Bài tập: Thiết kế anten vi dải

Điện tử 4-k7

Thiết kế anten vi dải
Sinh viên :Nguyễn Văn Tuấn
Đinh Thị Tuyển

Chọn vật liệu chế tạo là tấm mạch in hai mặt có hệ số điện môi εr=2,4 và độ dày
h=1,5 mm

Tần số hoạt động
Hằng số điện môi của lớp điện môir
Độ dày lớp điện môi (h)
Phương thức tiếp điện

2,4GHz
4,4(FR4)
1,6mm
Microstrip line

Sự phân cực

Thẳng

Tính toánkích thước anten làm việc ở tần số fr= 2,4 GHz

1 Chiều rộng mặt bức xạ

Giáo Viên: Đinh Thị Kim Phượng


Điện tử 4-k7

Với: fr= 3,5 x109Hz
Vo=c= 3*108 m/s
εr=4,4(FR4)
Thay vào công thức ta có :W=26,08 mm
2 Hệ số điện môi hiệu dụng của patch

Với: h=1,5 mm
W= 26,08 mm
εr=4,4(FR4)
Thay vào công thức ta có:reff = 4.008
3 Chiêu dài mở rộng của miếng patch

Với: h=1,6 mm
W=26,08 mm
εreff=4,008
Thay vào công thức ta có: L= 0,705mm
4 Chiều dài thực L của miếng patch
Giáo Viên: Đinh Thị Kim Phượng


Điện tử 4-k7
L=Leff - 2L

Trong đó:
Leff chiều dài hiệu dụng
v0=c = 3*108 m/s
εreff=4,008
L= 0,705mm
Thay vào công thức ta có: L= 20mm
5 ,Kích thước mặt phẳng đất (Wg và Lg) theo công thức:

Wg = 6h+ W
Lg = 6h+L
Trong đó : h=1,6mm
W=26,08mm
L=20mm
Thay vào công thức ta được:
Wg= 35,08mm
Lg = 29,6mm
6,Điện dẫn G1,G12

Giáo Viên: Đinh Thị Kim Phượng


Điện tử 4-k7

Tính G1:

Trong đó
X = koW
W=26,08mm
f0=3,5Ghz
k0 = 2π/λo
Si = sin integral
Với Si tính theo công thức:
Giáo Viên: Đinh Thị Kim Phượng


Điện tử 4-k7

Thay vào công thức ta tính được :G1= 9,67x10-4 (siemens)

Tính G12:

Với J0 là hàm bassel loại 1 bậc 0
G12 = 12,64x10-4 (siemens) tính trên matlab

7, Trở kháng ngõ vào Rin (tại cạnh y=0) của anten vi dải
Rin = = 224ohm
Ta tính y0 điểm cấp tín hiệu cho anten

Trong đó
Rin(y=0) = 224 ohm
Rin(y=y0) = 50 ohm
L= 20mm
Thay vào công thức ta tính được : y0= 6,87 mm

8, Chiều rộng của đường truyền vi dải cấp tín hiệu cho anten (w0)
Giáo Viên: Đinh Thị Kim Phượng


Điện tử 4-k7
Để phối hợp trở kháng thì đường vi dải cấp tín hiệu cho anten tại vị trí y0 có w0
tính theo công thức:

Wo =

=5.64

Trong đó:
h= 1,6mm
r

= 4.4
Thay vào công thức ta tính được : w0= 2.87mm
Chiều dài của đường truyền vi dải là :

L0 = =
�0=
f0= 3,5 GHz
εr=4.4
c=3*108 m/s
Thay vào công thức ta tính được : L0 = 10,21mm

Các thông số tính toán patch anten vi dải 2,4GHz
Các thông số
Chiều rộng (W)
Chiều dài (L)
Trở kháng vào(Rin)
Điểm cấp nguồn (y0)
Chiều rộng lớp điện môi(wg)
Chiều dài lớp điện môi (Lg)
Giáo Viên: Đinh Thị Kim Phượng

Kết quả
26,08 mm
20 mm
224 ohm
6,87 mm
35,08 mm
29,6 mm

Điện tử 4-k7

Các thông số tính toán đường truyền vi dải với r = 4,4 , h=1.6mm
Trở kháng vào (Z0)
Chiều rộng (w0)
Chiều dài (L0 )

Giáo Viên: Đinh Thị Kim Phượng

50 ohm
2.87 mm
10,21 mm