Nghiên cứu thiết kế mẫu anten có độ lợi cao dùng trong truyền thông điểm điểm

Nghiên cứu thiết kế mẫu anten có độ lợi cao
dùng trong truyền thông điểm-điểm

Tăng Thế Toan

Trường Đại học Công nghệ
Luận văn Thạc sĩ ngành: Kỹ thuật Điện tử; Mã số: 60 52 70
Người hướng dẫn: PGS.TS. Trương Vũ Bằng Giang
Năm bảo vệ: 2011

Abstract: Trình bày khái quát về các hệ thống anten định hướng cao đang được sử
dụng trong truyền thông điểm – điểm và giới thiệu khái quát anten thế hệ mới có độ
lợi cao: anten EBG. Phân tích cấu trúc dải chắn điện từ EBG trên cơ sở các cấu trúc
vật liệu tuần hoàn, những đặc tính đặc biệt của cấu trúc có thể ứng dụng để nâng cao
hiệu quả của anten nguồn đặc biệt là độ lợi. Trình bày mẫu thiết kế đề xuất một loại
anten EBG đơn giản với việc sử dụng phần mềm mô phỏng khá hiệu quả là HFSS và
4NEC2.

Keywords: Anten; Kỹ thuật truyền thông; Kỹ thuật điện tử

Content
Kể từ khi tín hiệu radio đầu tiên được phát sóng vào thế kỷ 18, con người vẫn luôn
luôn theo đuổi một mục đích là truyền tín hiệu đó đi với quãng đường dài nhất nhằm đáp ứng
nhu cầu thông tin liên lạc trong thực tiễn. Bởi vậy, một trong những vấn đề phải giải quyết là
thiết kế cho được anten cao tần có độ lợi cao, đó là phần tử không thể thiếu được trong các hệ
thống truyền thông viễn thông như liên lạc vũ trụ hay truyền thông vệ tinh, trong các ứng
dụng dân dụng và quân sự như truyền hình, radar dẫn đường, hệ định vị, thông tin di dộng…
Sự ra đời của các loại anten có độ lợi cao đã mở ra một trang mới cho sự phát triển của
các hệ truyền thông dân dụng cũng như quân sự. Đặc biệt, trong những năm gần đây cộng
đồng nghiên cứu đang tập trung nghiên cứu và phát triển một loại anten có độ lợi cao với cấu
trúc phẳng, chiếm ít thể tích, đơn giản trong thiết kế, có thể ứng dụng trong các hệ truyền

thông điểm-điểm, hay các ứng dụng cho anten trạm phát sóng BTS 3G, 4G, ứng dụng trong
thông tin vệ tinh, đó là anten EBG (Electromagnetic Band Gap-Dải chắn điện từ).
Hiện tại, anten EGB vẫn là một loại anten mới đang được nghiên cứu, phát triển và
hướng đến những ứng dụng trong thực tiễn. Đề tài trình bày cơ sở lí thuyết tổng hợp về anten
thế hệ trước, nguyên lí hoạt động của hộp cộng hưởng Fabry Perot và xây dựng qui trình thiết
kế một loại anten dựa trên cấu trúc của loại vật liệu mới EBG để đạt được độ lợi cao (với các
thông số khác có thể chấp nhận được đối với một anten cao tần).
Nội dung của đề tài gồm 3 chương:

2
Chương 1 trình bày khái quát về các hệ thống anten định hướng cao đang được sử
dụng trong truyền thông điểm – điểm và giới thiệu khái quát anten thế hệ mới có độ lợi cao:
anten EBG.
Chương 2 tập trung đi sâu phân tích cấu trúc dải chắn điện từ EBG trên cơ sở các cấu
trúc vật liệu tuần hoàn, những đặc tính đặc biệt của cấu trúc có thể ứng dụng để nâng cao hiệu
quả của anten nguồn đặc biệt là độ lợi.
Chương 3 trình bày mẫu thiết kế đề xuất một loại anten EBG đơn giản với việc sử
dụng phần mềm mô phỏng khá hiệu quả là HFSS và 4NEC2.
Do còn hạn chế về thời gian, vốn hiểu biết và điều kiện kỹ thuật hiện có, luận văn
không tránh khỏi những thiếu sót, tác giả rất mong nhận được sự đóng góp của các thầy cô và
các bạn để nghiên cứu được hoàn chỉnh hơn.

References
A. Tiếng Việt
[1] Bộ môn Thông tin vô tuyến Khoa Điện tử Viễn thông, Trường Đại học Công nghệ,
Đại học Quốc Gia Hà Nội (2008), Thực hành Kỹ thuật anten.
[2] GS. TSKH Phan Anh (2007), Lí thuyết và kỹ thuật anten, Nhà xuất bản Khoa học và
Kỹ thuật, Hà Nội.
[3] Trần Thế Phương (2009), Thiết kế anten dùng trong công nghệ truyền thông vô tuyến
băng siêu rộng (UWB) sử dụng vật liệu có cấu trúc đặc biệt, Luận văn thạc sỹ, Đại học

Bách Khoa Hà Nội.
B. Tiếng Anh, Pháp
[4] Shuch, H.P., A brief history, in The ARRL UHF/Microwave Experimenter's Manual,
A.R.R. League, Editor. 1990, Newington CT: Newington.
[5] Trentini, G.V., “Partially reflecting sheet arrays“. IRE Trans. On Antennas and
Propagation, 1956.
[6] Thevenot, M., "Directive Photonic-Bandgap Antennas". IEEE Trans. Antennas
Propag, 1999.
[7] Cyril Cheype, C.S., Marc Thèvenot, Thierry Monédière, Alain Reineix, et Bernard
Jecko, An Electromagnetic Band Gap Resonator Antenna ". IEEE Trans. on
Antennas.and Propagation, 2002.
[8] L. Bernard, et al., "Novel superstrate gainenhanced antenna with lateral metallic
walls" Microw. Opt. Tech. Lett, 2004.
[9] M. Diblanc, et al., "Circularly Polarized Metallic EBG Antenna ". IEEE Microwave
and Wireless Components Letters, 2005.
[10] A. R. Weily, et al., "A Planar Resonator Antenna Based ona Woodpile EBG Material"
IEEE Trans. on Antennas.and Propagation, 2005.
[11] M. Thevenot, C. Cheype, A. Reineix, B. Jecko, "Directive photonic-bandgap
antennas", IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Volume: 47
Issue: 11, Novembre 1999.
[12] Yeh, P., Optical Waves in Layered Media, ed. J.W. Son. 1988.

3
[13] Brillouin, L., "Wave guides for slow waves". Journal of Appl. Phys., 1948.
[14] Electromagnetic Band Gap (EBG) For Microstrip Antenna, Ainor Khaliah binti Mohd
Isa, Universiti Teknologi Malaysia, MAY 2007.
[15] Fan Yang, Yahya Rahmat-Samii (2008), Electromagnetic Band Gap Structures in
Antenna Engieering, Cambrigde University Press, UK.
[16] R. Gonzalo et al., “Enhanced patch antenna performance by suppressing surface
waves using photonic bandgap substrates,” IEEE Trans. Microw. Theory Tech., 1999.

[17] R. Gonzalo et al., "Radiation properties ot terahertz dipole antenna mounted on
photonic crystal ". Electron. Lett, 2001.
[18] G. Poilasne, P.P., K. Mahdjoubi, L. Desclos et C. Terret, “Antenna beam forming
using active metallic photonic band-gap materials ”. IEEE APS99, 1999.
[19] A. R. Weily, et al., "A Planar Resonator Antenna Based ona Woodpile EBG Material"
IEEE Trans. on Antennas.and Propagation, 2005.
[20] Sauleau, R., "Etude de résonateurs de Pérot-Fabry et d'antennes imprimées en ondes
millimétriques. Conception d'antennes à faisceau gaussien ". 1999, Thèse de
l'Université de Rennes 1: Rennes.
[21] NEC based antenna modeler and optimizer by Arie Voors
(
[22] Simulation of Wire antennas using 4NEC2, Author: Gunthard Kraus, Oberstudienrat,
Elektronikschule Tettnang, Germany August 15
th
, 2010.
[23] Antenna Engineering, Peter Knott (h-
aachen.de/fileadmin/lehre/AntennaEngineering)./.