báo cáo anten và truyền sóng đề tài stub matching

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.62 MB, 17 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THƠNG

BÁO CÁO

ANTEN VÀ TRUYỀN SĨNG

Đề tài:

STUB MATCHING

Nhóm sinh viên thực hiện: ĐỖ NGỌC HIẾU - 20203418NGUYỄN ĐỨC HUY - 20203450LÊ ĐÌNH THỰC - 20203599NGUYỄN VĂN TRÀ - 20203773Giảng viên hướng dẫn: ThS. NGUYỄN HỒNG ANH

Hà Nội, January 29, 2023

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

BÁO CÁO

ANTEN VÀ TRUYỀN SĨNG

Đề tài:

STUB MATCHING

Hà Nội, January 29, 2023

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

LỜI NÓI ĐẦU

Anten là một chuyên ngành cốt lõi của viễn thông. Một trong những cơ sở cốt lõicủa ngành mà mọi sinh viên đều cần nắm chắc để có kiến thức học tập những môn tiếptheo cũng như để áp dụng vào các công việc khi đi làm là Anten và truyền sóng. Mơnhọc đưa ta một cái nhìn tổng quan về sóng, truyền sóng trong thực tế, cấu trúc của antenvà cách thiết kế một số anten. Để tổng hợp các kiến thức đã học cũng như hoàn thànhu cầu của thầy với mơn này, nhóm em đã làm một bài tập lớn về chủ đề Stub matching.Nhóm em xin được cám ơn cô Nguyễn Hồng Anh đã giảng dạy, hướng dẫn bọn em tậntình trong thời gian qua.

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

LỜI CAM ĐOAN

Chúng em là nhóm sinh viên khóa 65 ngành Điện tử Viễn thơng. Người hướng dẫnlà Ths. Nguyễn Hồng Anh. Nhóm chúng em xin cam đoan tồn bộ nội dung được trìnhbày trong báo cáo mơn học Anten và truyền sóng về chủ đề Stub Matching là kết quả quátrình tìm hiểu và nghiên cứu của chúng em. Các dữ liệu được nêu trong báo cáo là hoàntoàn trung thực, phản ánh đúng kết quả đo đạc thực tế. Mọi thơng tin trích dẫn đều tuânthủ các quy định về sở hữu trí tuệ; các tài liệu tham khảo được liệt kê rõ ràng. Chúng emxin chịu hoàn toàn trách nhiệm với những nội dung được viết trong báo cáo này.

Hà Nội, January 29, 2023.

Người cam đoan(Nhóm trưởng)Lê Đình Thực

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

MỤC LỤC

DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮTiDANH MỤC HÌNH VẼiiCHƯƠNG 1. PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG1

2.3.1 Thay cuộn cảm bởi đoạn dây chêm ngắn mạch . . . . 2

2.3.2 Thay tụ điện bởi đoạn dây chêm hở mạch . . . . 4

CHƯƠNG 3. CHỨNG MINH53.1 Đặt vấn đề . . . . 5

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 2.1 Thay cuộn cảm bởi đoạn dây chêm ngắn mạch . . . . 3

Hình 2.2 Thay tụ điện bởi đoạn dây chêm hở mạch . . . . 4

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

CHƯƠNG 1. PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG

1.1 Đặt vấn đề

Phối hợp trở kháng một tải 200Ω với đường truyền Zo = 50Ω. Hiệu suất được đánhgiá theo bằng thơng mà ở đó Phối hợp trở kháng là chấp nhận được. Ta giả sử rằng băngthông được đo ở mức công suất phản xạ là -20dB. Tần số trung tâm là 1 GHz, hệ số điệnmôi của đường truyền là εr= 4.

Có bốn kiểu phối hợp trở kháng lần lượt là:

•PHTK bằng cách mắc nối tiếp với cuộn cảm(L).•PHTK bằng cách mắc nối tiếp với tụ điện(C).•PHTK bằng cách mắc song song với cuộn cảm(L).•PHTK bằng cách mắc song song với tụ điện(C).

1.2 Giải quyết vấn đề

Tìm vị trí và độ lớn của các thành phần trong từng trường hợp:Khi mắc nối tiếp các thành phần thì: ZL= RL+ jXL,

Khi mắc song song các thành phần thì: Y = G + j B,

Thơng qua q trinh mơ phỏng trên Mathlab bằng file matchzload.m ta tìm được vị trívà độ lớn của các thanh phần qua bốn kiểu phối hợp trở kháng là:

•Nối tiếp với cuộn cảm(L):

l = 0.011062m; XL= 75,029554Ω; L = 1,194132.10−8H.•Nối tiếp với tụ điện(C):

l = 0,063917m; XL= -74,931385 ; C = 2,124009.Ω 10−12F.•Song song với cuộn cảm(L):

l = 0.026417m; B = -0,029973 S; L = 5,310023.10−9H.•Song song với tụ điện(C):

l = 0,048562m; B = 0,030012 S; C = 4,776530.10−12F.

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

CHƯƠNG 2. PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG DÂY CHÊM NỐI TIẾP

2.1 Đặt vấn đề

Ta sẽ thay cuộn cảm bằng dây chêm ngắn mạch và tự điện bằng dây chêm hở mạchvà tinh xem chiều dài của các dây chêm cho phù hợp với bài toan phối hợp trở kháng!

2.2 Lý thuyết PHTK bằng dây chêm nối tiếp

•B1: Chuẩn hóa trở kháng tải Z′

Z0= r + j.x (điểm tải A).

•B2: Dịch chuyển A trên vòng tròn SWR = const theo chiều về nguồn đến điểm B:ZB′ = 1 ± j.XB. (B là giao của vòng tròn SWR = const và vòng tròn r = 1).•B3: Khử phần ảo bằng cách mắc nối tiếp cuộn cảm hoặc tụ điện có giá trị j.XBnếu

nối tiếp L, -j.XBnếu nối tiếp C.

•B4: Chọn điểm D là điểm bên trái của trục ngang nếu dây chêm ngắn mạch(Z = 0),điểm bên phải của trục ngang nếu dây chêm hở mạch(Z → ∞).

. Chiều dài dây chêm lc= lDCtheo chiều về nguồn.

B= 1 - j.1,7 Ω. (điểm B)→Z′

C= j.1,7 Ω. (điểm C)

Vậy chiều dài dây chêm lc= lDCtheo chiều về nguồn = 0,166 λ .

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

Hình 2.1 Thay cuộn cảm bởi đoạn dây chêm ngắn mạch

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

2.3.2 Thay tụ điện bởi đoạn dây chêm hở mạchTa đã có Z0= 50Ω, ZL= 200-j.75 .Ω

Z0= 4 - j.1,5 Ω. (điểm A)→Z′

B= 1 - j.1,7 Ω. (điểm B)→Z′

C= j.1,7 Ω. (điểm C)

Vậy chiều dài dây chêm lc= lDCtheo chiều về nguồn = 0,416 λ .

Hình 2.2 Thay tụ điện bởi đoạn dây chêm hở mạch

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

CHƯƠNG 3. CHỨNG MINH

3.1 Đặt vấn đề

Ta sẽ chứng minh các kết quả mô phỏng trên matchzload.m và kết quả tính tay ởtrên thơng qua RFSim99 là trùng khớp. Qua đó khẳng định tính chính xác của các kếtquả trên.

3.2 Giải quyết vấn đề

Hình 3.1

Hình 3.2

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

Hình 3.3

Hình 3.4

Hình 3.5

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

Hình 3.6

Hình 3.7

Hình 3.8

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

CHƯƠNG 4. PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG DÂY CHÊM SONGSONG

4.1 Đặt vấn đề

Ta sẽ phải tinh tổng khoảng cách từ tải và chiều dài của dây chêm cho hai trườnghợp mắc song song của dây chêm.

4.2 Lý thuyết PHTK bằng dây chêm song song

•B1: Chuẩn hóa trở kháng tải Z′

Z0= r + j.x (điểm A).•B2: Lấy đối xứng điểm A qua tâm ta được điểm .A′

•B3: Dịch chuyển A trên vòng tròn SW R = const theo chiều về nguồn đến điểm B:ZB′ = 1 ± j.XB. (B là giao của vòng tròn SW R = const và vịng trịnr = 1).•B4: Khử phần ảo bằng cách mắc nối tiếp cuộn cảm hoặc tụ điện có giá trị j.XBnếu

nối tiếp L, -j.XBnếu nối tiếp C.

•B5: Chọn điểm D là điểm bên phải của trục ngang nếu dây chêm ngắn mạch(Y →∞), điểm bên trái của trục ngang nếu dây chêm hở mạch(Y = 0).

. Tổng khoảng cách từ tải l1= lA′Btheo chiều về nguồn.Chiều dài dây chêm lc= lDCtheo chiều về nguồn.

4.3 Giải quyết vấn đề

Ta đã có Z0= 50Ω, RL= 200Ω, XL= w.L = 33,36Ω→ZL= RL// j.XL

Z0= 0,11 + j.0,65 Ω. (điểm A)→Y′

Z′L= 0,25 - j.1,49 S. (điểm )A′→Z′

B= 1 + j.3,5 Ω. (điểm B)→Z′

C= -j.3,5 Ω. (điểm C)

Vậy tổng khoảng cách từ tải l1= lA′Btheo chiều về nguồn = 0.363 λ , chiều dài dây chêmhở mạch lc1= lD1Ctheo chiều về nguồn = 0,297 λ , chiều dài dây chêm ngắn mạchlc2=lD2Ctheo chiều về nguồn = 0,047 .λ

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

Hình 4.1 PHTK dây chêm song song

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

KẾT LUẬN

Qua quá trình học tập và nghiên cứu, nhóm chúng em nhận thấy việc mô phỏngAnten là bài tập giúp vận dụng và trực quan hóa được những kiến thức đã học, đòi hỏiviệc sử dụng các kiến thức lý thuyết, kỹ năng thực hành và xử lý linh hoạt. Dựa trênnhững kiến thức đã tìm hiểu, nhóm chúng em đã thực hiện mô phỏng theo yêu cầu đềbài và tổng kết lại qua bài báo cáo nào. Chúng em xin chân thành cảm ơn cơ NguyễnHồng Anh đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn nhóm em hồn thành bài tập lớn này. Trongquá trình thực hiện, do kiến thức và kỹ năng cịn hạn chế, khó tránh khỏi một số sai sót,nhầm lẫn, rất mong được sự góp ý, chỉ dẫn từ cơ. Nhóm em xin chân thành cảm ơn.

</div>