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

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘIVIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ********** 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

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

**********

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 Nhóm sinh viên thực hiện :

Giảng viên hướng dẫn: Thầy Phan Xuân Vũ

Mục lục

I Chỉ tiêu kĩ thuật và thông số kĩ thuật của

anten……… 3

II Kết quả mô 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

2.2 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

Thông số kĩ thuật

Thông số Kí hiệu Giá trị Đơn vị

Chiều rộng tấm đế dưới w 23 mm

Chiều rộng tấm kí sinh w1 15 mm Chiều dài tấm đế dưới l 42 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

Chiều dài vòng ngoài 1 a11 4 mm Chiều dài vòng trong 1 a21 3.2 mm Chiều dài vòng ngoài 2 a12 3.7 mm Chiều dài vòng trong 2 a22 2.9 mm Chiều dài vòng ngoài 3 a13 3.7 mm Chiều dài vòng trong 3 a23 2.9 mm Chiều dài vòng ngoài 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

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

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 )

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

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:

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 thông số như hình và một ghim ngắn bên cạnh bộ cộng hưởng 4

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 )

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, nguyên nhân do nhóm còn 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!