BÁO cáo bài tập lớn ANTEN và TRUYỀN SÓNG đề tài thiết kế anten microstrip patch RMPA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Viện Điện tử - Viễn thơng

------

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN

ANTEN VÀ TRUYỀN SĨNG
Đề tài: Thiết kế Anten Microstrip Patch RMPA
Giảng viên hướng dẫn: TS.Phan Xuân Vũ
Nhóm sinh viên thực hiện:
Tên

MSSV

Lớp

1.

Nguyễn Tiến Thành

20172827

ĐTVT.09

2.

Trần Thế Rinh

20172783

ĐTVT.09

3.

Đào Thế Anh

20172409

ĐTVT.04

Hà Nội, 12/2019
1


MỤC LỤC

Trang

I.

YÊU CẦU THIẾT KẾ ……………………………………………………………………….. 3
1. Thông số thiết kế anten RMPA………………………………………………. 3
2. Kết quả yêu cầu…………………………………………………………………….. 4

II.

MÔ PHỎNG ……………………………………………………………………………..………5
1. Mô phỏng anten trên phần mềm HSSS……………………………………. 5
2. Kết quả mơ phỏng…………………………………………………………………..6

III.
IV.

TỐI ƯU HĨA……………………………………………………………………………………7
KẾT LUẬN………………………………………………………………………………………. 7

2


I.

YÊU CẦU THIẾT KẾ
I.
Thông số thiết kế anten RMPA

Bảng 1. Thông số thiết kế

STT

Thông số

Giá trị

1

Hằng số điện môi (εr)

4.4

2

Độ dày (h)

1.6 mm

3

Tần số hoạt động(Fr)

2.4 Ghz

4

Chiều dài mặt phẳng đất (Lg)

37.9012 mm

5

Chiều rộng mặt phẳng đất(Wg)

47.6363 mm

6

Độ dài đoạn lấn sâu (yo)

8.1016 mm

7

Chiều dài đường dẫn (Lp)

28.30 mm

8

Chiều rộng đường dẫn (Wp)

38.03 mm

9

Chiều rộng của dải dẫn (Wo)

3.00 mm

3


II.

Kết quả yêu cầu :

4


II. MƠ PHỎNG
1. Mơ phỏng anten RMPA bằng phần mềm HFSS

5


2. Kết quả mô phỏng
2.1 Đồ thị Smith

Nhận xét : Đồ thị thu được có dạng gần giống so với kết quả yêu cầu của đề bài.

6


2.2

Đồ thị VSWR

Nhận xét : Dựa vào đồ thị ta thấy anten làm việc tốt nhất ở tần số 2.26 Ghz
trong dải tần làm việc từ 2 GHz đến 3 GHz
Kết quả có phần sai khác so với yêu cầu đề bài nhưng vẫn chấp
nhận được.
2.3

Đồ thị Radiantion pattern

Nhận xét : Anten bức xạ cực đại gần đúng với yêu cầu đề tài bài báo
7


2.4

Đồ thị 3D polar

Nhận xét : chưa tối ưu vì kích thước cũng như hướng song chưa phải tối ưu nhất.
2.5

Đồ thị Gain

Hệ số tăng ích của anten là 2.1124e+000 =2,1dB.

III.

TỐI ƯU HÓA
8


Để tối ưu hóa thiết kế , chúng ta sẽ thay đổi kích thước của Anten ở đây chúng
em tăng độ dày của tấm path lên 0.03mm và thu được kết quả như sau:
1. Đồ thị VSWR
Name

X

XY Plot 6

Y

HFSSDesign1

27.81
m1
2.4700 1.1001

m2

Curve Info

2.3100 12.5077

VSWR(1)
Setup1 : Sw eep

25.00

VSWR(1)

20.00

15.00
m2

10.00

5.00
m1

1.11
2.22

2.30

2.40

2.50
Freq [GHz]

2.60

2.70

Nhận xét : Dựa vào đồ thị ta thấy anten làm việc tốt nhất ở tần số 2.47 Ghz ,
và có dải tần làm việc từ 2.22 GHz đến 2.75 GHz
2. Đồ thị Radiantion pattern
Name

Theta

Ang

Radiation Pattern 2

Mag

m1

280.0000 -80.0000 11.9770

m2

360.0000 -0.0000 20.0375

HFSSDesign1
Curve Info

0
m2

-30

dB(rETotal)
Setup1 : LastAdaptive
Freq='2.45GHz' Phi='0deg'

30

18.80

dB(rETotal)
Setup1 : LastAdaptive
Freq='2.45GHz' Phi='10deg'

15.60
-60

60

m1

12.40

dB(rETotal)
Setup1 : LastAdaptive
Freq='2.45GHz' Phi='20deg'

9.20

dB(rETotal)
Setup1 : LastAdaptive
Freq='2.45GHz' Phi='30deg'

-90

90

dB(rETotal)
Setup1 : LastAdaptive
Freq='2.45GHz' Phi='40deg'
dB(rETotal)
Setup1 : LastAdaptive
Freq='2.45GHz' Phi='50deg'

-120

120

-150

dB(rETotal)
Setup1 : LastAdaptive

150
-180

Nhận xét : Anten bức xạ cực đại gần đúng với yêu cầu bài bài và tốt hơn mô
phỏng trước tối ưu.
9

2.75


IV.

KẾT LUẬN
Qua mô phỏng đã cho ta thấy anten Anten Microstrip Patch RMPA là
một anten có kích thước nhỏ gọn ,bề dày mỏng,cấu trúc đơn giản.Nó cịn
có sự linh hoạt về tần số cộng hưởng ,khả năng phân cực tuyến tính với
các kỹ thuật cấp nguồn đơn giản.Tuy nhiên anten loại này cũng có một số
nhược điểm: như hiệu suất thấp(do suy hao của điện mơi và điện
dẫn),khả năng tích trữ công suất thấp ,ảnh hưởng bức xạ nguồn nuôi(do
song bề mặt đường truyền vi dải),băng thông hẹp..
Ngày nay ,anten loại này xuất hiện hầu hết trong các lĩnh vực,đặc biệt
trong lĩnh lực hang không vũ trụ, thông tin vệ tinh, các thiết bị thông tin
,truyền thông.

LỜI CẢM ƠN
Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Phan Xuân Vũ đã tận tình
hướng dẫn , giải đáp thắc mắc và chỉ bảo chúng em trong suốt thời
gian chúng em hoàn thành bài tập lớn . Mặc dù đã cố gắng hoàn thành
đề tài tốt nhất nhưng do thời gian và kiến thức cịn có nhiều hạn chế
nên chúng em sẽ khơng thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định, rất
mong nhận được sự cảm thơng, chia sẻ và tận tình đóng góp chỉ bảo
của thầy cũng như các bạn.

10


11