Luận văn nghiên cứu thiết kế chế tạo bộ nạp Điện không dây cho Điện thoại di Động

Các thiết bị diện trong gia dinh sé không còn cần phải cắm diện nữa, các thiết bị di đông cầm tay sẽ không còn phái quá nặng do pin và cũng không cần phải sao pin mỗi ngày khi mả nó sẽ đ

ĐẠI HỌC QUÓC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

học org

DONG VAN TỚI

NGHIEN CUU, THIET KE, CHE TAO BO NAP DIEN KHONG DAY

CHO DIEN THOAI DI DONG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

HÀ NỌI-2019

DAI HOC QUOC GIA HA NOI

TRUONG DAI HOC CONG NGHE

DONG VAN TOI

NGHIEN CUU, THIET KE, CHE TAO BO NAP DIEN KHONG DAY

CHO DIEN THOAI DI DONG

Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Tử „Truyền Thông

Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện Tử

Mã số: 8510302.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

Người hướng dẫn khoa học : GS.TS Bạch Gia Dương

HÀ NỌI-2019

LOT CAM DOAN

'Tãi xin cam doan bản luân văn tốt nghiệp là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, thực tế dưới sự hưởng dẫn của GS.TS Bach Gia Tương

Các liệu của luận văn lá chân thực dựa trên những mô hình, kêt quá đã đạt

được trên thể giới và học hỏi rên luyện của bản thân chưa lừng dược công bổ dưới bắt

kỳ hình thức nào trước khi trinh bảy bảo vệ trước “Tội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ”

là Nội ngày tháng năm 2019

Người cam đoan

Dang Van Tdi

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo trong khoa Điện tử - Viễn

thông, các thấy cô trong trường Đại học Công Nghệ - Đạn học Quốc Gia Ha Nôi, các

thầy cô đã nhiệt tình giảng dạy, giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập

Xin cém ơn các thầy cô, các anh chị ở Trung tâm nghiên cửu Diện tử - Viễn thông đã tạo điều kiện tốt nhất giúp đỡ tôi trong thời gian học tập và làm luận văn

Cuối củng, tôi muốn gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã luôn bên cạnh động, viên và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập cũng như trong quá trình làm luận văn tốt nghiệp nảy

Mic dù có nhiều cổ pắng, nhưng vì thời gian có hạn và vốn kiến thức côn hạn

chế nên trong quá trình viết bài không tránh khói những thiểu sót, rất mong nhận được những đóng góp của quý thầy cô và các bạn dễ bải luận văn được hoàn thiện hơn

Hà Nôi ngày tháng năm 2019

MUC LUC

CHUONG 1: TONG QUAN VỆ HỆ THÔNG TRUYỄN NẴNG LUONG SIÊU CAO

1.1.1 Lịchsửhệ thống truyé én ning some không day[5] " - 10 1.1.2 Đặc điểm chung của hệ thống " " „11 1.1.3 Mô hinh hệ thống truyền năng lượng không dây xerrye TH teen 11

1.2 Tổng hợp các nghiên cứu phần phát của WPT[12] 12 1.3 Tim hidu Anton mang vi dai nhiều phân tử|2| - a 18

CHƯƠNG 2: CG 86 LY THUYET CUA KY THUAT SIBL CAO TAN

thuyết kỹ thuật siêu cao tân :

2.1.1 Giới thiệu chung[4] -

2.1.2 Các tham số cơ bân srrrreerter 16

2.3.2 Phéi hop wé khang ding phân từ tập trung

2.3.3 Phéi hợp trở kháng đùng dây chêm

2.3.4 Phéi hợp trở kháng đùng đoạn một phần tư bước sóng 2⁄4

2.4 Anten mãng vị đải nhiều phần tử[2]

CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU, THIET KE, CHE TAO KHOI PHÁT-THU CÚA BỘ

3.1 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo bộ khuếch dại đệm dùng chip § SIHT-0189 36

3.1.2 Phối hợp trở kháng cho chip SHF-0189 2 38

3

3.3 Thực hiện phép nối bộ khuếch đại đêm và bô khuếch dại công suất ce BA

3.4.1 Yêu cầu thiết kế

3.4.3 Mô phỏng anten

3.4.4 Kết quả mỗ phỏn;

3.4.5 Chế tạo và đo đạc anten -

3.5 Nghiên cứu, thiết kế mạch chỉnh lưu Reotenna

3.3.1 Mạch nhân áp phôi hợp trở kháng theo kiểu đoạn đây chêm đơn hớ mạch

Liquid Crystal Display

Vién k¥ nghé Dién va Dién tt

Man hinh tinh thé long

DANH MUC CAC BANG RIEU Bang 1: Bang tan séng cao tin theo IKK

Bang 2: Yêu cầu thiết kế anten mắng vi đi nhiều phần tứ

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐÔ THỊ

Hình I1: À4ö hình hệ thẳng truyền năng lượng không dây

Hinh 1.2: Anten méng vi dai nhiễu phan ti

Hình 2.1: Đường truyền súng (a) và mạch tương dương (b

Hình 2.2: Sóng truyền trên đường truyô

Hình 2.8: Sông đứng điện áp trên đường ly không hao lẫn cò mắc tãi dầu cuối

Hình 2.4: Sóng đứng ding điện và sông đứng điện áp trên cường" truyền không hao

tổn có mắc tải đầu cuối vee

Hinh 2.5: Cac véng tròn đẳng r trong mặt phẳng phức 1`

Hình 2.6: Các vòng tròn đẳng x trong mặt phẳng phúc T'

Hình 2 7: Các vòng trên đẳng |T| và đẳng S trong mặi phẳng phức ï-

Linh 2 đc Giản đề Smith

Hình 2.12: Phối hợp trở kháng dùng đoạn một phân tư bước ‹

Hình 2.13: Cầu tạo một anten mach dai

Hình 2.14: Vi du vé anten mang vi dai 4 phân tứ

“Hình 3.1: Sơ dỗ và chức năng từng chân của chịp SHF-0189

Hinh 3.2 Bang tham sd S Parameter ciia chip SHF-018!

Hinh 3.3: Biéu dé Smith cha chip SHF-0189

Hinh 3.4: So a6 co ban cla bé khuéch dai

Hinh 3.5: M6 ta mach phdi hop trở kháng lối vào bằng đồ thị Smith

Tinh 3 so 46 nguyén hb mé phing mach phối hop trẻ khang lối vài

Hình 3.7: Kếi quả mô phỏng mạch phối hợp trở kháng lôi vào tại tân số 2.45Gi

Hình 3.8: Mô tả mạch phổi hợp trõ kháng lỗi ra bang dé thi Smith

inh 3.9: So đồ nguyén hh md phông mạch phối hợp tré khang Idi ra

Hinh 3.10: Két quả mỗ phỏng và biểu diễn trên đồ thị Smith của mạch phải hợp nữ

Hình 3.11: Sơ đồ mõ phông dùng file S2P của bộ khuếch đại

Hình 3.12: Kết quả mô phòng của bộ khuếch đại

Hình 3.14: Sản phẩm thực tế bộ khuếch dai

Hình 3.15: Kết nội bộ khuếch dại với máy do

Hình 3.16: Kết quả tham số Sa, trên máy phân tich mang

Hình 3.17: Kết quả ẩo tham số S11 trên máy phân tích mạng

Hình 3.18: Sơ đề và chức năng từng chân của Chip SHP-0580

Hinh 3.19: Bang tham sé 8 cia chip SHF-0589

7

1lình 3.20: Hiểu đồ Smith của chín SI1E-0580,

Hình 3.21: Nõ tà mạch phối hợp trở kháng lỗi vào bằng đồ t

Hình 3.22: Sơ đỗ nguyên lý mô phòng mạch phối hợp trở kháng lỗi vi

Hình 3.23: Kết gúa mô phóáng và biểu diễn trên dỗ thị Smith của kết quả tại tan s

32.45GH:

“Hình 3.24: Mô là mạch phối hợp trở kháng lỗi ra bằng đồ thị Smith

Hình 3.35: Sơ dẲ nguyên lý mô phỏng mạch phâi hợp trở kháng lối ra °

Hình 3.26: Kết qũa mô phỏng và biểu diễn trên đề thị Smaith của kết quả lại tần số

2.45GH:

Hình 3.27: Sơ đỗ mô phông ding file S2P ctia bộ khuách đại công suất

Hình 3.28: Kết quả mô phỏng của bộ khuếch đại

Hinh 3.29: Layaut của mạch khuếch đại công su đừng chip SHF-0589

: á bậ khuếch đại công suất

ết quả đo tham số S11 trên máy phân tich mang

Hình 3.34: Mô dụn khuắch dại 2W hoạt dộng ở tần số 2.45GI

Hình 3.35: Thực hiện do kiém M6 dun khuéch đại với máy phân tích phổ

Hình 3.36: Kết quả do Mô dụm khuếch dại công suất trên máy phan tích chỗ

Hình 3.37: 4G phòng Anlen mảng vi di & phan tử trên phan mém CST

Hinh 3.38: Két quả mô phúng tham sd S1] vita Antenna

Hình 3.30: Giản dễ bức xạ và dễ thị biểu diễn độ lợi (Gain)và hướng tình của anter,

Hình 3.40: Sản phẩm thực tế anten mảng vì đải 8 phần te

Tình 3.41:Do đạc Anten mang vi dai vai may phân tích mạng

Hình 3.42: Kết quả do tham số S11 trên máy phân tích mạng

Hình 3.43: Sơ đề nguyên lý mạch nhân ấp phối hợp trở kháng theo kiểu đoạn dâu

chém don hé mach

Tinh 3.44: Ke t qua mô phỏng mạch nhân áp phối hop tré khang tai tan sd 2 45GITs 62 Hinh 3.45: Uhiét ké layout mach nhân điện áp có phối hợp trở kháng

Hình 3.46: Sản phẩm thực tế mạch nhân điện áp có phối hợp trở kháng

Hình 3.47: Mô hình thử nghiệm truyền năng lượng không dâp,

TỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, các nguồn tải nguyên hóa thạch dang dần cạn kiệt và lâu dài không,

thé dim báo về an ninh năng lượng Con người đang hưởng tới khái thác và sử đựng ngảy cảng nhiều các nguồn năng lượng sạch và tải tạo khác như năng lượng mặt trời, năng lượng gió, năng lượng sông biển v.v Đặc biệt xăng lượng Trời dang dược kHui thác ngày cảng nhiều Việc khai thác này chủ yếu thực hiện trên bŠ

mặt trải đất dẫn đến hiệu quả chưa cao, dễ gây ô nhiễm môi trường và bị ảnh hưởng bởi hiện tượng ngày và đêm

Vi vậy, từ những năm 1970, người ta da đề xuất việc xây dựng một hệ thống

vệ tỉnh thu năng lượng mặt trời trong vũ trụ rồi truyền về Trái Đất, giải pháp này đã nhận được nhiều tổ chức chỉnh phú và các tập đoàn lớn như NA§A đầu tư Giai đoạn nảy tập trung chủ yếu phát triển công nghệ truyền không đây dùng sóng điện

từ phát xạ để truyền năng lượng điện không dây với khoảng cách truyền xa co thé

tới vải trăm ki-lô-mét

Cho đến ngày nay, công nghệ này vẫn đang tiếp tuc được nghiên cứu và phát

triển mạnh mẽ để ứng dựng váo công nghiện cũng như cuộc sống thường ngày 'Trong tương lai, các hệ thống robot hay xe tự lái sẽ tự động hóa hoản toàn khi việc

sac năng lượng dễ ding dược tự dông hóa Các thiết bị diện trong gia dinh sé không còn cần phải cắm diện nữa, các thiết bị di đông cầm tay sẽ không còn phái quá nặng do pin và cũng không cần phải sao pin mỗi ngày khi mả nó sẽ được cấp điện

trực tiếp hoặc sạc ngay cá khi dang sử dụng trên lay người dùng

Với tên đề tài “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo bộ nạp điên không dây cho điện

thoại di động” lôi muốn hưởng đến việc xây dựng một mô hình hệ thông truyền năng lượng đủng sóng siêu cao tần ở khoảng cách gần đừng cho những ứng đụng

truyền điện nhỏ và đơn giản Để Lừ đỏ phát triển thành nghiên cứu những hệ thông

truyền năng lượng với công suất lớn hơn va với khoảng cách xa hơn ứng dụng truyền tải điện không đây cho công nghiệp và cho vũ trụ Bằng lý thuyết và thực nghiệm, luận văn đã thực hiện những nội dung sau:

+ Tim hiểu hệ thống truyền năng lượng không đây dùng sóng siêu cao tần, câu trúc hệ thống thu phát năng lượng không dây

+ Tìm hiểu về lý thuyết kỹ thuật siêu cao tần, kỹ thuật phổi hợp trở

kháng, lý thuyết anten mắng vi dải nhiều phân tử

+ Chế tạo mô dun khuếch đại công suất hoạt động ở tần số 2.45GHz với

hệ số khuếch đại trên 10 dB

+ Chế tạo anLen mắng vị dái nhiều phần Lử dùng cho hệ thống phát — thụ + Tìm hiểu lý thuyết, mê phóng và chế tạo mạch chỉnh lưu chuyển dai

RE-DC hoạt động & tan sé 24SGHz

+ Đánh giá kết quá đã đạt được và kết luận

9

1.1

CHUONG 1: TONG QUAN VE HE THONG TRUVEN NANG LUQNG

SIEU CAO TAN

Tì ruyén năng lượng không dây

Dịnh nghĩa: Truyền năng lượng không đây hay truyền công suất không dây

WPI(Wireless Power Transmitier) là quá trình truyền năng lượng trong một

dang nảo đó xảy ra trong một môi trường xác định, ở đó năng lượng được truyền dẫn theo một hướng từ một nguồn năng lượng dến một tải tiêu thụ mà không cần dây dẫn[ 1]

Truyền năng lượng không dây khác với truyền thông tin không dây trong thông (như Radio, TV, Radar, ) ở đó thông tin ở phía máy phát tuy có lớn (oỡ W.W) nhưng được truyền đi mọi hưởng, tín hiệu có thÊ được nằm trong một dải tần xác dịnh, công suất tin hiệu ở phía thu thường rất nhó (cỡ vải nữ

đến vài HW) sau đó được mô đun thu xử lý khuếch đại để phục hồi Jai thong tin

bạn đầu Còn trong lĩnh vựa truyền nang lượng không dây thì truyền có định

hướng, mật độ năng lượng và hiệu suất truyền năng lượng là quan trọng nhất, ở

đây tin hiéu mang năng lượng thường chỉ tôn tại ở một tần số

- Năm 1961, Brown đã đăng bài báo đầu tiên để xuất việc truyền năng lượng bing vi ba Năm 1964, ông đã trinh diễn mê hình máy bay trực thăng thu năng lượng từ chùm tia vi ba để bay ở tần số 2.45GHz

-_ Năm 2001, công ty Splashpower ở Anh đã sử dụng các cuộn dây cộng hưởng

trong một mặt phẳng dễ truyền hàng chục Watt vào các thiết bị khác nhau bao

gồm đến chiếu sáng, thiết bị di động, -_ Năm 2004, phương thức truyền công suất cảm ứng đã dược sử dụng rộng rãi

doanh thu dat 1 ty USD đối với các lĩnh vực bán dẫn, TCD và ché tao man hinh Plasma

- Nam 2007, nhém của giáo su Marin Soljacic & MIT đã truyền năng lượng

không dây để thắp sáng một đèn điện 60W với hiệu suất 40% ở khoảng cách

2 mét

- Năm 2008, Intel đã lặp lại các thí nghiệm của Tesla trong năm 1894 và của giáo sư John Boys trong nim 1988 bằng cách cấp điện không đây cho một bóng đèn ở cự ly gần với hiệu suất 75%

10

- Nam 2010, tap doan Haier biểu diễn 1'V màn hình LCI2 hoản toàn không dây

đầu tiền trên thể piới tại hội trợ CEB 2010

- "Tháng 3/2015, các nhà khoa học Nhật Bản đã thử nghiệm dủng sóng vi ba công suất 1 8kW, đủ để chạy một Ấm dun nước diện qua không khí tới mục

tiêu chí định ở khoảng cách 5Ã mét

1.12 Dặc điểm chung của hệ thống

-_ Truyền năng lượng không dây có thể được phân chia thành hai loại chính

Truyền năng lượng không dây dựa trên hiệu ứng cảm ứng diện tử hay

cảm ứng từ Phương pháp nảy dược ứng dụng phổ biến trong các ứng dụng truyền tải năng lượng tiệm cận không tiếp xùc

2 Truyền năng lương không đây dựa trên hiệu ứng sóng điện Ur Năng

lượng được truyền di theo cdc chim tia năng, lượng có mật độ công suất

lớn hay còn được gọi là chủm tia công suất cao (high power beam) Chủm tia này di chuyển trong không gian theo "hiện tượng sóng điện từ Tay vac các ứng dụng cụ thể, khoảng cách truyền có thể thay đối từ vài mét đến vài chục hay hàng nghin km

Ilinh 1.1: Mé hinh hệ thông truyền năng lượng không dây

- Đầu liên, ở bên phái, năng lượng điện được chuyển hóa thành sóng vi ba thông qua bộ tạo đao động, qua các tầng khuốch đại rồi đưa đến anten để

truyền đi

-_ Ở nơi nhận, sóng vi ba được thu bởi anten rỗi qua bộ lọc nhối hợp trở kháng lay tin hiệu có ích, tín hiệu nảy được đưa đến bộ chỉnh lưu để chuyển hóa từ năng lượng sóng vi ba thành năng lượng một chiều, năng lượng này chính la năng lượng dùng cho các thiết bị đân dụng thông thường Anten thu bao gdm

11

1.2

cả nhận sóng vi ba vả chỉnh lưu gọi là Rectenna Rectenna nhận sóng vi ba

chuyển dồi thành năng lượng điện và sau đó hòa vào mạng lưới

-_ Với nguyên lý hoạt động như vậy, hệ thống truyền năng lượng không dây có thể dược ứng dụng cho hệ thống truyển năng lượng tử về tỉnh với khoăng cách hang chục nghìn mét Các tim pin mặt trời ngoài không gian lẫy năng

lượng mặt trời rồi chuyển đôi thành điện năng, năng lượng điện năng sẽ được chuyỂn hóa thành năng lượng sóng siêu cao tân truyền về Trái Đất, Trên mặt

đất, các trạm thu nhận sóng siêu cao tan rồi chuyển húa năng lượng của chúng,

thành năng lượng điện một chiều dùng cho các ứng dụng sinh hoạt hang ngày

Tổng hợp các nghiên cửu nhần phát của WPT[HI]

Bộ phát sóng siêu cao tần công suất lớn wong WPT là thành phần quan trọng nhất Các bộ phảt phải gọn nhẹ nhằm mục dich giám giá thành vá hiệu suất cao

để giảm ảnh hưởng về nhiệt Linh kiện bán dẫn ngày cảng nhô gọn và nhẹ Các

bộ khuếch đại bán dẫn có thé trở thành nhân tổ làm giảm giá thành của hệ thông

với nhiều mức yêu cầu về công suất, Điều này thể hiện qua việc công suất của

hệ thống được tô hợp qua các mê đun riêng lẻ

Qua tổng hợp các công trình đã công bố cho thấy các công trình nghiên cứu về

bộ phát ứng dụng cho WPT còn ít, trong khi đồ các cong trình nghiên cứu sử dụng cho hệ thống thông tin đã phát triển nhiễu và có nhiều thành công Tuy nhiên, chúng ta không thể áp dụng hoàn toản kết quả này cho hệ thống WPT boi

vì những khác biệt cơ bản sau:

o_ Với WPT vấn để hiệu suất chuyển dỗi từ năng lượng điện một chiều thành sóng siêu cao tan là quan trọng nhất

a_ Hệ thống WPT dôi hỏi công suất phát lớn, dộ định hưởng cao dẫn dến phải xây dựng các anten mắng pha Như vậy, chủng ta cũng cần phải thiết

kế mạch khuếch đại cỏ công suất lớn vả anten mảng có độ dịnh hướng

cao

3 On dink nhiét cho hé théng cing là một yêu cầu quan trọng được đặt ra

khi thiết kế bộ phát cho WPT

Mặt khác, hau hết các công trình chỉ tập trung vào việc nghiên cứu phần khuếch đại công suất mà chưa đi sâu vào các thành phần khác của tuyến phát như: mạch khuếch đại đệm, mạch khuếch đại công suất, antenna phát cũng như các thành phần của bộ thu như antenna thu, mạch lọc, mạch chỉnh lưu, mạch phối hợp trở kháng

'Từ đó, luận văn để xuất xây đựng các thành phần của tuyến phát-thu năng lượng sóng siêu cao tin cho hệ théng truyền ning lượng không dây ứng dụng cho việc

sạc diện thoại di động, cụ thể gom thiết kế, chế tạo mạch khuếch dại dm, mach

khuếch đại công suất, anten thu — phát, bộ chỉnh lưu Irong đó nghiên cứu để

12

1.3

xui

hệ

ất giải pháp phối hợp trở kháng dải rông, kết hợp việc thay đổi thang trở và

dùng phan tử tập trung đặc trưng cho hệ thông khuếch đại công suất dùng cho thông truyền năng lượng không dây cũng như có thể ứng dụng cho hệ thống

truyền thông tin hoạt đông trong băng tần S

Tìm hiểu Anten mảng vi dải nhiều phần tử[2]

Trong các hệ thông thu phát năng lượng không dây sử dụng sóng siêu cao

tân, các anten | dong vai trò vô cùng quan trong trong khía cạnh định hướng,

năng lượng nên anten ảnh hưởng rât lớn đến hiệu suất thu phát của cả hệ thống

Vì vậy, với hệ thống WPT, chúng ta phải sử dụng anten mảng vị dải nhiều phần tử đề điêu chỉnh chính xác chùm tia vi ba Anten mảng nhiều phần tử

là loại anten định hướng, nó có thể điều khiển hướng cia chim tia vi ba Anten mảng là một loại anten thuộc loại anten thông minh mới phát triển trong những thập niên gần đây

Gồm nhiều anten phần tử cùng loại được sắp xếp theo một quy tắc nhất đỉnh nhằm mục đích nâng cao đỗ định hướng của anten

1.4 Tẳng hợp các nghiên cứu về Rectenna[8]

1.4.1 Reelema

Reelenna là một từ ghép của Lừ Rectlior và từ Antenna Đây là một thuật ngữ

xuất hiện trong nửa cuối thế kỉ 20 Thuật ngữ nảy mô tả sông, nghệ sử dụng cho phương pháp truyền năng lượng không đây mả ở đó tại thiết bị thu sử dựng cáo

anten để thu năng lượng tín hiệu sóng điện từ sau đó được chuyển đổi dang

năng lượng từ năng lượng sóng điện từ sang năng lượng dòng điện một chiều

De

1.4.2 Các nghiên cứu về GcLcnnw

Rectenna céng suat lớn cho hệ thống truyền năng lượng không đầy khoảng cách

gần là chủ để được rất nhiều nhà khoa học trẻ quan tâm trong những năm gần đây Có nhiều cách tiếp cận bải toán này:

ø_ Sử dụng các bộ loc LC cho phía phát là cách tiếp cận nâng cao hiệu suất

và công suất của hệ thông truyền năng lượng, không đây khoảng cách gần

Với phương pháp này tác giả đã đạt được hiểu suất 73% va công xuất đạt 2.5kW Day là công bố của tác giả Kazuya và Kan Akatsu trên tạp chí

khoa học + 2017 chủ đề Wireless Power ‘lransmitter

ø Một số tác giả Ding Binh Lin, His Tseng Chou, Jui-Hung va Yu-Lin Cheng di theo hướng phần tích các đặc diễm ứng xử của sỏng diện từ trong trường gần, tir dé ti ưu thiết kế anten thu và phát dễ nâng cao hiệu sual truyền năng lượng Hướng đi nảy cũng đã dạt được một số kết quả khá khả quan

ø Một số các nghiên cứu theo hướng nâng cao hiệu suất phía phát Tập

trung nâng hiệu suất của bóng khuếch đại để làm tang hiệu suất tạo chủm

lia ning lượng công suất lớn cho phép truyền năng lượng đi hiệu quả hơn

Tóm lại, các thiết kế trên để đáp ứng tăng mức công suất truyền tải đều ' phải yêu cầu tăng kích thước và sé lượng các bộ rectenna Một điểm hạn chế nữa đó chỉnh là sự giới hạn về mức công suất của timg don vi rectenna sẽ không thế vượt qua ngưỡng 30đöm mà hiệu suất vẫn đảm bảo cao

14

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA KỸ THUẬT SIÊT CAO TÂN

2.1 Cơ sở lý thuyết ky thuat siêu cao tần

2.1.1 Giới thiêu chung|4

lỏng siêu cao tần là các sóng vô luyến bước sóng rất nhỏ được trải dải từ mm đến 1m (tần số nằm trong đải từ 300MHz đến 300GHz)

- Kỹ thuật siêu cao tần là kỹ thuật thiết kế hệ thống truyền thông trong đải sóng

siêu cao tần

- Mạch siêu cao tần là một nhóm các thiết bị vật lý bao gồm các ống đẫn sóng, các bộ suy giám điện áp các bộ xoay pha, bộ trộn, bộ tách sóng, vả vô sô các đường nổi được sắp xếp hoặc kết nối với nhau để tạo ra hiệu ứng mong muốn của sóng cao

tần

- Băng tần là một miền của phế tân số truyền thông, ở đó các kênh thường được

sử dụng hoặc dược thiết lập với củng mục dích Dưới đây là bảng tổng hợp các bảng tin sé co ban

Đăng 1: Băng tần sóng cao tin theo TEEE

Thăng lần Tân số Tên gọi — Bước sông

Đăng VHE 30 t6i 300 MH: li Z “Tân an 50 rat số rất cao:l cao:1-10m -

Bing UHE 3 300 tới 1000 MH+ % L Tần số cực cao:0 3-1m ân Ân số cực cao:0 SÃ 3-

Đăng I 1 tới 2 GHz Sóng dải:15-30cm

Bing 8 2 tới 4GHz Sóng ngắn: 7.5-15em

Băng C 4 tới 8 GIz Dai tần nằm giữa băng § và X: 3.75-7.5cm

Băng X Siờil2GHZ — gử dụng trong Thế chiến II cho hệ thế E

điều khiển hỏa lực, 4 có nghĩa là chữ thap:2.5-3.75em

Bing Ku 12 téi 18 GIIz Kurz-under 1.67-2.5cm

Bang K 18 tai 27 GHz Kurz:1.11-1.67em

Hãng Ka 27 tới 40 GI1z Kurz-above :0.75-1.Llem

Bing mm 40 tới 300 GIIz Dung cho heat đông kiểm thử thông tin ding

piữa các vé tinh trong cụm về tỉnh: 1-7.5mm

- Bang 8 là một phần của băng lần vi ba thuộc phê điện từ Nó được định nghĩa theo một tiêu chuẩn của IEEE cho sóng vô luyến với tần số trong đổi 2 tới 4

1IGz, tần số 3 GI1z là ranh giới giữa UIIF và SIIF Băng 5 được đùng cho rađar

thời tiết, radar tau biển, thông tin vệ tình, truyền năng lượng không đây và đặc

biệt được NASA đừng cho lien lạc giữa tàu con thoi và trạm không gian quốc tế

Ở một số nước, băng 5 được đùng cho truyền hình vệ tĩnh gia đỉnh, thử nghiệm truyền năng lượng không dây dùng sóng siêu cao tấn

2.1.2 Các tham số cơ bản

2.1.2.1 Đường truyền sóng

Đường truyền sóng là đường truyền dẫn sóng điện từ Một đường truyền

sóng thường ¿ được mô tả như xnột hệ gồm hai dây dẫn 1 song song (khi truyền din

sóng TEM cần ít nhất 2 vật dẫn )với một phần tử rất ngắn như trinh bảy trên Hình 2.1 (a) Ta có một mạch tương đương biểu diễn bởi 4 phần tử tập trung được mê tả trên Tinh 2.1 (b)

Hình 2.1: Đường truyền sóng (a) và mach tương đương (b)

"Trong đó: -

+ G: Diện dẫn song sơng trên một đơn vị dài (Sản),

+ C: Điện dung song song trên một đơn vị dải (Em),

16

Một dòng điện dọc theo chiều dài dây dẫn sẽ tao ra một dòng điện trong dây

dẫn theo chiêu ngược lại đó là thành phần cảm ứng, cũng sẽ có một điện trở hữu

hạn nối tiếp trong các dây dẫn

+R: Điện trở nói tiếp (OÓ):

+L: Điện cảm nói tiếp (H);

Áp dụng định luật Kirchhoff ta có phương trình đường truyền:

phân tuyến tính Nghiệm chung của phương trình truyền sóng

V(2) = VạFe~YZ + Vạ e*YZ (2.5)

I(z) = Ige7Y + Ip e*”” (2.6)

Cac ham V(2) và I(z) mô tả dong va thé tai moi Vi tri z trén duéng truyén

Song V*(z) hay I*(z) truyén theo phuong +z

Song V~(z) hay I~ (z) truyền theo phương -Z

Hinh 2.2; Song truyén trén duong truyén

2.1.2.2, He số phân xạ

Nếu dịnh nghĩa hệ số phản xạ là tỷ số của sóng phản xạ trên sóng tới thì

†a xác định được hé s phan xa tai 7— 0 (vi tri mie tai)

Do vậy biên dộ |VỊ và [I| tại mỗi vị trí z.sẽ có giá trị khác nhau Có những diểm, biên

độ [VỊ hoặc |I luôn dạt cực dại, ngược lại có giá trị luôn dạt cực tiểu, nghĩa là biên

đô điện áp (dong điện) có dạng dao đông thoo z Sóng náy gọi là sóng đứng

Như vậy hiện tượng sóng đứng số xảy ra khi hệ số phần xạ khác Ô

(T0) Khi T - 0 trên đường truyền chỉ có một sóng là sóng tới có dạng sóng chạy

Như vậy sóng chạy sẽ xấy ra khi

T =0 hay Z¿ = Zo ta nói đường truyền được phôi hợp trở kháng

2.1.2.3 Hệ số sóng đứng dién dp (VSWR)

Có những điểm, biên độ |V; hoặc |I luôn đạt cực đại hoặc cực tiểu,

nghĩa lả biên độ điện áp (dòng điện) có dạng dao động theo z

Ta xét sóng điện áp trên mt đường truyền:

Biên độ điện áp:

[Vea] = [Vet lla + re? (2.12)

Viết lại công thức trên theo (2.12), lay | = -z, ta cd:

Có thể biểu thị dưới dang: T - [e®

Công thức (2.13) sẽ có dạng:

Ta nhận thây V đạt giá trị cực đại khi ¡(8 — 2i) = 1, tương ứng với:

0 — 26l = 0 + 2n; +4m, ; +2n (2.15)

18

Ta nhận thấy V dạt giá trị cực tiểu khi ((Ø — 2i) = —1, tương ung

Với đường truyền không tén hao = ` đo đồ Aln =2,

Khoảng cách giữa hai diễm cực đại vả cực tiểu kỀ nhau là

28max — lmin) = H hoặc 28AL = ít (2.18)

Hình 2.4: Sóng đứng đòng điện và sóng đứng điện áp trên đường, truyền không hao tốn

có mặc tải đầu cuôi

19

Các điểm mà biên độ điển áp có giá trị cực tiểu được gọi là điễm “nút”,

còn các điểm mà biên dộ điện áp có giá trị cực đại gọi là điểm “bụng” Các điểm nút

và điểm bụng của sóng đứng déng điện cũng định nghĩa tương tự Rõ rang điểm nút

của sóng dứng diện áp sẽ tương ứng với điểm bụng của sóng đứng dong diện va

ngược lại

Tại các điểm bụng của sóng đứng ta có

tain = Bla -irp (220)

Con tại điểm nút ta có:

| Từ công thức trên ta cũng rút ra được quan hệ giữa hệ số sóng đứng S

và hệ sô phản xạ L:

sol s+1

tông suất trung bình — hiểu công suất trung bình sóng tới — cong

suất trung bình sớng phan xa

Ta gỏ một số nhận sét sau

! KhiT=(, phối hợp t trở kháng Toàn bộ công suất được truyền cho tái

I Ba I — 1, công suất sóng tới và sóng phản xạ gỏ giá trị bằng nhau do đó

công suất truyền cho tải bằng 9

20

+ Khi L' ý 0, không phải toàn bộ công suất được truyền cho tải mả còn có một

bộ phận bị phản xa lại gây tốn hao công suất Ta gọi đó là tổn hao do phan xa (tỷ số

giữa công suất phản xạ và công suất đến)

1.2 Giản để Smith

Trong kỹ thuật siêu cao tần các bài toán phân tích thiết kế các mạch điện ở tần

số siêu cao thường dẫn tới việc giải các hệ phương trình rất phức tạp Để đơn giản

hóa các bài toán, chúng ta có thể giải thông qua các đồ thị giản đề

Và giăn đỗ được biết dến, sử dụng rộng rãi và là công cụ đỗ họa hữu dụng

dành cho các kỹ sử điện tử, đặc biệt là điện tử cao tần là Giãn dé Smith duoc Phillip Smith phát mình tại phòng thí nghiệm Bell Telephone vào năm 1939 Gián dỗ có thể

sử dụng để biểu diễn nhiêu tham số của đường đây truyền dẫn cũng như mạch cao

Hệ số phan xa T bắt kỳ cú thé biểu diễn lên hệ tọa độ dưới dang mét ban kinh

vector IT] va géc pha 0 Ung với mỗi điểm trên mặt phẳng của hệ số phần xạ có một

Trên mặt phẳng hệ số phản xạ (giới hạn trong vòng tròn bản kính bằng một và

<1 có thé vẽ được 2 họ đường cong, một họ gồm những đường ding r=const va một họ gồm những đừng đẳng điện kháng x=const

Mỗi phương trình trên biểu thị một họ dường tròn trong mặt phẳng Ï7, Ï; „ vòng tròn lạ =1

đường đẳng r là họ các vòng tròn có lâm nằm trên trúc hoành của

đỗ và luôn đi qua điểm có í> = 1 Ciá trí của mỗi vòng trờn đẳng

r được ghi đọc theo trục hoành, từ 0 —> œ (điểm bên trái ứmg với giá trị

Khi r=0, dường tròn r=0 có tâm tại (0.0) bán kinh don vị 1 Đây

là đường tròn có tầm tại gốc lụa độ của mặt phẳng phức Ï án kinh là 1 TẤT cả các giá trị của hệ số phản xạ trên dường trỏn này

đều tương ứng với trở kháng đường day thuần kháng với thành phần điện trở bị triệt tiêu Ta có thể kiểm chứng được rằng trong

điều kiện trở kháng đường dây là thuần khang hoặc bằng 0 (hay

co) thi |T|=1

Khi r1, ta có đường tròn đẳng r—1 đi qua gốc tọa độ của l' có

tâm là a /2,0) bán kính 0.5 Duong tron này có tầm năm trên trục

lạ Ta nói rằng mọi diễm hệ số phần xạ I' nằm trên vòng tròn déu

tương ứng với trở kháng của dường dây có phần thực R dúng,

bằng trở kháng chuẩn hóa Za

22

" Khir >o9, đường trỏn có tâm tại (1,0) bản kinh 0 Đường tròn nảy biến thành một diểm trong mặt phẳng phức L' nằm tại tọa độ (1.0)

" Khir ting, ban kinh cua dường tròn dẫng r nhỏ daanm tâm

đường tròn di chuyển về phía F —1

" Nhóm các đường đăng x với x>0 (cảm kháng) là các đường, nằm

ở phía trên của trục hoành Giá trị x lang dẫn từ 0 dén o và được ghi trên mỗi đường

=_ Nhóm các đường đẳng x với x<0 (dung kháng) là sáo đường nằm

ở phía dưới của trục hoành Giá trị x giảm dần từ 0 đến —œ và

được ghi trên mỗi đường

œ_ Ta có nhận xét sau:

= Khi x-0, véng tron ding x biến thành một đường thẳng vả nằm

trên trục hoành của i; của mặt phẳng phức Ï' vả với trở kháng, đường dây là thuần trở thì hệ số phần xạ L là số thực

"Khi x—>œ, vòng tròn đẳng x biến thành một điểm nằm tại điểm

23

(1,0) trong mặt phẳng phức T, nghĩa là tại diểm ï„ = 1

"=_ Mặt khác, do hệ số phản xạ trên dường truyền |I` <1 nên ta chỉ vẽ các vòng trờn dẳng x nằm trong vỏng trong có đơn vị [Ƒ'—1

Tình 2.7: Các vòng tròn đẳng [T° va ding $ trong mặt phẳng phức T_

-_ Các vàng tròn ding |F|

o Trong mặt phẳng lj, Ï; người ta cũng có thể võ họ đường trên đẳng TỊ

là những vòng tròn đồng tâm, có tâm điểm đặt tại gộc tọa độ (I¡ = 0,7 = 0) và có bán kính là |T] nhận các giá trị từ 0 đến I Vẻng tròn r0 trùng với điểm gốc toa đô, còn vòng trỏn |L|—1 trung với vòng tròn đẳng =0 (vòng, tròn ngoài củng trong hình trên)

ø_ Các giá trị góc 8 biểu diễn vooter T trọng mất phẳng phức được khắc

trên chu vi của đồ thị Smith Góc để tính 0 là trục thực ï; còn chiều dương của 9 là chiền ngược với chiều chuyé én động của kim đồng hề, côn chiều âm là chiều chuyên động của kim đồng hồ

nhưng giá trị của 8 và = được xác định theo |I], ta có công thức

# 1+] 39

Đổ tiện cho việc dọc các giá trị của § hay (1/8) trên trục hoảnh người ta

không khắc độ thco giá trị 5 Điểm gốc tọa dộ (ứng với [TỊ-0) sẽ tương ứng với S=1 (đường trên đẳng S=1) Khi |L| lây các giả trị từ 0 đến 1 thì

8 sẽ nhận giá trị từ 1 đến œ Trong khoảng từ 0 đến 1 của trục thựo,

người ta khắc độ theo 8 với các giá trị từ 1 dén 09, Nhu vậy, vòng tròn

ngoái củng (|I ]~1) sẽ ứng với vòng tròn §~oo,

Vi các dường tròn ding 8 có tâm là gốc tọa độ nên việc xác dịnh 1⁄8 chỉ là phép lẫy đối xứng qua tâm Như vậy nửa bên trái của trục thực Ï>

sẽ được khắc độ theo 1⁄S Vòng trén ngoài cùng sẽ lả vòng tròn = =0

còn điểm gốc tọa độ sẽ là vòng tron + = 1 Ngoài ra, đề thuận tiện cho

việc linh toán người ta côn bố sưng một thang giá trị khắc theo + trên

chu vi của đề thị Bởi vì phân bề sóng đưng trên đường đây lặp lại theo

chủ kỹ 2 nên việc khắc độ 2 theo chủ ví vòng tồn cũng được thực biện

từ = 0 đến = 05,

© Cudi cing, dé thị dầy đủ dược thiết lập với tất cả các ghi chú tạo thành giản đồ Smith chuẩn

The Complete Smith Chart

Black Magic Design

© Sau đây ta tóm lược các điểm đáng chú ý của giản đồ Smith:

«Tất cả các giá trị trở kháng trên giản đổ Smith đều là trở kháng

chuẩn hóa theo một điện trở chuẩn định trước, thường là trở

kháng đặc tính Z¿ của đường truyền không tổn hao

= Gian dé Smith nim trong phạm vi của vòng tròn đơn vị vì hệ số

phản xạ [có mô đun nhỏ hơn hoặc bằng 1

»_ Các đường đẳng r và các đường đẳng x là họ các đường tròn trực

giao với nhau Giao điểm của một đường đẳng r và một đường

đẳng x bat ky sé biểu thị một trở kháng z = r+ ¡x, đồng thời cũng biểu thi hệ số phản xa tại điểm trở kháng z

“Tâm điểm của giản đồ Smith la giao diém của đường đẳng r=l

và đường đẳng x=0 (nằm trên trục hoành), do đỏ điểm nảy dai

biểu cho trở kháng thuần z=1 Đây là điểm đặc trưng trở kháng

26

thuần Z4 cho phép phối hợp trở kháng trên đường dây (đây là

điểm có hệ số phần xạ—0 và hệ số sóng đứng là 1)

piém tận cùng bên trái của trục hoảnh là giao điểm của đường dẳng r=0 và dường dẳng x=0, do dé biểu thị cho tré khang 7=0 (tức Z—0), nghĩa là ứng với trường hợp ngắn mạch Tại dây hệ số phan xa T 1

Did cùng bên phải của trục hoành lả diễm đặc biệt mà tắt cá các đường đẳng r và đẳng x đều đi qua Tai đây có r=09, x=09, do

dé z-ca(tite 4-00), nghĩa là ứng với trường hợp hở mạch Tại

« Góc quay này có thể xác định theo độ (từ -180 độ đến 180

độ), hoặc theo số bước sóng (từ 0 đến 0.5À cho mỗi vòng,

'Theo quy định của giản đô Smith:

Chiều quay từ tải hướng về nguồn là thuận chiều kim đồng

Khi vẽ đường tròn đẳng 8 trên giản đồ Smith thì đường tròn này

sẽ cắt trục hoành tại 2 điểm Giao điểm nằm phía bên phải của tâm giản đồ biểu thị cho vị trí trên đường dây có ZPTnax + to, với Tu„„ = % Đây chính là điểm bụng của sóng đứng Ngược lại, giao diễm nằm trái của tâm giản dễ biểu thi cho vi tri trên dường dây gÓ ZCTamiẹa Ta, với Tmịp—l/8, Đây chính là điểm nút của sóng đứng Trên giản đồ Smith cũng nhận thấy ngảy khoảng cách giữa bụng sóng và nút sóng bằng 0.254

27

2.3 Kỹ thuật phối hợp trớ kháng

23.1 ¡ quát chung

- Phôi hợp trở kháng là một vận đề rất quan trọng của kỹ thuật siêu cao tần, là một phần của qua trình - thiết kế mạch liên hệ thống siêu cao tần dựa trên cơ sở áp dụng những kiên thức về lí thuyết đường truyền sóng

- Nội dung của phổi hợp trở kháng được minh họa ở hình 2.9, trong đó sử dụng một mạch phối hợp đất giữa tải và đường truyền dẫn sóng

- Mạch phổ hợp thường lả một mạch không tốn hao để tránh lâm giém cong

suất và được thiết kế sao cho ro khang vào nhìn từ đường truyền cỏ giá trị bằng trở

kháng đặc trưng Za¿ của dường truyền

- Khi ấy sự phân xạ sóng ở phía trái của mạch phối hợp về phía đường truyền

dẫn sẽ không cỏn nữa, chi con trong phạm vả giới han giữa lái và mạch phối hợp, cũng cỏ thể là phần xạ qua lại nhiều lần Quá trình phối hợp cũng được coi là quá

-_ Sự phối hợp trở kháng hay điều chính là quan trọng về những lý do sau

o Khi thục hiện phối hợp trở kháng công suất truyền cho tải sẽ đạt được

cực đại còn tên thất đường truyền là cực tiểu

o Phổi hợp trở kháng sẽ giúp cải thiện tỉ số tín hiéwtap nhiễu của hệ thống khác trang hệ thông sử dựng các phần tử nhạy cảm như anten, bộ

khuếch đai tạp 4m thấp

ö_ Đối với mạng phân phối sông suất siêu ca tần, phối hợp trở kháng sẽ làm giảm sai số về biên độ và pha khi phân chia công suất

2.3.2 Phối hợp trở kháng dùng phần tử tập trung,

- Mạch phối hợp trở kháng dùng phần tử tập trung lả loại mạch đơn giản nhất

do chỉ dùng hai phần tứ điện kháng mắc thành hình chữ nhật( thuận hoặc nghịch) được gọi là mạch hình TL,

28

- Trước hết ta rút ra hai biểu thức giải thích cho các phần tử của hai loại

mach hinh |, sau dé sẽ trình bày phương pháp xác định giá trị các phần tử bằng cách áp dụng gián dỗ Smuth

| Khao sát hình (a): Giả sit Z, = Ry, + ih điều kiện để đạt được phối

hợp trở kháng là trở kháng nhìn từ đường truyền vào mạch phối hợp bao gồm

+ Mạch được ứng dụng trong trường hợp Z4 < Ri

xi Xe (2.40)

| Tigp theo khan sal sor dd (b) để đạt được phối hợp dẫn nạp vào nhìn

từ đường truyền về phía mạch phối hợp bao sả cả hai Lâi phải bằng 1/Za, nghĩa lả

+ Vậy mạch dùng trong trường hợp 2>

+ Thiết kế phối hợp trở kháng dlang | đồng giản di Smith:

- Truong hop Zo<Ry, trở kháng tải chuẩn hóa XM X;,/Xq=r, + ix, sé cd

phần thực r¡>1 Do vậy điểm biéu dién eda 4, trên giản dé smith sé nam bên trong,

Hình 2.11: Các sơ đỗ phối hợp trở kháng kiếu 1

- Các sơ đồ phối hợp trở kháng kiểu L dùng để biến đổi một trở kháng bắt kỳ nào đá (chẳng hạn trẻ kháng của anten với được truyền cho trước với

song VOL tai (ki higu SH)

sử như sơ đề [1] Ja phin

tiếp với trở tải ⁄¿„ phần tử thứ 2 là Ở mắc song, song với trở tải,

khi đó ký hiệu Sơ đề [1] là [LSCSH] Sơ đồ [2] và sơ đồ [1] đễi chỗ cho nhau củng là l nối tiép va C song song, nhưng dỗi thứ tự cho nhau Khi dó sơ đề [2]

ký hiệu [CSHI,S] Tương tự như vậy với các sơ đồ [3] và [4], [5] và [6], [7]

30

và [E]

2.3.3 Phối hợp trở kháng đừng dây chém

- Trong phần nảy, chủng ta sẽ tìm hiểu một phương pháp phối hợp trở kháng sử dụng đoạn đường truyền ngắn mạch hoặc hở mạch (gọi là day nhánh hay đây chêm), được mắc song song hoặc nỗi tiếp với được truyền đặt cách tải một khoảng d nhất định

- Phương pháp nảy được sử dụng khá phổ biển do đơn giản trong chế

tạo (có thể là loại mach dai hoặc vi dai) va dé diều chỉnh

~ Trong thiết kế mạch phối hợp trở kháng sử dụng dây chêm đơn, có hai thông số quan trọng trọng thiết kế mà người thiết kế cần chủ ý đỏ là khoảng

cách đường truyền d tính từ tải tới vị trí đoạn đây nhánh nối tiếp và giá trị

điện nạp hoặc điện kháng tương ứng với dây nhánh song song hoặc nị

- Đối với trường hợp sử dụng dây chêm đơn song song, đầu tiên ta chọn

giá trị d sao cho thành phần dẫn nạp nhìn từ phía đường truyền Y có giá trị Yy

GB Sau đó chọn đây chêm sao cho thành phần điện nạp của nó có giá trị -jB

để thôa mãn điều kiện phối hợp

- Tương tự đối với trương hợp dung day nhánh nỗi tiếp, khoảng cách d được chọn sao cho thành phần trở kháng nhìn từ phía đường truyền Z có giá trị ⁄41]X, sau đó chọn dây chêm sao cho thành phần điện kháng của nó có giá trị -JX dễ thỏa mãn diều kiện phối hợp —_

- Ưu điểm: Không dùng các phần tử tập trung nên dễ chế tạo

Hai thông số điều chính lả khoăng cach d va Ý hoặc Z

~ Ngoai rz bước sóng lại các lần số khác nhau ding cho các thiết kế đái rộng Nếu chỉ

cần thiết kế đải hẹp thì 1a chỉ dùng một đoạn biến đổi một phân tư bước

sóng là đủ, côn néu muốn thiết kế trên một dải tần số nào đó thi ta có thể đưa

vào hai hoặc vải đoạn biến đối

- Một nhược điểm của phương pháp này đó la chỉ có thế phối hợp trở kháng thuần trở với đường truyền Déi với thành phần trở kháng phức, người

ta sé dua điểm trở khang phức nay về giá trị trở kháng thuần trở bằng cách sử dụng đoạn đường truyền giữa tải và đoạn biên đối một phân tư bước sóng

‘Tay nhiên, cách này lại làm ảnh hướng tới băng thông của mạch phi hợp trở

kháng do ảnh hưởng của tần số tác động

- rong phần này chúng ta sẽ đi sau phân tích phượng pháp phối hợp trở kháng dùng đoạng một phân tư bước sóng cho một điểm trở kháng hoặc nhiều điểm trở kháng, vả đánh gia xem độ lợi về băng thông như thể nào trong các trường hợp Ta biết một doạn day din dai 2/4 théa mãn hệ thức sau:

Z24— V2s -

- Tại tần số yêu cầu fu„ thì chiều dai đoạn phối hợp trở kháng này có giá

trị là Às⁄4, nhưng đối với tẵn số khác thì nó sẽ có một giá trị khác, chính vi thé

ta sé chi dwa ra cach biéu diễn mang tính xắp xi

®————— Í—————*

Hình 2.12: Phối hợp trờ kháng dùng đoạn một phần tư bước sóng (1 — 4⁄4)

- Giá trị trở kháng, lối vào nhìn tử phía đoạn một phần tư bước sóng,

dược tỉnh theo công thức

Với t— tan(BI) — tan(6), và BI — 6 — z2 tại tần số fạ Hệ số phản

xạ khi đó dược biểu diễn như sau:

og

Voi 1!t* = 11 tan’0 = sec?0

32