Size (px)
Citation preview
1
THIẾT KẾ ANTEN CHO CÁC THIẾT BỊ DI ĐỘNG HOẠT ĐỘNG
TRONG DẢI TẦN GSM, UTMS, WLAN
1. Giới thiệu
Truyền thông không dây đã phát triển rất nhanh trong những năm gần đây, theo
đó các thiết bị di động đang trở nên càng ngày càng nhỏ hơn. Để thỏa mãn nhu cầu
thu nhỏ các thiết bị di động, anten gắn trên các thiết bị đầu cuối cũng phải được thu
nhỏ kích thước. Các anten phẳng, như anten vi dải (microstrip antenna) và anten
mạch in (printed antenna), có các ưu điểm hấp dẫn như kích thước nhỏ và dễ gắn lên
các thiết bị đầu cuối, ... chúng sẽ là lựa chọn thỏa mãn yêu cầu thiết kế ở trên. Cũng
bởi lí do này, kỹ thuật thiết kế anten phẳng băng rộng đã thu hút rất nhiều sự quan
tâm của các nhà nghiên cứu anten.
Gần đây, nhiều anten phẳng mới được thiết kế thỏa mãn các yêu cầu về băng
thông của hệ thống truyền thông di động tế bào hiện nay, bao gồm GSM (Global
System for Mobile communication, 890 – 960 MHz), DCS (Digital Communication
System, 1710 – 1880 MHz), PCS (Personal Communication System, 1850 – 1990
MHz) và UMTS (Universal Mobile Telecommunication System, 1920 – 2170 MHz),
đã được phát triển và đã xuất bản trong nhiều các tài liệu liên quan. Anten phẳng
cũng rất thích hợp đối với ứng dụng trong các thiết bị truyền thông cho hệ thống
mạng cục bộ không dây (Wireless Local Area Network, WLAN) trong các dải tần
2.4 GHz (2400 – 2484 MHz) và 5.2 GHz (5150 – 5350 MHz).
Trong bài, trình bày thiết kế các một anten vi dải băng rộng đa dải tần, sử
dụng cho các thiết bị di động hoạt động trong dải tần GSM, UTMS, WLAN. Anten
được chế tạo trên chất nền có hằng số điện môi εr=4.4, độ dày là 0.8 mm và được
thiết kế tại tần số 900 MHz và 2000MHz. Đồng thời sử dụng phần mềm Ansoft
HFSS để thiết kế và mô phỏng. HFSS sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn (Finite
Element Method, FEM), kỹ thuật chia lưới thích nghi (adaptive meshing) và giao
diện đồ họa đẹp để mang đến sự hiểu biết sâu sắc đối với tất cả các bài toán trường
điện từ 3D
2
2. Phân tích và thiết kế anten
2.1. Mô tả mô hình anten
Trong bài báo cáo tập trung thiết kế một anten đơn cực phẳng phù hợp cho ứng
dụng trong các thiết bị cầm tay di động (mobile hanset). Anten bao gồm một bộ phát
xạ hình chữ nhật bị xẻ bởi các rãnh uốn khúc tạo thành 3 nhánh, trong đó 2 nhánh
cộng hưởng và 1 nhánh điều chỉnh. Anten được in trên chất nền FR4 và được tiếp
điện bởi một đường vi dải 50 Ω. Anten này có thể hoạt động trong các dải tần GSM,
UTMS và WLAN với hệ số sóng đứng VSWR nhỏ hơn 2.5.
2.1.1. Giới thiệu
Trong bài trình bày, một anten đơn cực phẳng với cấu trúc 2D được thiết kế. Cả
cấu trúc và các tham số của cấu trúc đều được điều chỉnh một cách cẩn thận để đạt
được yêu cầu cộng hưởng ở nhiều tần số (đa cộng hưởng), băng thông đủ và
convenient profile. Anten có 3 nhánh và được in trên một tấm điện môi. Trước tiên,
2 nhánh được thiết kế để cộng hưởng ở 2 tần số nhất định, và sau đó nhánh thứ 3
được thêm vào để điều chỉnh tần số cộng hưởng cho phù hợp với các dải tần mong
muốn. Với diện tích nhỏ 36 x 15 mm2, anten đáp ứng yêu cầu của các chuẩn truyền
thông sau: GSM (Global System for Mobile communications, 890 MHz – 960 MHz),
UTMS (Universal Mobile Telecommunication System, 1920 MHz – 2170 MHz) và
WLAN (Wireless Local Area Network, 2400 MHz – 2484 MHz).
Hình 2.1: Hình dạng của anten được thiết kế trong khóa luận
3
2.1.2. Thiết kế thành phần bức xạ
Hình dạng tổng thể của anten mà khoá luận thiết kế được thể hiện trong hình 2.1
và thành phần bức xạ được thể hiện trong hình 2.2 dưới đây.
Hình 2.2: Thành phần bức xạ của anten
Thành phần bức xạ đơn cực phẳng chiếm diện tích là 36 x 15 mm2, và được in
trên chất nền FR4 dày 0.8 mm (hằng số điện môi tương đối là 4.4). Tấm điện môi
này được dùng phổ biến để làm các mạch PCB cho điện thoại di động. Chất nền (lớp
điện môi) rộng 36 mm và dài 75 mm. Ở mặt sau của tấm điện môi, mặt phẳng đất
được in có chiều rộng 36 mm và chiều dài 60 mm. Thành phần bức xạ đơn cực được
tiếp điện bởi một đường vi dải 50 Ω như được chỉ ra trong hình 2.1.
Thành phần bức xạ chính (patch) ban đầu có dạng hình chữ nhật. Bằng cách xẻ
một rãnh uốn khúc trên thành phần bức xạ ban đầu tạo ra 3 nhánh, trong đó nhánh
cộng hưởng thứ nhất là nhánh dài hơn, nhánh cộng hưởng thứ hai là nhánh ngắn hơn
và nhánh điều chỉnh (nhánh thứ ba) với các kích thước chi tiết được chỉ ra trong hình
2.3.
Hình 2.3: Kích thước chi tiết thành phần bức xạ của anten
Ta mong muốn anten hoạt động tại 2 dải tần (dải thứ nhất cho GSM và dải thứ
hai gồm 4 dải gần nhau là DCS, PCS, UTMS và WLAN), do đó thiết kế ban đầu chỉ
có 2 nhánh cộng hưởng (không có nhánh thứ ba). Chiều dài của nhánh dài hơn tính
từ điểm tiếp điện tới đầu cuối của nhánh cộng hưởng thứ nhất là khoảng 75 mm. Giá
4
trị này rất gần với ¼ bước sóng tại tần số 900MHz trong không gian tự do. Cũng nên
chú ý rằng, tần số cộng hưởng phụ thuộc cả vào chiều dài của nhánh và chiều rộng
của đầu cuối. Theo cách tương tự, chiều dài của nhánh cộng hưởng thứ hai tính từ
điểm tiếp điện tới đầu cuối của nó là khoảng 35 mm, xấp xỉ ¼ bước sóng tại tần số 2
GHz. Độ dài 2 nhánh cộng hưởng được chọn ngắn hơn so với ¼ bước sóng cộng
hưởng được chọn. Lý do chính là một số tồn tại trong thực tế của chất nền sẽ thu
ngắn bước sóng cộng hưởng.
Anten với chỉ 2 nhánh cộng hưởng 1 và 2 có khả năng hoạt động ở 2 dải tần. Tuy
nhiên, băng thông lại chưa đủ để bao phủ tất cả 5 dải tần được liệt kê ở trên, đặc biệt
là dải WLAN (kết quả mô phỏng được thể hiện trong phần sau). Do đó, nhánh điều
chỉnh (nhánh thứ ba) được thêm vào tại một vị trí thích hợp trên nhánh cộng hưởng
thứ nhất. Các kết quả mô phỏng chỉ ra rằng, bằng cách điều chỉnh cẩn thận các kích
thước của nhánh thứ ba, các mode cộng hưởng cơ bản và bậc cao hơn của nhánh
cộng hưởng thứ nhất có thể được điều chỉnh tới tần số mong muốn. Theo dữ liệu mô
phỏng, tần số cộng hưởng của mode cơ bản được giảm từ 900 MHz xuống 870 MHz.
Đối với mode bậc cao hơn, tần số cộng hưởng thay đổi từ lớn hơn 3 GHz xuống
khoảng 2.3 GHz. Do đó, anten khi có đủ 3 nhánh có thể hoạt động ở cả 3 dải tần
GSM/UTMS/WLAN.
2.1.3. Thiết kế thành phần phối hợp trở kháng dải rộng
Trong thiết kế này lựa chọn bộ phối hợp trở kháng dạng tam giác. Do hình dạng
của nó dễ dàng thực hiện được bằng phương pháp thủ công.
Sự biến đổi của trở kháng Z(z) theo z của phối hợp trở kháng dạng tam giác là:
Hình 2.4: Bộ phối hợp trở kháng dạng tam giác
5
Với Z0 = 100 Ω và ZL = 50 Ω. Đáp ứng biên độ của hệ số phản xạ được:
Hình 2.5: Bộ phối hợp trở kháng liên tục dạng tam giác [4]
(a). Sự biến đổi của trở kháng theo z
(b). Đáp ứng biên độ của hệ số phản xạ Γ(θ)
2.1.4. Thiết kế đường truyền vi dải 50 Ω
Thiết kế với Ansoft Designer 2.0, xác định độ rộng (W) của một đường truyền vi
dải có trở kháng đặc trưng Z0 = 50 Ω, hằng số điện môi chất nền εr = 4.4 (FR4-
epoxy), chiều cao chất nền h= 0.8 mm, độ dày lớp đồng là t = 0.034 mm.
Các bước thiết kế lần lượt như sau:
1. Khởi động Ansoft Designer 2.0
2. Từ menu Project, chọn Insert Planar EM Design… Sau đó cửa sổ Choose
Layout Technology xuất hiện cho phép bạn chọn Layout.
3. Ta chọn MS-FR4(Er=4.4) 0.060 inch, 0.5 oz copper. Sau đó nhấn Open.
4. Cửa sổ thiết kế xuất hiện, cho phép bạn thực hiện các thao tác thiết kế. Từ
menu Layout, ta chọn Layers, chọn tab Stackup để sửa đổi các thông số
của đường truyền như hình 2.6:
6
Hình 2.6: Thiết lập các thông số của đường truyền
5. Ta sẽ ước lượng độ rộng (W) của đường truyền vi dải. Từ menu Planar
EM, ta chọn Estimate. Cửa sổ Estimate xuất hiện, với tab mặc định là
Tline.
Hình 2.7: Ước lượng độ rộng W của đường truyền vi dải
2.2. Mô phỏng cấu trúc anten với phần mềm Ansoft HFSS
HFSS là viết tắt của Hight Frequency Structure Simulator. HFSS là phần mềm mô
phỏng trường điện từ theo phương pháp toàn sóng (full wave) để mô hình hóa bất kỳ
thiết bị thụ động 3D nào. Ưu điểm nổi bật của nó là có giao diện người dùng đồ họa.
Nó tích hợp mô phỏng, ảo hóa, mô hình hóa 3D và tự động hóa (tự động tìm lời giải)
trong một môi trường dễ dàng để học, trong đó lời giải cho các bài toán điện từ 3D
thu được một cách nhanh chóng và chính xác. Ansoft HFSS sử dụng phương pháp
phần tử hữu hạn (Finite Element Method, FEM), kỹ thuật chia lưới thích nghi
(adaptive meshing) và kỹ thuật đồ họa. Ansoft HFSS có thể được sử dụng để tính
toán các tham số chẳng hạn như: tham số S, tần số cộng hưởng, giản đồ trường, tham
7
số γ, ...
HFSS là một hệ thống mô phỏng tương tác, trong đó phần tử mắt lưới cơ bản là
một tứ
diện. Điều này cho phép bạn có thể tìm lời giải cho bất kỳ vật thể 3D nào. Đặc biệt là
đối với các cấu trúc có dạng cong phức tạp. Ansoft là công ty tiên phong sử dụng
phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) để mô phỏng trường điện từ bằng các kỹ thuật
như: phần tử hữu hạn, chia lưới thích nghi, …
Ansoft HFSS cung cấp một giao diện trực giác và dễ dàng sử dụng để phát
triển các mô hình thiết bị RF thụ động. Chu trình thiết kế được minh họa trong hình
4.1, bao gồm các bước sau:
1. Vẽ mô hình với các tham số cho trước: vẽ mô hình thiết bị, các điều kiện
biên và nguồn kích thích.
2. Thiết đặt các thông số để phân tích: thực hiện thiết đặt các thông số để
tìm lời giải.
3. Chạy mô phỏng: quá trình này hoàn toàn tự động.
4. Hiển thị kết quả: đưa ra các báo cáo và đồ thị trường 2D.
Trong quá trình thực hiện phân tích, HFSS sẽ chia toàn bộ cấu trúc thành các
tứ diện nhỏ (gọi là mắt lưới). Hệ thống mắt lưới sẽ lấp kín toàn bộ cấu trúc. Tại mỗi
bước thích nghi, HFSS sẽ tính giá trị của tham số S cho từng mắt lưới. Giữa 2 bước
thích nghi liên tiếp, HFSS sẽ tính gia số Delta S với công thức như sau:
Delta S = Maxij [mag (SN
ij – S(N-1)
ij)]
Trong đó i và j là chỉ số của phần tử tuơng ứng trong ma trận S và N là chỉ số
của bước thích nghi. Delta S là giá trị lớn nhất của gia số của biên độ của tham số S
tương ứng. HFSS sẽ so sánh giá trị Delta S này với tiêu chuẩn hội tụ do người dùng
định nghĩa để kết luận sự hội tụ của lời giải.
8
Hình 2.8: Chu trình thực hiện mô phỏng với HFSS
2.3. Thiết đặt các tham số trong HFSS
2.3.1. Solution Setup
Click phải vào Analysis và chọn Add Solution Setup…. Cửa sổ Solution Setup sẽ
hiển thị. Tại đây ta sẽ thiết đặt Solution Frequency (hay Adaptive Frequency) và
Convergence Criteria (tiêu chuẩn hội tụ).
General Tab
Solution Frequency
Tần số này được sử dụng bởi thành phần chia lưới thích nghi (adaptive mesher) để tự
động chia mắt lưới. Sau khi thiết đặt “Solution frequency”, tất nhiên sẽ nhận được
một giá trị bước sóng tương ứng, và HFSS sẽ thiết đặt việc tính toán các mắt lưới
theo giá trị bước sóng này. Do đó, nếu thiết đặt tần số “Solution frequency” cao hơn,
ta sẽ nhận được bước sóng ngắn hơn, mắt lưới ta thu được cũng nhỏ hơn. Điều đó
cũng có nghĩa rằng, số lượng mắt lưới sẽ lớn hơn. Về lý thuyết, kết quả mô phỏng
nhận được sẽ chính xác hơn. Vì vậy, “Solution frequency” không nhất thiết phải
trùng với tần số cộng hưởng của cấu trúc.
Tuy nhiên, ta sẽ gặp một vấn đề khác đó là: tài nguyên của máy vi tính (bộ nhớ) là có
9
hạn. Do đó, nếu số lượng mắt lưới quá lớn, sẽ làm tràn bộ nhớ máy tính. Giải pháp
cho vấn đề này được thực hiện như sau: chia dải tần quan tâm (500 MHz – 3 GHz),
đối với anten được thiết kế trong khóa luận này, thành 5 dải tần nhỏ hơn và thực hiện
phân tích với thiết đặt “Solution frequency” cho từng dải nhỏ như sau:
Lựa chọn Solution frequency
Hình 2.9: Thiết đặt các tùy chọn “Solution Setup” trong tab General
Solve Ports Only
Khi sử dụng tùy chọn này, HFSS xác định tần số hoặc mode ban đầu được sử
dụng để kích thích cấu trúc. Lời giải chỉ áp dụng tại các port có thể được sử dụng để
tính toán giản đồ trường tại port. Lời giải này hữu dụng khi cần xác định số lượng
mode, độ dài port và/hoặc thiết lập port hợp lý trước khi chạy Analysis để tìm toàn
500 -- 1000 MHz 1000 MHz
1000 -- 1500 MHz 1500 MHz
1500 -- 2000 MHz 2000 MHz
2000 -- 2500 MHz 2500 MHz
2500 -- 3000 MHz 3000 MHz
10
bộ lời giải.
Adaptive Solutions
Maximum Number of Passes: giá trị này điều khiển số lượng bước thích nghi lớn
nhất mà thủ tục chia lưới thích nghi sẽ thực hiện khi nó cố gắng thoả mãn tiêu chuẩn
hội tụ.
Maximum Delta S Per Pass: giá trị này định nghĩa tiêu chuẩn hội tụ cho quá trình
chia lưới thích nghi. Thông thường giá trị này được chọn khoảng 0.02 hoặc 0.01 là
đủ.
Quá trình chia lưới thích nghi có thể sẽ ngừng khi số lượng bước thích nghi chưa đạt
đến giá trị “Maximum Number of Passes” nếu giá trị Delta S đã thỏa mãn tiêu chuẩn
hội tụ “Maximum Delta S Per Pass” được thiết lập ở trên.
Advanced Tab
Initial Mesh Options
Do Lambda Refinement: lưới khởi tạo là một hệ thống mắt lưới có dạng tứ diện bất
kỳ. Quá trình Lambda Refinement sẽ thao tác trên lưới khởi tạo cho tới khi hầu hết
các độ dài của phần tử mắt lưới xấp xỉ ¼ bước sóng trong không khí và 1/3 bước
sóng trong điện môi. Bước sóng được tính toán từ giá trị tần số được nhập vào trong
tuỳ chọn “Solution Frequency” trong tab
General
Use Free Space Lambda: tuỳ chọn này sẽ ép quá trình Lambda Refinement hướng tới
kích thước mắt lưới xấp xỉ ¼ bước sóng trong không khí. Các đặc tính vật liệu của
cấu trúc sẽ bị bỏ qua. Điều này có thể hữu dụng trong các ứng dụng sử dụng các điện
môi có độ dẫn điện cao.
Adaptive Options
Refinement Per Pass: số lượng mắt lưới tăng lên sau mỗi bước thích nghi và được
điều khiển bởi tuỳ chọn Refinement Per Pass, tham số này tính theo phần trăm. Điều
này đảm bảo rằng giữa mỗi bước thích nghi, mắt lưới đủ xáo trộn và đảm bảo rằng
bạn sẽ không nhận được sự hội tụ sai.
Minimum Number of Passes: một phân tích thích nghi sẽ không dừng cho tới khi số
lượng bước tối thiểu mà bạn xác định trong tùy chọn này đã hoàn thành, thậm chí
11
ngay cả khi tiêu chuẩn hội tụ đã thoả mãn.
Minumum Converged Passes: một phân tích thích nghi sẽ không dừng trừ khi số
lượng bước hội tụ tối thiểu mà bạn xác định đã hoàn thành. Tiêu chuẩn hội tụ phải
phù hợp với số lượng bước tối thiểu này trước khi các phân tích thích nghi dừng.
Thông thường các tùy chọn trong tab này đều để mặc định là đủ. Nếu muốn kết quả
chính xác hơn, ta có thể thay đổi các tùy chọn này.
Hình 2.10: Thiết đặt các tùy chọn” Solution Setup” trong tab Advanced
2.3.2. Mesh Operations
Click phải vào “Mesh Operations”, chọn Assign, chọn On Selection, chọn Length
Based…Cửa sổ Element Length Based Refinement xuất hiện. Tại đây cho phép bạn
thiết đặt các tùy chọn cho quá trình chia lưới thích nghi
Maximum Length of Elements
Kinh nghiệm thực tế từ mô phỏng cho ta một nhận xét rằng: thiết đặt tùy chọn
Maximum Length of Elements với giá trị bằng 1/30 giá trị bước sóng trong chân
không ở tần số cao nhất trong dải tần thực hiện phân tích sẽ cho kết quả đủ chính
xác.
Ví dụ trong dải 500 MHz – 1000 MHz thì tần số 1000 MHz là tần số cao nhất trong
12
dải, bước sóng trong chân không tương ứng với tần số đó là 300 mm, do đó 1/30 của
bước sóng này sẽ là 10 mm.
Giá trị Maximum Length of Elements được thiết đặt cho 5 dải tần trong mô phỏng
cho anten trong khóa luận như sau:
500 -- 1000 MHz 10 mm
1000 -- 1500 MHz 7 mm
1500 -- 2000 MHz 5 mm
2000 -- 2500 MHz 4 mm
2500 -- 3000 MHz 3 mm
Hình 2.11: Thiết đặt tùy chọn Mesh Operations
2.3.3. Radiation Boundary
Biên bức xạ (radiation boundary), cũng còn gọi là biên hấp thụ (absorbing
boundary). Sóng điện từ bức xạ ra ngoài cấu trúc anten và đi thẳng tới biên bức xạ.
Hệ thống sẽ hấp thụ các sóng bức xạ này tại biên bức xạ. Các biên bức xạ cũng có
thể được đặt tương đối gần với cấu trúc và có thể có hình dạng bất kỳ. Với cấu trúc
13
được thiết lập biên bức xạ, các tham số S được tính toán có tính đến cả các ảnh
hưởng của mất mát do bức xạ. Khi biên bức xạ được thiết lập trong một cấu trúc,
trường xa được tính toán dựa trên sóng hấp thụ thu được tại biên bức xạ.
Để đơn giản, ta thường vẽ biên bức xạ là một hình hôp chữ nhật, và độ dài cạnh của
nó thường được chọn bằng bước sóng trong chân không của tần số thấp nhất trong
dải tần quan tâm. Tuy nhiên, đôi khi quá trình mô phỏng với thiết đặt biên bức xạ
như vậy diễn ra quá chậm, ta có thể thiết đặt biên bức xạ bằng chỉ ½ giá trị bước
sóng trong chân không của tần số thấp nhất. Trong khóa luận này, tần số thấp nhất
trong dải 500 MHz – 3000 MHz là 500 MHz, do đó ta vẽ biên bức xạ là một hình
hộp chữ nhật (hình 3.1) với độ dài cạnh là 300 mm (1/2 bước sóng tại tần số 500
MHz).
Hình 2.12: Biên bức xạ cho anten trong khóa luận
3. Kết quả mô phỏng với HFSS 13.0
Với tiêu chuẩn hội tụ được thiết đặt ở trên là: sự thay đổi cực đại của biên độ của
tham số S phải nhỏ hơn 0.02 (giá trị mặc định), HFSS cần 6 bước thích nghi để thỏa
mãn tiêu chuẩn hội tụ này. Hình 3.1 thể hiện quá trình hội tụ của lời giải
14
Hình 3.1: Sự hội tụ của lời giải trong HFSS
Đồ thị hệ số phản xạ S11 (Return Loss) theo tần số cho anten được mô phỏng thể
hiện trong hình 3.2.
Hình 3.2: Đồ thị S11 cho anten
15
Hình 3.3: Đồ thị VSWR cho anten
Với mất mát do phản xạ (Return Loss) S11 = -8 dB (tương ứng với hệ số sóng
đứng VSWR=2.5), ta thấy anten không có nhánh thứ 3 cộng hưởng gần các tần số
900MHz và 2200MHz.
Tiếp theo ta xem xét các giản đồ trường bức xạ được đưa ra bởi HFSS. Ở đây,
ta chỉ quan tâm tới giản đồ bức xạ trường xa trong các mặt phẳng tọa độ XOY, XOZ
và YOZ.
Hình 3.4: Giản đồ bức xạ trường xa trong mặt phẳng XOY
16
Từ các hình 3.4, 3.5 và 3.6 ta thấy, tại tần số 870 MHz, anten bức xạ có
hướng trong mặt phẳng XOY và XOZ, bức xạ vô hướng trong mặt phẳng YOZ. Tuy
nhiên, tại các tần số cộng hưởng cao hơn thì giản đồ bức xạ trong cả ba mặt phẳng bị
méo dần so với tại tần số cộng hưởng 870 MHz.
Hình 3.5: Giản đồ bức xạ trường xa trong mặt phẳng XOZ
Hình 3.6: Giản đồ bức xạ trường xa trong mặt phẳng YOZ
17
Hình 3.7: Giản đồ bức xạ 3D trường xa trong hệ tọa độ cực tại tần số 870 MHz
Hình 3.8: Giản đồ bức xạ 3D trường xa trong hệ tọa độ cực tại tần số 2160 MHz
Hình 3.9: Giản đồ bức xạ 3D trường xa trong hệ tọa độ cực tại tần số 2380 MHz
18
Từ các giản đồ bức xạ trên ta thấy, khi tần số tăng lên thì giản đồ bức xạ của anten bị
bóp méo dần, do ảnh hưởng của bức xạ của mặt phẳng đất, cũng như bức xạ do
đường tiếp điện vi dải, cũng như sự lệch phối hợp trở kháng tăng lên.
4. Kết luận
Khóa luận là bước mở đầu trong nghiên cứu, thiết kế và chế tạo anten mạch dải
băng rộng có khả năng hoạt động tại nhiều băng tần. Tuy nhiên trong điều kiện cơ sở
vật chất còn khó khăn, em đã thực sự cố gắng để đạt được một số kết quả thiết thực
nhất định.
Hướng phát triển tiếp theo của khóa luận gồm những vấn đề sau:
Tối ưu hóa các thiết đặt tham số trong phần mềm mô phỏng Ansoft HFSS
13.0 để thu được kết quả chính xác hơn nữa (Chi tiết trình bày trong phần
phụ lục B). Một số tham số quan trọng trong đó là:
o Mesh Operations
o Chia dải tần cần quan sát thành các dải nhỏ hơn, thực hiện phân tích
từng dải với tham số Solution frequency được chọn phù hợp cho từng
dải.
Làm tăng băng thông thêm nữa. Tập trung vào việc điều chỉnh kích thước của
nhánh cộng hưởng thứ 1, vị trí của điểm tiếp điện, và nghiên cứu chi tiết các
ảnh hưởng của nhánh điều chỉnh (nhánh thứ 3).
Lựa chọn bộ phối hợp trở kháng dải rộng khác có đặc tính tốt hơn. Cụ thể là
bộ phối hợp trở kháng liên tục Klopfenstein (như chương 2 đã phân tích).
Sử dụng các thiết bị chuyên dùng để chế tạo anten nhằm thực hiện chính xác
các kích thước như thiết kế.
19
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Constantine A. Balanis, Antenna Theory – Analysis and Design, John
Willey & Son, INC, Second Editon
2. David M. Pozar, Microwave Engineering, John Willey & Son, INC,
Second Editon
3. Y. J. Wang, C. K. Lee, Design of Dual-Frequency Microstip Patch
Antennas and Application for IMT-2000 Mobile Handsets, Nanyang
Technological University, Nanyang Avenue, Singapore
4. Xu Jing, Zhengwei Du and Ke Gong, Compact Planar Monopole Antenna
for Multi-band Mobile Phones, Tsinghua University, Beijing, People’s
Republic of China
5. Ramesh Garg, Prakash Bhartia, Inder Bahl, Apisak Ittipiboon, Microstrip
Antenna Design Hanbook, Artech House
6. U.S. Marine Corps, Field Antenna Handbook
7. Chin Liong Yeo, Active Microstrip Array Antennas, Submitted for the
degree of Bachelor of Engineering, University of Queensland
