THIẾT KẾ ANTEN VI DẢI TẦN SỐ 2.45 GHz ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN NĂNG LƯỢNG KHÔNG DÂY

Đồ án tốt nghiệp
Đề tài: THIẾT KẾ ANTEN VI DẢI TẦN SỐ
2.45 GHz ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN
NĂNG LƯỢNG KHÔNG DÂY
SVTH: Hoàng Thị Hương
Lớp: CN_ĐTVT3-K55
GVHD: TS.Lâm Hồng Thạch
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
CÁC NỘI DUNG CHÍNH

Truyền năng lượng không dây từ vũ trụ về
mặt đất bằng chùm tia vi ba công suất cao

Anten vi dải

Thiết kế mảng anten vi dải 4 phần tử dùng
cầu Wilkinson

Kết luận và hướng phát triển
207/23/14
Truyền năng lượng không dây

Nguyên lý truyền năng lượng không dây
Truyền năng lượng trường gần và truyền năng lượng trường xa.
307/23/14
-
Truyền năng lượng trường gần
Trường gần là trường cảm ứng.
Các phương pháp truyền năng lượng: nguyên lý cảm ứng từ,
cảm ứng điện từ và cảm ứng cộng hưởng.

-
Truyền năng lượng trường xa
Trường xa là trường bức xạ.
Các phương pháp truyền năng lượng: dùng chùm tia laser hoặc
chùm tia vi ba công suất cao.
407/23/14
507/23/14

Truyền năng lượng không dây từ vũ trụ về mặt đất
bằng chùm tia vi ba công suất cao

Nguyên lý cấu tạo của hệ thống
-
Vệ tinh năng lượng mặt trời bay trên quỹ đạo
-
Không gian truyền dẫn năng lượng
-
Hệ thống thiết bị thu biến đổi truyền dẫn năng lượng trên mặt
đất

Các thành phần của SPS
-
Thiết bị phát vi ba: Magnetron, Klystron, bộ khuếch đại sóng
chạy.
-
Anten phát: anten Yagi, anten mảng liên kết pha, anten mạch
dải.
-
Rectenna
607/23/14

Anten vi dải

Khái niệm và cấu tạo

Phân loại anten:
Chia làm 4 loại: anten patch vi dải, dipole vi dải, anten khe dùng
kỹ thuật in và anten traveling – wave vi dải.
707/23/14

Các kiểu tiếp điện
Có 4 kiểu tiếp điện: tiếp điện sử dụng đường truyền vi dải, tiếp
điện bằng cáp đồng trục, cấp nguồn dùng phương pháp ghép
khe và cấp nguồn dùng phương pháp ghép gần.
807/23/14

Nguyên lý hoạt động
Phân bố điện tích thực hiện bởi 2 cơ chế:
-
Lực đẩy giữa các điện tích giống nhau ở đáy patch có xu hướng
làm đẩy các điện tích ở đáy và cạnh lên bề mặt trên của patch.
-
Lực hút giữa các điện tích trái dấu ở đáy của patch và mặt
phẳng đất,lực hút này giữ các điện tích tập trung ở đáy của
patch.
907/23/14

Ưu điểm và nhược điểm
-
Ưu điểm
•

Giá thành thấp, dễ sản xuất
•
Trọng lượng thấp, kích thước nhỏ
•
Có thể cho phân cực tuyến tính và phân cực tròn
-
Nhược điểm
•
Băng thông hẹp
•
Suy hao điện trở lớn

Ứng dụng
-
Ứng dụng làm anten phát (thu) trong truyền năng lượng không
dây.
-
Làm các phần tử dây dẫn trong các anten phức tạp.
1007/23/14
Thiết kế mảng anten vi dải 4 phần tử
dùng cầu Wilkinson

Mô phỏng anten vi dải 1 phần tử
Mô phỏng anten vi dải bằng phần mềm CST Studio Suite.
Các thông số ban đầu.
11
Tần số hoạt động 2.4-2.5 GHz
Hằng số điện môi 1 (Không khí)
Bề dày của lớp điện môi 1.2 mm
Phương pháp tiếp điện Đường truyền vi dải và Cáp đồng trục

Phân cực Thẳng
07/23/14

Kết quả mô phỏng
- Tiếp điện bằng đường truyền vi dải
Suy hao S
11
Đồ thị bức xạ 3D
1207/23/14
Suy hao S
11
Đồ thị bức xạ 3D của anten
13
- Tiếp điện bằng cáp đồng trục
07/23/14

Thiết kế mảng anten 4 phần tử dùng cầu Wilkinson
Dùng bộ chia công suất cầu Wilkinson để ghép mảng anten 4
phần tử.
Mảng anten này gồm 4 phần tử đồng biên và đồng pha.
1407/23/14

Đo đạc thực nghiệm
-
Mảng anten vi dải 4 phần tử
15
07/23/14
-
Kết quả đo được


Suy hao S
11
1607/23/14
•
Hệ số sóng đứng
Hệ số sóng đứng có giá trị 1.023 ở tần số 2.5875 GHz.
1707/23/14
•
Đồ thị Smith
Trở kháng đo được trên đồ thị là 48.902 (tần số 2.5875 GHz).
1807/23/14
Kết luận và hướng phát triển

Kết luận
-
Tìm hiểu sơ lược về truyền năng lượng không dây và anten vi
dải.
-
Mô phỏng anten vi dải tiếp điện bằng 2 phương pháp.
-
Tham gia chế tạo thử nghiệm mảng anten vi dải 4 phần tử và
đo đạc kết quả.

Hướng phát triển
-
Tìm ra các mảng anten cho hướng bức xạ cực đại.
-
Phát triển, thiết kế mảng anten 16 phần tử, 32 phần tử hoặc 64
phần tử.
1907/23/14

CẢM ƠN THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN
ĐÃ CHÚ Ý LẮNG NGHE!