Báo cáo Anten PIFA Báo cáo Anten PIFA 4/5/2012
4/5/2012
Lê Sỹ An. Điện tử 7. K54 Lê Sỹ An. Điện tử 7. K54
I./Tìm hiểu chung về anten PIFA I./Tìm hiểu chung về anten PIFA
11.. CCấấu u ttạạoo
Cấu tạo của loại anten này được miêu tả giống như hình sau: Cấu tạo của loại anten này được miêu tả giống như hình sau:
Hình
Hình 1.11.1: Anten Pifa: Anten Pifa
Bên trên là một miếng Patch mỏng, phẳng. Miếng Patch này là thành phần bức xạ Bên trên là một miếng Patch mỏng, phẳng. Miếng Patch này là thành phần bức xạ chủ yếu của anten. Miếng Patch được ghim xuống một mặt phẳng nối đất (Ground chủ yếu của anten. Miếng Patch được ghim xuống một mặt phẳng nối đất (Ground Plane) bởi một phiến mỏng có độ rộng Ws được gọi là Short plate. Một phiến nữa Plane) bởi một phiến mỏng có độ rộng Ws được gọi là Short plate. Một phiến nữa với tên gọi Feed plate được dùng để tiếp điện cho anten. Vị trí đặt Short Plate và với tên gọi Feed plate được dùng để tiếp điện cho anten. Vị trí đặt Short Plate và Feed Plate có ảnh hưởng nhất định đến tần số cộng hưởng của anten.
2.
2. MMô hô hììnnh đh điiệnện
Có thể coi phần ngắn mạch giống như điện cảm song song với Ground, còn phần hở Có thể coi phần ngắn mạch giống như điện cảm song song với Ground, còn phần hở mạch ở bên trái có thể coi như những điện dung. Khoảng cách từ miếng Feed đến mạch ở bên trái có thể coi như những điện dung. Khoảng cách từ miếng Feed đến Short Pin xác định điện cảm, tương ứng với nó, khoảng cách từ miếng Feed đến Short Pin xác định điện cảm, tương ứng với nó, khoảng cách từ miếng Feed đến cạnh của Patch xác định điện dung.
cạnh của Patch xác định điện dung.
Hình
Hình 2.12.1: Mô hình điện: Mô hình điện
Những “điện cảm” và “điện
Những “điện cảm” và “điện dung” này tạo thành mạch dao dung” này tạo thành mạch dao động LC dao động LC dao động vớiđộng với tần số f nào đó. Điều chỉnh vị trí feed, kích thước của patch có thể cho ta được tần tần số f nào đó. Điều chỉnh vị trí feed, kích thước của patch có thể cho ta được tần số cộng hưởng mong muốn.
số cộng hưởng mong muốn.
3.
3. ƯuƯu/n/nhưhược ợc điđiểmểm
Anten PIFA thường được sử dụng làm anten cho các thiết bị di động. Lý do là vì nó Anten PIFA thường được sử dụng làm anten cho các thiết bị di động. Lý do là vì nó có các ưu điểm sau:
có các ưu điểm sau:
-- Dễ dDễ dànàng ẩn g ẩn ở phíở phía ta trorong kng khuhung ng củcủa tha thiếiết bị t bị di đdi độngộng..
-- Giảm được bức xạ ngược về phía đầu của người sử dụng, giảm thiểu được sự hấpGiảm được bức xạ ngược về phía đầu của người sử dụng, giảm thiểu được sự hấp thu sóng điện từ, qua đó nâng cao hiệu suất cho anten.
thu sóng điện từ, qua đó nâng cao hiệu suất cho anten.
-- Độ tăĐộ tăng ícng ích theh theo hai ho hai hướướng phng phân cân cực ngực nganang và dg và dọc đềọc đều ở mức chu ở mức chấp nhấp nhận đưận đượcợc.. Điều này hết sức hữu ích trong một vài hệ thống thông tin, nơi mà định hướng của Điều này hết sức hữu ích trong một vài hệ thống thông tin, nơi mà định hướng của anten phát là không cố định cũng như có sự phản xạ ở góc, cạnh của các thành phần anten phát là không cố định cũng như có sự phản xạ ở góc, cạnh của các thành phần trong môi trường.
Tuy nhiên, băng thông hẹp là nhược điểm của loại anten này. Việc đặt Feed Plate và Tuy nhiên, băng thông hẹp là nhược điểm của loại anten này. Việc đặt Feed Plate và Short Plate là một cách rất tốt để giảm thiểu kích thước anten, nhưng đi cùng với nó Short Plate là một cách rất tốt để giảm thiểu kích thước anten, nhưng đi cùng với nó là giảm băng thông.
là giảm băng thông.
4.
4. Cách tăng băng thông cho Cách tăng băng thông cho antenanten..
Qua nhiều thí nghiệm đo đạc đã có từ trước, chúng ta có thể rút ra một số phương Qua nhiều thí nghiệm đo đạc đã có từ trước, chúng ta có thể rút ra một số phương pháp để
pháp để làm tlàm tăng băng ăng băng thông thông của loạcủa loại anten i anten này.này.
-- Băng Băng thông anten bị ảnh hưởng rất lớn bởi kích thước của tấm thông anten bị ảnh hưởng rất lớn bởi kích thước của tấm Ground Plane. ViệcGround Plane. Việc thay đổi kích thước của Ground Plane sẽ làm băng thông của anten bị thay đổi theo. thay đổi kích thước của Ground Plane sẽ làm băng thông của anten bị thay đổi theo. Thường thì giảm kích thước tấm Ground Plane có thể giúp mở rộng băng thông của Thường thì giảm kích thước tấm Ground Plane có thể giúp mở rộng băng thông của hệ thống anten loại này. Để thay đổi đặc tính kết cấu, qua đó tăng băng thông, hệ thống anten loại này. Để thay đổi đặc tính kết cấu, qua đó tăng băng thông, người ta thường tạo 1 vài khe, rãnh ở cạnh của Ground Plane (Hình 2).
người ta thường tạo 1 vài khe, rãnh ở cạnh của Ground Plane (Hình 2).
-- Hình
Hình 4.1: C4.1: Các Sloác Slot trên t trên mặt phẳmặt phẳng Gong Gound Plund Planeane
Ground
Ground hình Lhình L
Thay vì sử dụng 1 mặt phẳn Ground, ta có thể sử dụng Ground hình L. Hình dạng này giúp Thay vì sử dụng 1 mặt phẳn Ground, ta có thể sử dụng Ground hình L. Hình dạng này giúp làm giảm bức xạ ngược và tăng độ tăng ích của anten.
Ground
Ground hình hình L L Ground Ground thườngthường
Một miếng Ground dọc được thêm vào, qua đó tăng hiệu suất của anten. Hơn nữa, cùng vì Một miếng Ground dọc được thêm vào, qua đó tăng hiệu suất của anten. Hơn nữa, cùng vì có miếng Ground dọc, đường feed và short có thể ở cùng trên một mặt phẳng bức xạ có miếng Ground dọc, đường feed và short có thể ở cùng trên một mặt phẳng bức xạ (Patch) hoặc để vuông góc như thông thường. Miếng Patch luôn được đặt gần Ground dọc (Patch) hoặc để vuông góc như thông thường. Miếng Patch luôn được đặt gần Ground dọc để giảm chiều dài của feed đồng trục, dễ dàng phối hợp trở kháng để tăng băng thông.
để giảm chiều dài của feed đồng trục, dễ dàng phối hợp trở kháng để tăng băng thông.
Để tối ưu việc phối hợp trở kháng, khoảng cách d giữa shorting Pin và Feed thường nằm Để tối ưu việc phối hợp trở kháng, khoảng cách d giữa shorting Pin và Feed thường nằm tỏng khoảng 0.75-2mm.
tỏng khoảng 0.75-2mm.
Giả sử ta có một mẫu PIFA antenna với các thông số như trên hình. Tác động của việc thay Giả sử ta có một mẫu PIFA antenna với các thông số như trên hình. Tác động của việc thay đổi L, W đến băng thông sẽ được thể hiện qua các hình dưới đây:
-- Sử dSử dụng ụng các các bộ cbộ cộng hộng hưởng ưởng ký ský sinh inh với với tần tần số csố cộng ộng hưởng hưởng chíchính.nh. -- KKíícch h tthhíícch h đđa ma mooddee
-- Sử dụng Stack elementsSử dụng Stack elements
5.
5. Tính toán lý thuyết anten.Tính toán lý thuyết anten.
L+H –Ws+h=λ/4 (4.1) L+H –Ws+h=λ/4 (4.1)
Với L và h là chiều dài và rộng của miếng Patch. Với L và h là chiều dài và rộng của miếng Patch. Ws là bề rộng phiến Short Plate.
Ws là bề rộng phiến Short Plate.
h là khoảng cách giữa miếng Patch và mặt phẳng Ground Plane. h là khoảng cách giữa miếng Patch và mặt phẳng Ground Plane. Tính được λ ta dễ dàng tính được tần số cộng hưởng f của anten. Tính được λ ta dễ dàng tính được tần số cộng hưởng f của anten.
Tuy nhiên, theo nhiều tài liệu, công thức trên chỉ là công thức theo lý thuyết. Việc Tuy nhiên, theo nhiều tài liệu, công thức trên chỉ là công thức theo lý thuyết. Việc áp dụng nó vào thực tế gây ra sai số khá đáng kể. Dễ dàng so sánh, khá nhiều đại áp dụng nó vào thực tế gây ra sai số khá đáng kể. Dễ dàng so sánh, khá nhiều đại lượng ở hình 1.1
lượng ở hình 1.1 không xuất hiện ở công thức 4.1, nhưng theo thực nghiệm, nhữngkhông xuất hiện ở công thức 4.1, nhưng theo thực nghiệm, những thông số đó đều ảnh hưởng ít nhiều đến tần số cộng hưởng. Chẳng hạn như: thông số đó đều ảnh hưởng ít nhiều đến tần số cộng hưởng. Chẳng hạn như: -Tăng h, L, W làm giảm tần số cộng hưởng. -Tăng h, L, W làm giảm tần số cộng hưởng. -Tăng Ws, L -Tăng Ws, L b b, L, Lss làm tăng tần số cộng hưởng.làm tăng tần số cộng hưởng.
Công thức tổng quát bao gồm các yếu tố trên là: Công thức tổng quát bao gồm các yếu tố trên là:
f = c/(3W+5.6L+3.7h-3W
f = c/(3W+5.6L+3.7h-3Wf f - 3.7W- 3.7Wss – 4.3L– 4.3L b b – 2.5L– 2.5Lss))
Tuy nhiên, công thức trên vẫn chỉ là công thức có được do thực nghiệm và vẫn có Tuy nhiên, công thức trên vẫn chỉ là công thức có được do thực nghiệm và vẫn có sai số nhất định. Việc tính toán anten vẫn cần phải có sự chỉnh sửa từ người thực sai số nhất định. Việc tính toán anten vẫn cần phải có sự chỉnh sửa từ người thực hiện để có được kết quả như mong muốn.
hiện để có được kết quả như mong muốn.
6.
6. PhPhối hối hợp ợp trtrở kở kháhángng..
Phối hợp trở kháng đối với anten PIFA được thực hiện bằng cách xác định vị trí đặt Phối hợp trở kháng đối với anten PIFA được thực hiện bằng cách xác định vị trí đặt của Feed Plate và Short Plate và tối ưu hóa không gian giữa chúng.
của Feed Plate và Short Plate và tối ưu hóa không gian giữa chúng.
Điều cốt lõi khi thiết kế anten PIFA là không dùng thêm bất kì một thành phần phụ Điều cốt lõi khi thiết kế anten PIFA là không dùng thêm bất kì một thành phần phụ nào để phối ghép mạng, vì vậy tránh được những tổn thất không đáng có.
nào để phối ghép mạng, vì vậy tránh được những tổn thất không đáng có.
77.. ĐĐa a bbăănngg..
Đa băng ở đây được hiểu là anten cộng hưởng không chỉ ở một mà ở một vài tần số. Đa băng ở đây được hiểu là anten cộng hưởng không chỉ ở một mà ở một vài tần số. Trong thực tế hiện nay, gần như tất cả các loại anten được sử dụng đều
Trong thực tế hiện nay, gần như tất cả các loại anten được sử dụng đều có thể chạycó thể chạy trên nhiều băng tần khác nhau.
trên nhiều băng tần khác nhau.
Đối với anten PIFA dual-band, có 2 phương pháp chính để thiết kế: Đối với anten PIFA dual-band, có 2 phương pháp chính để thiết kế: Dùng 2 miếng Patch riêng rẽ để
Dùng 2 miếng Patch riêng rẽ để tạo ra 2 tạo ra 2 tần số cộng hưởng khác nhautần số cộng hưởng khác nhau. 2 miếng Patch. 2 miếng Patch này sẽ có đường Short và Feed riêng rẽ.
này sẽ có đường Short và Feed riêng rẽ.
Hiện tại, phương pháp này ít được sử dụng do có cấu tạo phức tạp hơn loại dưới đây. Hiện tại, phương pháp này ít được sử dụng do có cấu tạo phức tạp hơn loại dưới đây. Chỉ sử dụng một miếng Patch nhưng sử dụng các rãnh trên miếng Patch đó Chỉ sử dụng một miếng Patch nhưng sử dụng các rãnh trên miếng Patch đó::
-- Sử dụng 2 đường cộng hưởng khác nhau để tạo ra 2 chế độ cộng hưởng riêng lẻSử dụng 2 đường cộng hưởng khác nhau để tạo ra 2 chế độ cộng hưởng riêng lẻ.. Các công nghệ để thiết kế trong trường hợp này là:
Các công nghệ để thiết kế trong trường hợp này là:
: Sử dụng rãnh L : Sử dụng rãnh L
Rãnh được khoét từ biên vào, có tác dụng chia miếng Patch thành 2 thành phần con. Rãnh Rãnh được khoét từ biên vào, có tác dụng chia miếng Patch thành 2 thành phần con. Rãnh được tạo ra sao cho 2 thành phần con này sẽ có 2 tần số cộng hưởng khác nhau giống với được tạo ra sao cho 2 thành phần con này sẽ có 2 tần số cộng hưởng khác nhau giống với tần số mà mình mong muốn. tần số mà mình mong muốn. : chip-inductor loading : chip-inductor loading : folded slit : folded slit
Trường hợp này cũng tương tự như trường hợp sử dụng rãnh L. 2 thành phần con được tạo Trường hợp này cũng tương tự như trường hợp sử dụng rãnh L. 2 thành phần con được tạo ra để cộng hưởng ở 2 tần số khác nhau. Tuy nhiên, tấm subpatch bé, tính từ điểm feed, mở ra để cộng hưởng ở 2 tần số khác nhau. Tuy nhiên, tấm subpatch bé, tính từ điểm feed, mở rộng vào phần trung tâm, bị bao bọc bởi một phần của tấm subpatch lớn. Do đó, tấm rộng vào phần trung tâm, bị bao bọc bởi một phần của tấm subpatch lớn. Do đó, tấm subpatch bé (cộng hưởng ở tần số cao hơn) sẽ có ưu điểm trong việc giảm thiểu bức xạ subpatch bé (cộng hưởng ở tần số cao hơn) sẽ có ưu điểm trong việc giảm thiểu bức xạ ngược, dẫn đến giảm sóng điện từ hấp thu vào đầu của người sử dụng/
ngược, dẫn đến giảm sóng điện từ hấp thu vào đầu của người sử dụng/
: Sử dụng rãnh chữ U : Sử dụng rãnh chữ U
Anten sẽ dao động ở 2 tần số tương ứng với 2 miếng patch có kích cỡ (L
Anten sẽ dao động ở 2 tần số tương ứng với 2 miếng patch có kích cỡ (L11, W, W11) và (L) và (L2,2,WW22).).
f
f
f 22≈ c/4(L≈ c/4(L22+W+W22))
: bộ cộng hưởng LC : bộ cộng hưởng LC
Các phương pháp này sẽ chia miếng Patch bức xạ thành 2 miếng patch con với kích cỡ Các phương pháp này sẽ chia miếng Patch bức xạ thành 2 miếng patch con với kích cỡ khác nhau, cộng hưởng ở các tần số khác nhau.
khác nhau, cộng hưởng ở các tần số khác nhau.
-- Sử dụng 2 tần số cộng hưởng đầu tiên của một đường cộng hưởng đơn để tạo raSử dụng 2 tần số cộng hưởng đầu tiên của một đường cộng hưởng đơn để tạo ra dual-band
dual-band . Các công nghệ thiết kế trong trường hợp này là:. Các công nghệ thiết kế trong trường hợp này là:
:: Sử dụng một khe phân nhánhSử dụng một khe phân nhánh để làm tăng độ dài của đường cộng hưởng
để làm tăng độ dài của đường cộng hưởng Nhánh
Nhánh chính (chính (Main Main slit) cslit) cùng với nùng với nhánh rẽ dhánh rẽ dài hơn (Bài hơn (Branch ranch slit 1) slit 1) là thành là thành phần chủphần chủ yếu để uốn cong dòng điện mặt kích thích. Mặt khác, nhánh rẽ ngắn (Branch slit 2) yếu để uốn cong dòng điện mặt kích thích. Mặt khác, nhánh rẽ ngắn (Branch slit 2) là yếu tố chính để nâng cao phối hợp trở kháng, làm tăng băng thông.Chiều dài của là yếu tố chính để nâng cao phối hợp trở kháng, làm tăng băng thông.Chiều dài của nhánh rẽ ngắn phải nhỏ hơn nhiều chiều dài của nhánh rẽ dài. Điểm Feed và điểm nhánh rẽ ngắn phải nhỏ hơn nhiều chiều dài của nhánh rẽ dài. Điểm Feed và điểm Short phải được đặt gần nhau và phải ở cạnh của miếng patch gần nhánh rẽ ngắn. Short phải được đặt gần nhau và phải ở cạnh của miếng patch gần nhánh rẽ ngắn.
:: sử dụng dải xoắn ốc với bề rộng khác nhausử dụng dải xoắn ốc với bề rộng khác nhau
::gấp nếp miếng Patchgấp nếp miếng Patch
Miếng Patch được đặt trên một lớp điện môi FR4. 2 rãnh được cắt vào để tạo độ Miếng Patch được đặt trên một lớp điện môi FR4. 2 rãnh được cắt vào để tạo độ gấp khúc cho dòng điện mặt kích thích. Tổng độ dài hiệu dụng của dòng điện mặt gấp khúc cho dòng điện mặt kích thích. Tổng độ dài hiệu dụng của dòng điện mặt kích thích có thể lớn hơn rất nhiều so với chiều dài vật lý của miếng FR4. Từ đó kích thích có thể lớn hơn rất nhiều so với chiều dài vật lý của miếng FR4. Từ đó làm giảm yêu cầu về chiều dài của anten. Biến đổi tỉ số mặt cắt (L/W), tỉ lệ tần số làm giảm yêu cầu về chiều dài của anten. Biến đổi tỉ số mặt cắt (L/W), tỉ lệ tần số của 2 tần số cộng hưởng đầu tiên cũng sẽ được mở rộng hơn
của 2 tần số cộng hưởng đầu tiên cũng sẽ được mở rộng hơn
8.
8. TiTiếp đếp điệiện cn cho ho anantetenn
Với Single-Band, các phương pháp tiếp điện sau thường được sử dụng: Với Single-Band, các phương pháp tiếp điện sau thường được sử dụng:
: Ghép khe : Ghép khe
: Dùng Probe đồng trục : Dùng Probe đồng trục
: Dùng đường truyền vi dải : Dùng đường truyền vi dải
:Coplanar probe feed :Coplanar probe feed
9.
Nhìn chu
Nhìn chung có 2 kiểu anteng có 2 kiểu anten được quan tân được quan tâm cho hệ thống Wm cho hệ thống WLAN, LAN, một là cho nhữnmột là cho nhữngg trạm WLAN cố định, hai là cho các thiết bị di động đầu cuối. Đối với loại anten cho trạm WLAN cố định, hai là cho các thiết bị di động đầu cuối. Đối với loại anten cho các trạm phát W
các trạm phát WLAN, pLAN, phải có sự phối hợp trở kháng sao cho VShải có sự phối hợp trở kháng sao cho VSWR WR ở khoảngở khoảng 1.5:1 hay ReturnLoss xấp xỉ 14dB.
1.5:1 hay ReturnLoss xấp xỉ 14dB.
Trước đây, loại anten này thường sử dụng 2 đường feed, làm tăng tính phức tạp của Trước đây, loại anten này thường sử dụng 2 đường feed, làm tăng tính phức tạp của anten. Giờ đây, phương pháp sử dụng 1 đường feed được phát triển, ví dụ như dùng anten. Giờ đây, phương pháp sử dụng 1 đường feed được phát triển, ví dụ như dùng Coplanar probe feed.
Coplanar probe feed.
II./ Thiết kế chế tạo anten PIFA dual band 900MHz và 2.3GHz II./ Thiết kế chế tạo anten PIFA dual band 900MHz và 2.3GHz
1.
1. PhPhươương png pháháp lp lựa cựa chọhọnn Phương pháp lựa chọn:
Phương pháp lựa chọn: Chỉ sử dụng một miếng Patch nhưng sử dụng các rãnh trênChỉ sử dụng một miếng Patch nhưng sử dụng các rãnh trên miếng Patch đó.
miếng Patch đó.
Lí do: Tối ưu hóa diện tích. Hiện nay đây cũng là phương pháp chính dùng để Lí do: Tối ưu hóa diện tích. Hiện nay đây cũng là phương pháp chính dùng để thiết kế anten cho các thiết bị không dây.
thiết kế anten cho các thiết bị không dây.
Trong phương pháp này, lại được chia tiếp thành 2 phương pháp: Trong phương pháp này, lại được chia tiếp thành 2 phương pháp:
-- 1. Sử dụng 2 đường cộng hưởng khác nhau để tạo ra 2 chế độ cộng hưởng riêng lẻ.1. Sử dụng 2 đường cộng hưởng khác nhau để tạo ra 2 chế độ cộng hưởng riêng lẻ.
-- 2. Sử dụng 2 tần số cộng hưởng đầu tiên của một đường cộng hưởng đơn để tạo ra2. Sử dụng 2 tần số cộng hưởng đầu tiên của một đường cộng hưởng đơn để tạo ra dual-band.
dual-band.
Tuy nhiên phương án 1 được lựa chọn, cụ thể đây là việc sử dụng rãnh chữ U. Lí do Tuy nhiên phương án 1 được lựa chọn, cụ thể đây là việc sử dụng rãnh chữ U. Lí do của việc lựa chọn phương pháp này là do phương án 2 chưa có công thức cụ thể để của việc lựa chọn phương pháp này là do phương án 2 chưa có công thức cụ thể để tính toán 2 tần số cộng hưởng đầu tiên, việc sẻ rãnh anten theo cách này cũng chưa tính toán 2 tần số cộng hưởng đầu tiên, việc sẻ rãnh anten theo cách này cũng chưa có 1 hướng dẫn cụ thể nào. Với phương pháp 2 và cụ thể là sử dụng rãnh chữ U, có 1 hướng dẫn cụ thể nào. Với phương pháp 2 và cụ thể là sử dụng rãnh chữ U, công thức tính tần số cộng hưởng của từng miếng Patch đã biết, do đó dễ dàng cho công thức tính tần số cộng hưởng của từng miếng Patch đã biết, do đó dễ dàng cho việc tính toán được tần số cộng hưởng, thích hợp cho người mới làm quen về anten việc tính toán được tần số cộng hưởng, thích hợp cho người mới làm quen về anten PIFA. Tất nhiên, phương án 1 thường chỉ thích hợp cho dual band. Khi yêu cầu PIFA. Tất nhiên, phương án 1 thường chỉ thích hợp cho dual band. Khi yêu cầu nhiều band hơn, phương án 1 tỏ rõ nhược điểm so với phương án 2.
nhiều band hơn, phương án 1 tỏ rõ nhược điểm so với phương án 2. 2.
Để kiểm chứng sự đúng đắn của công thức, em đã thiết kế 1 anten PIFA ở dạng cơ Để kiểm chứng sự đúng đắn của công thức, em đã thiết kế 1 anten PIFA ở dạng cơ bản (chư
bản (chưa sẻ rãa sẻ rãnh chữ nh chữ U) với U) với các kícác kích thướch thước sau: c sau: (đơn vị:mm(đơn vị:mm).).
Hình
Hình 2.12.1: Hình ảnh mô phỏng trong file 1.cst : Hình ảnh mô phỏng trong file 1.cst Miếng Patch có kích thước L1xW1=46x44. Dày 0.1.
Miếng Patch có kích thước L1xW1=46x44. Dày 0.1. Chiều cao h =10
Chiều cao h =10
Substrate: Sử dụng FR4 có hằng số điện môi 4,4. Bề dày 0.8 Substrate: Sử dụng FR4 có hằng số điện môi 4,4. Bề dày 0.8 Miếng Short có bề rộng Ws=17mm. Dày 0.1mm
Miếng Short có bề rộng Ws=17mm. Dày 0.1mm
Vị trí feed đặt ở chính giữa 1 cạnh của miếng Patch như hình vẽ. Vị trí feed đặt ở chính giữa 1 cạnh của miếng Patch như hình vẽ. Tính toán lý thuyết: Tính toán lý thuyết: Áp dụng công thức: L+H –Ws=λ/4 . Thay bằng các giá trị cụ thể như ở trên tính Áp dụng công thức: L+H –Ws=λ/4 . Thay bằng các giá trị cụ thể như ở trên tính được: được: f≈0.9Ghz f≈0.9Ghz Kết quả mô phỏng: Kết quả mô phỏng:
Hình
Hình 2.22.2: Kết quả mô phỏng S1,1 trong file 1.cst : Kết quả mô phỏng S1,1 trong file 1.cst Nhận x
Nhận xét: Côét: Công thức ng thức tính ttính toán lý oán lý thuyết thuyết cho ra cho ra kết quả kết quả gần đúng.gần đúng. Nhìn c
Nhìn chung băhung băng thônng thông còn g còn hẹp.hẹp. 3.
3. ThThay đay đổi ổi cácác tc thôhông sng sốố
Thử thay đổi độ rộng Ws của miếng Short để xem sự thay đổi: Thử thay đổi độ rộng Ws của miếng Short để xem sự thay đổi:
Hình
Hình 3.13.1: S1,1 thay đổi với các giá trị khác nhau của Ws trong file 1.cst : S1,1 thay đổi với các giá trị khác nhau của Ws trong file 1.cst
Nhận xét:
Nhận xét: Từ công tTừ công thức cũng như thức cũng như từ hình vẽ trêừ hình vẽ trên có thể thấy tn có thể thấy tăng Ws làăng Ws làm giảm độ dàm giảm độ dàii bước sóng, dẫn đế
bước sóng, dẫn đến tần số cộng hưởn tần số cộng hưởng giảm. Vng giảm. Với mô hình ới mô hình trên, Ws=trên, Ws=17 cho kết q17 cho kết quả S1,1uả S1,1 tốt nhất.
Điều này cũng kiểm chứng cho lý thuyết:
Điều này cũng kiểm chứng cho lý thuyết:Phối hợp trở kháng đối với anten PIFA đượcPhối hợp trở kháng đối với anten PIFA được thực hiện bằng cách xác định vị trí đặt của Feed Plate và Short Plate và tối ưu hóa thực hiện bằng cách xác định vị trí đặt của Feed Plate và Short Plate và tối ưu hóa không gian giữa chúng.
không gian giữa chúng.
Để kiếm chứng lại lý thuyết trên 1
Để kiếm chứng lại lý thuyết trên 1 lần nữa, vị trí feed đlần nữa, vị trí feed được thay đổi sang góc như ược thay đổi sang góc như hình vẽ:hình vẽ:
Hình 3.2
Hình 3.2: Mô phỏng anten trong file 2.cst : Mô phỏng anten trong file 2.cst Kết quả mô phỏng:
Kết quả mô phỏng:
Hình 3.3
Hình 3.3: Kết quả mô phỏng S1,1 trong file 2.cst : Kết quả mô phỏng S1,1 trong file 2.cst
Nhận xét:
Nhận xét: Rõ ràng S1Rõ ràng S1,1 sâu nhất vẫn c,1 sâu nhất vẫn chỉ đạt -15.0hỉ đạt -15.06dB ở tần số 0.6dB ở tần số 0.957GHz. K957GHz. Kết quả nàyết quả này kém hơn kết quả ở
kém hơn kết quả ở Hình 2.Hình 2.
44.. TTạo ạo dduuaal bl banandd
Sẻ rãnh để tạo dual band. Sẻ rãnh để tạo dual band.
Mô hình được thể hiện như hình dưới đây: Mô hình được thể hiện như hình dưới đây:
Hình
Hình 4.14.1: Mô hình anten PIFA rãnh U trong file 3.cst : Mô hình anten PIFA rãnh U trong file 3.cst
Vấn đề gặp phải: Không biết lấy giá trị Ws đối với miếng SubPatch bên trong là bao Vấn đề gặp phải: Không biết lấy giá trị Ws đối với miếng SubPatch bên trong là bao nhiêu để áp dụng vào công thức tính giá trị tần số cộng hưởng.
nhiêu để áp dụng vào công thức tính giá trị tần số cộng hưởng. Thử với các giá trị sau: (đơn vị:mm)
Thử với các giá trị sau: (đơn vị:mm) L2=21 cho đến L2=25
L2=21 cho đến L2=25 W2=13.
W2=13. Như đã bi
Như đã biết, tầm ết, tầm Patch Patch lớn có nlớn có nhiệm hiệm vụ cộng vụ cộng hưởng ở tầhưởng ở tần số 900n số 900MHz. MHz. Kvực Kvực nhạynhạy cảm ở tần số 900MHz đối với miếng Patch lớn này là ở cạnh. Do đó có thể suy đoán cảm ở tần số 900MHz đối với miếng Patch lớn này là ở cạnh. Do đó có thể suy đoán việc khoét rãnh ở trung tâm miếng Patch để tạo SubPatch cộng hưởng ở tần số
việc khoét rãnh ở trung tâm miếng Patch để tạo SubPatch cộng hưởng ở tần số 2,3GHz sẽ không gây ảnh hưởng hoặc ảnh hưởng ở mức độ nhỏ với việc cộng 2,3GHz sẽ không gây ảnh hưởng hoặc ảnh hưởng ở mức độ nhỏ với việc cộng hưởng ở tần số 900MHz.
hưởng ở tần số 900MHz.
Hình
Nhận x
Nhận xét: So ét: So sánh gisánh giữaữa hình 2.2hình 2.2 vàvà hình 4.2hình 4.2 ta thấy ở tần số 900MHz, S1,1 làta thấy ở tần số 900MHz, S1,1 là
giống nhau. Điều này khẳng định suy đoán ở trên. Ở khoảng tần số gần với 2.3GHz, giống nhau. Điều này khẳng định suy đoán ở trên. Ở khoảng tần số gần với 2.3GHz, giá trị của S1,1 cũng đã trũng xuống tuy nhiên không đáng kể. Kết quả này là do ở giá trị của S1,1 cũng đã trũng xuống tuy nhiên không đáng kể. Kết quả này là do ở tần số 2.3GHz chưa có phối hợp trở kháng.
tần số 2.3GHz chưa có phối hợp trở kháng. 5.
Hình 5.1
