Nghiên Cứu Nâng Cao Chất Lượng Phần Tử Siêu Cao Tần Với Công Nghệ Vật Liệu Nền SIW

Nghiên cứu ứng dụng công nghệ vật liệu nền siw nhằm nâng cao chất lượng các phần tử siêu cao tần trong đài ra đa, mở ra hướng đi mới cho công nghệ radar.

• Tác giả: Trần Thị Trâm
• Người hướng dẫn: TS. Lê Vĩnh Hà
• Trường học: Viện Khoa Học Và Công Nghệ Quân Sự
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Ra Đa
• Đề tài: Nâng Cao Chất Lượng Phần Tử Siêu Cao Tần Bằng Công Nghệ Vật Liệu Nền SIW
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng Quan Vật Liệu Nền SIW Ứng Dụng Siêu Cao Tần

Sự phát triển của khoa học công nghệ thúc đẩy các hệ thống truyền thông vô tuyến đa phương tiện băng rộng và ra đa số hiện đại. Các hệ thống này đòi hỏi các phần tử hoạt động ở dải sóng siêu cao tần với chất lượng cao. Bài toán nâng cao chất lượng các phần tử này luôn là trọng tâm. Các công nghệ như EBG, DGS, và đặc biệt là SIW (Substrate Integrated Waveguide) đang được nghiên cứu và phát triển mạnh mẽ. Công nghệ vật liệu nền SIW mang đến những khả năng mới trong thiết kế mạch và linh kiện chủ chốt hoạt động ở tần số vô tuyến (RF) và siêu cao tần. Các nghiên cứu về công nghệ vật liệu nền đang được quan tâm đặc biệt, thể hiện qua các công trình khoa học đã công bố.

1.1. Giới Thiệu Chung về Công Nghệ Vật Liệu Nền SIW

Công nghệ SIW là một giải pháp thỏa hiệp giữa ống dẫn sóng cổ điển và công nghệ đường truyền phẳng, đặc biệt hiệu quả ở dải sóng siêu cao tần. Mạch vi dải hoạt động tốt ở tần số thấp nhưng kém hiệu quả ở tần số cao, trong khi ống dẫn sóng (WG) lý tưởng cho tần số cao nhưng tốn kém và khó tích hợp. SIW khắc phục những hạn chế này, mang lại hệ số phẩm chất Q cao. Theo tài liệu gốc, "ở dải sóng này mạch dải bị tổn hao rất nhiều nên đòi hỏi thiết kế các phần tử trên công nghệ SIW với hệ số phẩm chất Q cao [34]."

1.2. Ứng Dụng Tiềm Năng của Vật Liệu Nền SIW Tiên Tiến

Công nghệ SIW đã được ứng dụng trong truyền thông sóng milimet, hệ thống phân kênh chất lượng cao, mạng không dây, ra đa, cảm biến hình ảnh và thiết bị y sinh. Các nhà khoa học đang tập trung nghiên cứu phát triển công nghệ vật liệu nền để giải quyết nhiều vấn đề ở dải tần cao như xây dựng cấu hình ăng-ten đơn giản, mở rộng dải thông, thiết kế ăng-ten đa băng tần, bộ lọc, bộ dao động và hệ thống thu phát cho ra đa MIMO. Nhiều kết quả nghiên cứu đã trở thành cơ sở lý thuyết cho các ứng dụng thực tế.

II. Thách Thức Chất Lượng Phần Tử Siêu Cao Tần SIW

Mặc dù có nhiều ưu điểm, công nghệ vật liệu nền SIW vẫn còn những thách thức cần giải quyết để nâng cao chất lượng phần tử siêu cao tần. Các nghiên cứu hiện tại tập trung vào ứng dụng cho thiết bị viễn thông ở tần số cao (băng tần Ka, V, Q) mà chưa có nhiều nghiên cứu cho dải sóng siêu cao tần của đài ra đa (băng tần C, S, X). Việc kết hợp các công nghệ trên vật liệu nền, ví dụ như SIW với EBG hoặc DGS, cũng chưa được khai thác triệt để. Việc giảm kích thước, cải thiện băng thông và giảm thiểu tổn hao là những mục tiêu quan trọng.

2.1. Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Hiệu Suất Siêu Cao Tần SIW

Việc thực hiện các phần tử SIW trong dải sóng cm và mm đòi hỏi sự phát triển của các cấu trúc mới. Mục tiêu là giảm kích thước, cải thiện băng thông và giảm thiểu tổn hao. Các cấu trúc nhiều lớp hoặc kết hợp nhiều cấu trúc trong một phần tử có thể mang lại sự linh hoạt trong thiết kế, đồng thời duy trì ưu điểm của công nghệ chế tạo phẳng và chi phí thấp. Công nghệ SIW mới sẽ thúc đẩy sự phát triển của các phần tử có chất lượng cao và tích hợp nhiều chức năng.

2.2. Vấn Đề Tổn Hao Tín Hiệu Trong Vật Liệu Nền SIW

Một trong những thách thức lớn nhất của SIW là giảm thiểu độ suy hao tín hiệu. Tổn hao có thể phát sinh từ nhiều nguồn, bao gồm tổn hao điện môi của vật liệu nền, tổn hao dẫn điện của kim loại và tổn hao do bức xạ. Việc lựa chọn vật liệu SIW tiên tiến với đặc tính điện môi tốt và sử dụng kỹ thuật chế tạo chính xác là rất quan trọng để giảm thiểu tổn hao. Các phương pháp thiết kế tối ưu cũng có thể giúp giảm tổn hao bức xạ.

III. Giải Pháp Thiết Kế Tối Ưu Phần Tử Siêu Cao Tần SIW

Luận án này tập trung vào việc nghiên cứu và đề xuất các giải pháp ứng dụng công nghệ vật liệu nền SIW để nâng cao chất lượng các phần tử siêu cao tần trong đài ra đa. Các giải pháp này có khả năng ứng dụng trong tuyến cao tần của các đài ra đa quân sự. Mục tiêu là đưa ra các thiết kế tối ưu cho bộ lọc, bộ di pha và bộ dao động, đáp ứng yêu cầu về kích thước, băng thông, tổn hao và hiệu suất.

3.1. Thiết Kế Bộ Lọc HMSIW Suy Hao Nhỏ Độ Chọn Lọc Cao

Luận án đề xuất giải pháp ứng dụng công nghệ SIW để thực hiện bộ lọc HMSIW (Half Mode Substrate Integrated Waveguide) có kích thước và suy hao nhỏ, độ chọn lọc cao. Thiết kế này tận dụng ưu điểm của cấu trúc HMSIW để giảm kích thước và cải thiện hiệu suất. Các tham số thiết kế được tối ưu hóa để đạt được đáp ứng tần số mong muốn và giảm thiểu tổn hao. Theo tài liệu gốc, "Đề xuất giải pháp ứng dụng công nghệ SIW để thực hiện bộ lọc HMSIW có kích thước và suy hao nhỏ, độ chọn lọc cao;..."

3.2. Cải Tiến Bộ Di Pha SIW Băng Thông Rộng Tổn Hao Thấp

Một giải pháp khác là thiết kế bộ di pha SIW chữ nhật 2 lớp có băng thông rộng, tổn hao nhỏ và mức di pha có thể điều chỉnh bằng điện tử. Cấu trúc 2 lớp giúp tăng cường khả năng điều khiển pha và giảm thiểu tổn hao. Việc sử dụng các linh kiện điều khiển điện tử cho phép điều chỉnh mức di pha một cách linh hoạt. Các kết quả mô phỏng và đo đạc thực tế được sử dụng để đánh giá chất lượng của bộ di pha.

3.3. Phát Triển Bộ Dao Động VCO Tạp Pha Nhỏ Băng Tần X

Luận án cũng đề xuất giải pháp thiết kế bộ dao động VCO (Voltage Controlled Oscillator) tạp pha nhỏ băng tần X sử dụng bộ cộng hưởng SIW gây nhiễu chế độ kép. Kỹ thuật gây nhiễu chế độ kép giúp giảm thiểu tạp pha và cải thiện chất lượng tín hiệu dao động. Các tham số thiết kế được tối ưu hóa để đạt được dải điều chỉnh tần số rộng và độ ổn định cao.

IV. Kết Hợp Công Nghệ SIW EBG DGS Cho Bộ Lọc Tối Ưu

Để nâng cao hơn nữa chất lượng bộ lọc, luận án đề xuất giải pháp kết hợp công nghệ SIW với công nghệ EBG và DGS. Sự kết hợp này giúp cải thiện dải thông, độ chọn lọc và giảm kích thước của bộ lọc thông dải SIW-CPW. Các cấu trúc EBG và DGS được tích hợp một cách chiến lược để điều chỉnh đặc tính truyền dẫn và giảm thiểu ảnh hưởng của các thành phần ký sinh.

4.1. Ứng Dụng EBG DGS Nâng Cao Chất Lượng Bộ Lọc SIW

Công nghệ EBG (Electromagnetic Band Gap) tạo ra dải tần số mà sóng điện từ không thể lan truyền, giúp ngăn chặn nhiễu và cải thiện độ cách ly giữa các phần tử. Công nghệ DGS (Defected Ground Structure) tạo ra các khuyết tật trên mặt đất, giúp điều chỉnh đặc tính truyền dẫn và cải thiện hiệu suất của mạch. Việc kết hợp hai công nghệ này với SIW mang lại những lợi ích đáng kể.

4.2. Thiết Kế Bộ Lọc SIW CPW Băng Tần C Băng Tần X

Luận án trình bày thiết kế và mô phỏng bộ lọc SIW-CPW (Coplanar Waveguide) băng tần C và băng tần X sử dụng kết hợp công nghệ SIW, EBG và DGS. Các tham số thiết kế được tối ưu hóa để đạt được yêu cầu kỹ thuật về dải thông, độ chọn lọc và kích thước. Các kết quả mô phỏng và đo đạc thực tế được so sánh để đánh giá hiệu quả của giải pháp.

V. Kết Quả Nghiên Cứu Đánh Giá So Sánh Hiệu Quả Vật Liệu

Các kết quả nghiên cứu cho thấy các giải pháp đề xuất có khả năng nâng cao chất lượng các phần tử siêu cao tần một cách hiệu quả. Bộ lọc HMSIW có kích thước nhỏ và độ chọn lọc cao. Bộ di pha SIW có băng thông rộng và tổn hao thấp. Bộ dao động VCO có tạp pha nhỏ. Bộ lọc SIW-CPW kết hợp EBG và DGS có dải thông rộng và độ chọn lọc cao. Các kết quả này được so sánh với các nghiên cứu đã công bố để đánh giá tính ưu việt của các giải pháp đề xuất.

5.1. So Sánh Chất Lượng Bộ Lọc HMSIW Với Các Thiết Kế Khác

Chất lượng của bộ lọc HMSIW được đánh giá dựa trên các tham số như độ suy hao chèn, độ suy hao phản xạ, độ chọn lọc và kích thước. Các kết quả này được so sánh với các bộ lọc băng tần S đã công bố để chứng minh tính ưu việt của thiết kế HMSIW. Bảng so sánh được trình bày để làm rõ các ưu điểm của bộ lọc HMSIW.

5.2. Đánh Giá Hiệu Suất Bộ Dao Động VCO Sử Dụng SIW

Hiệu suất của bộ dao động VCO được đánh giá dựa trên các tham số như tạp pha, dải điều chỉnh tần số, công suất đầu ra và độ ổn định. Các kết quả này được so sánh với các bộ VCO đã công bố để chứng minh hiệu quả của việc sử dụng bộ cộng hưởng SIW gây nhiễu chế độ kép. Các biểu đồ và bảng số liệu được sử dụng để minh họa các kết quả.

VI. Tương Lai Phát Triển Vật Liệu SIW Cho Ứng Dụng Thực Tế

Nghiên cứu này mở ra hướng phát triển mới cho việc ứng dụng công nghệ vật liệu nền SIW trong các hệ thống ra đa quân sự. Các giải pháp đề xuất có thể được sử dụng để thay thế hoặc cải tiến các mô đun và phần tử trong tuyến thu phát của các đài ra đa. Việc tiếp tục nghiên cứu và phát triển công nghệ SIW sẽ góp phần nâng cao chất lượng và hiệu suất của các hệ thống ra đa hiện đại.

6.1. Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Về Vật Liệu Nền SIW

Các hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc phát triển các vật liệu mới cho SIW với đặc tính điện môi tốt hơn và tổn hao thấp hơn. Nghiên cứu về các cấu trúc SIW phức tạp hơn, chẳng hạn như SIW 3D, cũng có thể mang lại những lợi ích đáng kể. Việc tích hợp SIW với các công nghệ khác, chẳng hạn như MEMS, cũng là một hướng đi đầy hứa hẹn.

6.2. Ứng Dụng Của Vật Liệu SIW Trong Viễn Thông Ra Đa

Công nghệ SIW có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong cả lĩnh vực viễn thông và ra đa. Trong viễn thông, SIW có thể được sử dụng để thiết kế các bộ lọc, bộ khuếch đại và ăng-ten cho các hệ thống truyền thông không dây tốc độ cao. Trong ra đa, SIW có thể được sử dụng để thiết kế các bộ thu phát, bộ xử lý tín hiệu và ăng-ten cho các hệ thống ra đa quân sự và dân sự.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 trình bày tổng quan về các công nghệ sử dụng vật liệu nền, ứng dụng của các công nghệ vật liệu nền trong thiết kế phần tử siêu cao tần và đưa ra tổng hợp, đánh giá khái quát các nghiên cứu ứng dụng công nghệ vật liệu nền hiện nay, từ đó đưa ra hướng nghiên cứu của luận án. Chương 2: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ SIW để nâng cao chất lượng các phần tử siêu cao tần Chương 2 đề xuất các giải pháp nâng cao chất lượng của các phần tử siêu cao tần trong đài ra đa sử dụng công nghệ vật liệu nền SIW. Các đề xuất này đã giải quyết được thách thức về tính tích hợp, độ gọn nhẹ cũng như nâng cao một số tính năng cho các thiết bị siêu cao tần như bộ lọc, bộ di pha và bộ dao động VCO trong các hệ thống thu phát của ra đa quân sự. Chương 3: Đề xuất giải pháp nâng cao chất lượng bộ lọc thông dải sử dụng công nghệ SIW kết hợp với công nghệ EBG và DGS.

Chương 3 đề xuất giải pháp nâng cao chất lượng của các bộ lọc thông dải sử dụng công nghệ vật liệu nền SIW kết hợp với công nghệ EBG và DGS. Các đề xuất này đã giải quyết được thách thức về dải thông, độ chọn lọc cũng như tổn hao cho các bộ lọc dải rộng. 7 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU NỀN Công nghệ vật liệu nền đã và đang được ứng dụng trong một số lĩnh vực điển hình như các tuyến thu-phát cao tần và ăng-ten trên các hệ thống thông tin vô tuyến 4G, 5G và các hệ thống ra đa. Cụ thể là các thành phần thụ động như ống dẫn sóng, các bộ lọc, các bộ ghép định hướng, các bộ cộng/chia, ăng-ten và tích hợp các phần tử tích cực như transistor, điốt với SIW để tạo thành tuyến thu/phát hoàn chỉnh trên cùng một vật liệu nền chứa các mạch tích cực như bộ dao động, bộ trộn, bộ khuếch đại tạp thấp LNA, chuyển mạch,.

Sơ đồ khối cơ bản của đài ra đa được biểu thị trên Hình 1. Khuếch đại PA Trung tần Trộn BPF BPF Chia Di pha Cộng công công Điều khiển ADC PA suất suất anten Di pha BPF PA DSP/ PLL FPGA VCO BPF BPF BPF ADC LNA LNA Trộn Khuếch đại Trung tần Hình 1.1 Sơ đồ khối cơ bản của một đài ra đa Từ sơ đồ khối cơ bản của đài ra đa, ta có thể đưa ra nhận xét sau: i) Với hệ thống thu-phát ra đa cơ bản thì các phần tử siêu cao tần thụ động và tích cực chiếm tỷ trọng lớn trong toàn bộ hệ thống. Bên cạnh các phần tử thụ động như các bộ lọc, ăng-ten thì các phần tử tích cực như các bộ dao động ngoại sai, bộ khuếch đại và bộ di pha cũng là các phần không thể thiếu của bất kỳ hệ thống ra đa cơ bản nào. ii) Chất lượng của toàn bộ hệ thống ra đa phụ thuộc vào từng hệ thống con vì vậy việc cải thiện chất lượng của các phần tử trong đài ra đa đặc biệt là tham số tổn hao sẽ cải thiện được chất lượng của cả hệ thống.

Tổng quan về công nghệ vật liệu nền 1. Giới thiệu chung về công nghệ vật liệu nền Công nghệ vật liệu nền có thể hiểu một cách đơn giản đó là: “C thu t t động lên v t liệu nền điện môi như hắ n m n th o một ng th n ođ để gây nhiễu điện từ trường lên v t liệu nền l m ho phân ng trên ề m t th y đ i n đ n th y đ i đ t nh truyền n đường truyền để t o r ph n t siêu o t n v i t n h o thấp, gọn nhẹ, dễ ch t o thi t linh ho t v gi th nh ti t iệm v đ c biệt l thể t h hợp m ht h ự th nh ph n thụ động v y u t b c x trên ùng một bề m t” [27], [33], [50], [51]. Nghiên cứu giải pháp nâng cao chất lượng của các phần tử siêu cao tần sử dụng công nghệ vật liệu nền hiện đang tập trung vào: - Công nghệ dải chắn điện từ (EBG); - Công nghệ cấu trúc mặt đế không hoàn hảo (DGS). Tuy nhiên, có một hướng nghiên cứu khá mới đang được các nhà khoa học trên thế giới phát triển đó là sử dụng công nghệ ống dẫn sóng tích hợp vật liệu nền (SIW).

Công nghệ SIW có thể kết hợp với các công nghệ EBG và DGS tạo ra các phần tử siêu cao tần có kích thước hợp lý, đa băng tần và đặc biệt là cải thiện được các tham số như tổn hao đi qua, tổn hao phản hồi, kích thước và băng thông hoạt động của các phần tử siêu cao tần [68], [86]. Công nghệ dải chắn điện từ EBG Công nghệ dải chắn điện từ EBG được định nghĩa như sau: “EBG l những cấu trú nhân t o tu n ho n (ho đôi hi hông tu n ho n) ản trở ho c hỗ trợ sự lan truyền s ng điện từ trường trong một dải t n x đ nh đ i v i mọi g t i v mọi tr ng th i phân cực c s ng” [97]. EBG thường được tạo thành bởi sự sắp xếp tuần hoàn các vật liệu điện môi và vật dẫn kim loại. EBG là một dạng siêu vật liệu, có hai đặc tính ưu việt tùy theo sóng tới bề mặt cấu trúc.

Khi sóng tới là sóng bề mặt, EBG có 9 khả năng tạo ra các dải chắn tần số ngăn cản sự truyền lan. Mặt khác, khi sóng tới hướng vào bề mặt của EBG sẽ tạo ra sóng phản xạ đồng pha với sóng tới. Lúc này EBG có vai trò như một vật dẫn từ nhân tạo. Dựa vào cấu trúc hình học, có thể phân EBG ra làm ba loại: cấu trúc khối ba chiều, cấu trúc phẳng hai chiều và cấu trúc đường truyền một chiều như Hình 1.

Trong đó, cấu trúc hai chiều [80] được lựa chọn cho các nghiên cứu bởi vì cấu trúc đơn giản, dễ tích hợp vào các hệ thống ăng-ten cấu hình đơn giản.2 Các loại hình EBG [80]: (a) Cấu trúc đường truyền một chiều, (b) Cấu trúc phẳng hai chiều, (c) Cấu trúc hình khối ba chiều Đặc tính của một cấu trúc EBG có thể được xác định thông qua pha phản xạ, đồ thị tán sắc hay tham số tán xạ bởi phương pháp sai phân hữu hạn miền thời gian hay phân tích hệ số đường truyền trực tiếp như trên Hình 1. 10 200 0 Dải thông Dải thông 150 -15 100 Pha phản xạ (độ) Tổn hao (dB) 50 Dải chắn Rìa băng tần 0 -50 -100 -150 -200 0 2 4 6 8 10 12 Tần số Tần số (GHz) (a) (b) 14 Tần số (GHz) 9 Mode1 4 Mode 2 -1 Mode3 0 180 360 540 Pha (c) Hình 1.3 Đặc tính dải chắn băng tần và pha phản xạ của công nghệ EBG [80]: (a) Dải chắn băng tần dựa trên đồ thị tham số tán xạ, (b) Đặc tính pha phản xạ, (c) Đồ thị tán sắc Tính chất điện từ của một bề mặt có thể dự đoán được từ đặc tính của pha phản xạ. Nếu pha phản xạ là 1800, đây được coi là vật dẫn điện hoàn hảo. Nếu một sóng phẳng tác động đến PEC, hệ số phản xạ là -1.

Tương tự như vậy đối với vật dẫn từ hoàn hảo, pha phản xạ là 00 và hệ số phản xạ là +1 [97]. Tuy nhiên, không tồn tại bề mặt vật dẫn từ hoàn hảo trong tự nhiên. Pha phản xạ của một bề mặt EBG sẽ thay đổi từ -1800 đến +1800 theo tần số và miền tần số trong khoảng từ - 900 đến + 900 thường trùng với dải chắn điện từ của EBG [15]. Dải chắn của một cấu trúc tuần hoàn có thể được xác định theo hai cách: dựa vào đồ thị tán sắc hay tham số tán xạ như trên Hình 1.

Một cách khác để phân tích và giải thích nguyên lý hoạt động cũng như 11 các thuộc tính dải chắn của một cấu trúc EBG là mô hình hóa cấu trúc dưới dạng mạch cộng hưởng LC [97]. Từ các giá trị L và C được xác định bởi kích thước hình học của cấu trúc, tần số hoạt động của cấu trúc cũng như băng tần của dải chắn được xác định. Tuy nhiên kết quả thường có độ chính xác không cao do sự xấp xỉ các giá trị L và C và phương pháp này không dễ thực hiện đối với các cấu trúc EBG phức tạp. − Cấu trú EBG hình nấm: Nguyên lý hoạt động của cấu trúc EBG hình nấm có thể giải thích bằng mô hình mạch LC được biểu diễn như trong hình 1.

Mỗi một cell đơn vị bao gồm một mạch LC nối tiếp kết hợp với một mạch LC song song. Cấu trúc này cũng chính là cấu trúc siêu vật liệu với mô hình đường truyền tổng hợp thành phần LH kết hợp với RH (CRLH-TL). CL LR LR LR CL CL LR CL LR CL GND (a) Cell EBG hình nấm (b) Mô hình mạch tương đương Hình 1.4 Mô hình hóa cấu trúc EBG hình nấm [61] Dải chắn của cấu trúc EBG hình nấm được xác định trong khoảng từ f1 đến f2 với f1 và f2 lần lượt được xác định bởi công thức [77]: , (1.1) √ √ Trong đó, LR là điện cảm tương đương được tạo nên từ biến đổi dòng điện chạy từ phiến kim loại phía trên xuống mặt phẳng đế còn CL là điện dung tương đương được tạo nên bởi khoảng cách giữa các cell EBG. LR là điện cảm tương đương sinh ra từ dòng điện chạy trên cột nối hình trụ có bán kính r.

CR 12 là điện dung tương đương được tạo nên từ điện thế giữa các phiến kim loại với mặt phẳng đế. Tần số hoạt động của cấu trúc EBG hình nấm được xác định bởi công thức [97]: (1.2) √ − Cấu trú EBG đồng phẳng: Nguyên lý hoạt động của cấu trúc EBG đồng phẳng được giải thích bằng mô hình tương đương được thể hiện trong hình 1. Đơn giản hơn trong chế tạo và phù hợp cho các vật liệu có bề dầy mỏng nhưng cấu trúc EBG đồng phẳng lại khá phức tạp trong việc phân tích và mô hình hóa. Dải chắn của cấu trúc EBG đồng phẳng được xác định trong khoảng từ f1-uni đến f2-uni với f1-uni và f2-uni lần lượt được xác định bởi công thức [55]: và (1.5 Mô hình hóa cấu trúc EBG đồng phẳng [55]: (a) Cấu trúc cell EBG phẳng, (b) Mô hình mạch tương đương Việc ứng dụng của EBG vào các hệ thống ăng-ten đã cải thiện đáng kể các đặc tính bức xạ của ăng-ten như giảm bức xạ ngược, tăng hiệu suất bức xạ, cải thiện hệ số tăng ích.