Thiết kế mô phỏng anten vi dải HCN


Giáo viên hướng dẫn: Phạm Thành Nam

Nhóm sv thực hiện:
1. Nguyễn Thị Huyền
2. Đỗ Tiến Nhâm
3. Nguyễn Văn Hiến
4. Vũ Văn Minh
5. Giang Văn Ánh
Thiết kế,mô phỏng và khảo sát các
thông số kĩ thuật của anten vi dải.
I. Cơ sở lý thuyết
- Các thông số kĩ thuật cơ bản của anten vi dải
II. Tính toán, mô phỏng và khảo sát các thông số kĩ thuật của
anten vi dải
III . Thiết kế Anten vi dải HCN bằng phần mềm hffs 13
IV. Kết quả mô phỏng,nhận xét,đánh giá.

Thiết kế,mô phỏng và khảo sát các
thông số kĩ thuật của anten vi dải.
I. Cơ sở lý thuyết
A. Khái niệm về anten
Anten YaGi

Anten là thiết bị quan trọng không
thể thiếu trong mọi hệ thống
truyền thông không giây.Là thiết bị
chuyển đổi sóng điện từ ràng buộc
thành sóng điện từ lan truyền trong
không gian hoặc ngược lại.


Anten vi dải có nhiều hình
dạng khác nhau: hình tròn,
vuông,hcn
-> Chúng ta đi nghiên cứu,thiết
kế anten vi dải HCN
B. Anten vi dải
1. Tần số công tác
- Là tần số cộng hưởng của anten.anten luôn làm việc ở chế độ cộng
hưởng vì khi đó công suất bức xạ anten là lớn nhất.
2. Hệ số định hướng
- Là tỉ số cường độ trường bức xạ theo 1 hướng xác định và cường
độ trường bức xạ của aten theo hướng chuẩn cùng ở vị trí tương
ứng.
D =E2/E0= S/S0


C. Các thông số cơ bản của anten vi dải
HCN
-
Hệ số tăng ích(kđ): G = eD e: hệ số bức xạ của anten.
3. Trở kháng vào của anten
+ ZA = RA+ jXA
Khi kết nối anten cần chú đến điều kiện phối hợp trở kháng, điều
kiện trở kháng của feeder là R0, để phối hợp trở kháng thì ZA= R0
4. Hệ số tồn hao RL của anten (dB)
+ đánh giá mức độ phản xạ của sóng tại điểm kết nối anten với feeder
5. Hệ số sóng đứng SWR
+ Đánh giá mức độ không phối hợp trở kháng giữa feeder và anten

W: chiều rộng mặt bức xạ


L : chiều dài mặt bức xạ

h: bề dày lớp điện môi

Wg: chiều rộng mặt phẳng đất

Lg: chiều dài mặt phẳng đất
II. Tính toán, mô phỏng và khảo sát các thông số kĩ thuật của
anten vi dải

Anten vi dải HCN có cấu tạo gồm mặt bức xạ, mặt phẳng đất và lớp
điện môi giữa 2 mặt trên.

Kích thước của mặt bức xạ,chiều cao,hệ số điện môi, mặt phẳng đất
ảnh hưởng nhiều đến tần số cộng hưởng của anten

Chọn vật liệu chế tạo anten là tấm mạch in 2 mặt có hệ số điện môi
và độ dày là:

εr = 4.5 ; h = 1.5 mm

Anten làm việc ở tần số : f = 2.4 GHZ

Chiều rộng của mặt bức xạ được tính theo công thức:

W = 30 (mm)

Kích thước của mặt phẳng đất: (Wg và Lg)
Wg = 6h + W = 50 mm ; Lg = 6h+L = 50 (mm)

2. Cấu tạo anten vi dải HCN và thông số kĩ thuật
của anten vi dải
1. Khởi động chương trình :
 program/ Ansoft/hffs13
2. Thiết kế các mặt phẳng (Đất, bức xạ…)
2.1 Thiết kế mặt phẳng đất
Thông số thiết kế lớp đất
III. Thiết kế Anten vi dải HCN bằng phần mềm hffs 13
Thông s thi t k l p đ tố ế ế ớ ấ
Trên thanh công cụ chọn Draw-> Box
X: chiều dài mp đất
Y: chiều rộng mặt phẳng đất
Z: Độ dày của mặt phẳng đất
Possion: tọa độ khối hình
Thi t k m t b c xế ế ặ ứ ạ
Vào Draw -> Box
X: chiều dài mp bức xạ
Y: chiều rộng mặt phẳng bức xạ
Z: Độ dày của mặt phẳng bức xạ
Possion: tọa độ khối hình
Thi t k l p không gianế ế ớ
Vào Draw -> Box
X: chiều dài lớp không gian
Y: chiều rộng lớp không gian
Z: Độ dày của lớp khộng gian
Possion: tọa độ khối hình
Thi t k l p Lineế ế ớ
Vào Draw -> Box (line)
Thi t k đi m c p ngu n cho ế ế ể ấ ồ
đư ng vi d iờ ả

Vào Draw/Rectangle
Đ t t n s làm vi c c a antenặ ầ ố ệ ủ
1. Hình mô ph ng 3Dỏ
IV. K t qu mô ph ngế ả ỏ

Hệ số suy hao ở điểm phản xạ
m1 = -12.9255dB

Tần số cộng hưởng ở điểm
phản xạ m1 là: f1=3.1GHz

Ta xác định đuợc 2 điểm m2
và m3 trên đồ thị với hệ sô
=-8.02dB

ở đây ta có tần số f2,f3tuơng
ứng là:

f2=3.685GHz

f3=3.0388GHz

Băng thông đuợc tính = f2-
f3=3.685- 3.0388=0.64Ghz
2.T n s c ng hư ngầ ố ộ ở
3. Đ th Smithồ ị
4. Đ l iộ ợ

Đánh giá về quá trình và kết quả mô phỏng:


- Độ suy hao không lớn

- Kết quả mô phỏng đạt được kết quả gần sát với tần số yêu cầu

- Hình dạng đồ thị đạt với yêu cầu đề ra

- Qua nhiều lần căn chỉnh cho thấy: với tần số khá cao kết quả khó
chính xác,cần tính toán tỉ mỉ, chỉnh sửa hợp lý mới có thể đạt kết
quả tốt nhất

Kết quả tính toán lý thuyết và kết quả đo đạt có sai lệch vì trong
kết quả tính lý thuyết đã bỏ qua hệ số suy hao đường truyền.
Ở tần số 4.4 GHz có hệ số sóng đứng và hệ số suy hao đường
truyền thấp nhất.
5. Nhận xét, đánh giá

Qua một thời gian dù rất ngắn ngủi, nhưng được sự hướng dẫn
nhiệt tình của thầy Phạm Thành Nam đã giúp chúng em hiểu thêm
về Anten, các thông số kỹ thuật và sử dụng phần mềm mô phỏng để
thiết kế Anten.

Trên đây là bài báo cáo của nhóm , mặc dù còn nhiều thiếu sót
nhưng cũng là sự nỗ lực của các thành viên. Rất mong được sự
quan tâm và góp ý của thầy và các bạn . Xin chân thành cảm ơn!!!!
^^
K t Lu nế ậ