Luận án về nghiên cứu và phát triển anten MIMO cho thiết bị di động thế hệ mới

• Tác giả: Nguyễn Khắc Kiểm
• Người hướng dẫn: PGS. Đào Ngọc Chiến
• Trường học: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
• Đề tài: Nghiên Cứu Anten MIMO Cho Thiết Bị Di Động Thế Hệ Mới
• Loại tài liệu: luận án

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
• DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Kỹ thuật MIMO và hệ thống đa anten
• 0.2. Những vấn đề còn tồn tại
• 0.3. Mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 0.4. Ý nghĩa khoa học và những đóng góp của luận án
• 0.5. Cấu trúc nội dung của luận án
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ANTEN MIMO
• 1.1. Giới thiệu chương
• 1.2. Khái niệm về kênh truyền MIMO
• 1.3. Kênh truyền không dây
• 1.4. Truyền thông không dây qua kênh truyền MIMO
• 1.5. Ưu điểm của kênh truyền MIMO
• 1.6. Hệ thống đa anten và ảnh hưởng tương hỗ
• 1.7. Giới thiệu hệ thống đa anten
• 1.8. Kỹ thuật phân tập anten
• 1.9. Ảnh hưởng tương hỗ giữa các phần tử trong hệ thống đa anten
• 1.10. Các tham số của anten MIMO
• 1.11. Hệ số tương quan tín hiệu
• 1.12. Độ tăng ích hiệu quả trung bình (MEG)
• 1.13. Dung lượng hệ thống
• 1.14. Các kỹ thuật cải thiện cách ly cho anten MIMO
• 1.15. Hướng đặt anten
• 1.16. Mạng cách ly
• 1.17. Phần tử ký sinh
• 1.18. Cấu trúc mặt phẳng đế không hoàn hảo
• 1.19. Đường trung tính
• 1.20. Tổng kết chương
• 2. GIẢI PHÁP SỬ DỤNG PHẦN TỬ KÝ SINH TRONG THIẾT KẾ ANTEN MIMO BĂNG THÔNG SIÊU RỘNG
• 2.1. Giới thiệu chương
• 2.2. Nguyên lý hoạt động của một số cấu trúc phần tử ký sinh
• 2.3. Phần tử ký sinh có cấu trúc bộ cộng hưởng MMR
• 2.4. Phần tử ký sinh có cấu trúc hai dây chêm ngắn mạch
• 2.5. Anten MIMO-UWB 4×4 loại bỏ băng tần WLAN
• 2.6. Thiết kế anten MIMO-UWB 4×4
• 2.7. Kết quả và nhận xét
• 2.8. Đặc tính MIMO của anten
• 2.9. Anten MIMO-EWB 2×2 loại bỏ băng tần WLAN
• 2.10. Thiết kế anten MIMO-EWB 2×2 loại bỏ băng tần WLAN
• 2.11. Kết quả và nhận xét
• 2.12. Đặc tính MIMO của anten
• 2.13. Tổng kết chương
• 3. GIẢI PHÁP SỬ DỤNG CẤU TRÚC MẶT PHẲNG ĐẾ KHÔNG HOÀN HẢO TRONG THIẾT KẾ ANTEN MIMO NHỎ GỌN
• 3.1. Giới thiệu chương
• 3.2. Nguyên lý hoạt động của cấu trúc mặt phẳng đế không hoàn hảo
• 3.3. Anten MIMO siêu vật liệu có hệ số cách ly cao ứng dụng cho hệ thống thông tin WLAN
• 3.4. Nguyên lý hoạt động của anten cấu trúc siêu vật liệu
• 3.5. Thiết kế anten MIMO siêu vật liệu
• 3.6. Kết quả và thảo luận
• 3.7. Đặc tính MIMO của anten
• 3.8. Anten MIMO-PIFA hai băng tần ứng dụng cho hệ thống thông tin 4G-LTE và WiMAX
• 3.9. Thiết kế anten MIMO PIFA hai băng tần
• 3.10. Kết quả và thảo luận
• 3.11. Đặc tính MIMO của anten
• 3.12. Tổng kết chương
• 4. GIẢI PHÁP SỬ DỤNG MẠNG CÁCH LY ĐƯỜNG TRUYỀN VI DẢI TRONG THIẾT KẾ ANTEN MIMO HAI BĂNG TẦN
• 4.1. Giới thiệu chương
• 4.2. Phương pháp luận thiết kế
• 4.3. Mô hình anten
• 4.4. Bộ biến đổi dẫn nạp hai băng tần
• 4.5. Mạng cách ly sử dụng đường truyền vi dải
• 4.6. Anten MIMO hai băng tần sử dụng TLDN
• 4.7. Thiết kế các anten MIMO hai băng tần
• 4.8. Kết quả và thảo luận
• 4.9. Tổng kết chương
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về anten MIMO

Anten MIMO (Multi Input Multi Output) là một công nghệ tiên tiến trong lĩnh vực truyền thông di động, cho phép truyền và nhận nhiều tín hiệu đồng thời. Công nghệ này giúp tăng cường hiệu suất truyền thông, giảm thiểu nhiễu và cải thiện chất lượng tín hiệu. Anten MIMO được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống di động thế hệ mới, đặc biệt là trong công nghệ 5G. Việc tối ưu hóa thiết kế anten MIMO là rất quan trọng để đạt được hiệu suất tối ưu trong các điều kiện khác nhau. Các nghiên cứu hiện tại tập trung vào việc cải thiện tính năng của anten MIMO thông qua các giải pháp như sử dụng phần tử ký sinh và cấu trúc mặt phẳng đế không hoàn hảo.

1.1. Khái niệm và nguyên lý hoạt động

Khái niệm về kênh truyền MIMO là một phần quan trọng trong việc hiểu rõ cách thức hoạt động của anten MIMO. Kênh truyền MIMO cho phép sử dụng nhiều anten để truyền và nhận tín hiệu, từ đó tăng cường dung lượng và độ tin cậy của hệ thống. Nguyên lý hoạt động của anten MIMO dựa trên việc sử dụng các kỹ thuật như phân tập và mã hóa không gian, giúp tối ưu hóa việc sử dụng băng thông và giảm thiểu hiện tượng nhiễu. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc áp dụng công nghệ anten MIMO có thể cải thiện đáng kể hiệu suất của các thiết bị di động trong môi trường truyền thông phức tạp.

II. Thiết kế và tối ưu hóa anten MIMO

Thiết kế anten MIMO đòi hỏi sự chú ý đến nhiều yếu tố như kích thước, hình dạng và vị trí của các phần tử anten. Việc tối ưu hóa thiết kế không chỉ giúp cải thiện hiệu suất mà còn giảm thiểu kích thước của thiết bị. Các phương pháp tối ưu hóa hiện nay bao gồm việc sử dụng các cấu trúc siêu vật liệu và mạng cách ly. Những giải pháp này giúp tăng cường khả năng cách ly giữa các phần tử, từ đó giảm thiểu hiện tượng tương tác không mong muốn. Nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng các cấu trúc mặt phẳng đế không hoàn hảo có thể cải thiện đáng kể hiệu suất của anten MIMO trong các ứng dụng thực tế.

2.1. Các giải pháp thiết kế

Các giải pháp thiết kế cho anten MIMO bao gồm việc sử dụng phần tử ký sinh và cấu trúc mặt phẳng đế không hoàn hảo. Phần tử ký sinh giúp cải thiện tính năng bức xạ và giảm thiểu nhiễu giữa các phần tử. Cấu trúc mặt phẳng đế không hoàn hảo cũng đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu suất của anten MIMO. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc áp dụng các giải pháp này có thể giúp tăng cường hiệu suất truyền thông, đặc biệt trong các hệ thống di động thế hệ mới như 5G.

III. Ứng dụng của anten MIMO trong truyền thông di động

Công nghệ anten MIMO đã trở thành một phần không thể thiếu trong các hệ thống truyền thông di động hiện đại. Với khả năng truyền tải dữ liệu nhanh chóng và ổn định, anten MIMO được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị di động thế hệ mới. Việc sử dụng công nghệ 5G đã thúc đẩy sự phát triển của anten MIMO, giúp cải thiện đáng kể tốc độ và độ tin cậy của kết nối. Các ứng dụng của anten MIMO không chỉ giới hạn trong lĩnh vực viễn thông mà còn mở rộng sang các lĩnh vực khác như IoT và truyền thông không dây.

3.1. Tính năng và lợi ích

Tính năng nổi bật của anten MIMO bao gồm khả năng tăng cường dung lượng kênh và giảm thiểu nhiễu. Điều này giúp cải thiện chất lượng dịch vụ trong các ứng dụng truyền thông di động. Lợi ích của việc sử dụng anten MIMO trong các thiết bị di động là rất rõ ràng, bao gồm khả năng truyền tải dữ liệu nhanh hơn, độ tin cậy cao hơn và khả năng hoạt động tốt hơn trong các môi trường phức tạp. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc áp dụng anten MIMO có thể giúp nâng cao trải nghiệm người dùng trong các ứng dụng truyền thông di động.