Luận văn thạc sĩ về thiết kế anten patch hình vuông phân cực tròn cho ứng dụng WLAN 2.4 GHz

• Tác giả: Huỳnh Việt Hùng
• Người hướng dẫn: Ts. Lương Vinh Quốc Danh
• Trường học: Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện-Điện Tử
• Đề tài: Thiết Kế Anten Patch Hình Vuông Phân Cực Tròn Cho Ứng Dụng WLAN 2.4 GHz
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• ABSTRACT
• MỤC LỤC
• DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU
• DANH SÁCH CÁC HÌNH
• DANH SÁCH CÁC BẢNG
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu
• 1.2. Các kết quả nghiên cứu đã công bố
• 1.3. Mục đích của đề tài
• 1.4. Nhiệm vụ và giới hạn của đề tài
• 1.4.1. Nhiệm vụ của đề tài
• 1.4.2. Giới hạn của đề tài
• 1.5. Phương pháp nghiên cứu
• 1.5.1. Các thông số cơ bản của anten
• 1.5.1.1. Trở kháng vào
• 1.5.1.2. Hệ số định hướng
• 1.5.1.3. Suy hao phản xạ, tỉ số điện thế sóng đứng
• 1.5.1.4. Giản đồ bức xạ và góc bức xạ
• 1.5.1.5. Cường độ bức xạ
• 1.5.1.6. Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương
• 1.5.1.7. Mật độ công suất bức xạ
• 1.5.1.8. Hiệu suất bức xạ
• 1.5.1.9. Hiệu suất búp sóng
• 1.5.1.10. Hiệu suất anten
• 1.5.2. Nguyên lý hoạt động của anten vi dải
• 1.5.3. Tính phân cực của anten vi dải
• 1.5.4. Kỹ thuật cấp nguồn cho anten vi dải (feed method)
• 1.5.4.1. Cấp nguồn bằng đường truyền vi dải - Microstrip line feed
• 1.5.4.2. Cấp nguồn bằng probe đồng trục - Probe feed
• 1.5.4.3. Cấp nguồn bằng phương pháp ghép khe – Aperture-coupled feed
• 1.5.4.4. Cấp nguồn bằng phương pháp ghép gần - Proximity-coupled feed
• 1.5.5. Phương pháp phân tích anten vi dải
• 1.5.6. Tính khả thi của anten phân cực tròn
• 1.6. Những đặc tính của kênh truyền và các loại suy hao
• 2. THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG ANTEN
• 2.1. Phương pháp thiết kế anten
• 2.1.1. Cơ sở thiết kế anten
• 2.1.2. Tiêu chuẩn đánh giá anten
• 2.1.3. Thiết kế anten
• 3. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM
• 3.1. Hình ảnh thực tế của anten
• 3.2. Kết quả mô phỏng hệ số phản xạ và đo đạc thực tế
• 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về thiết kế anten patch hình vuông phân cực tròn cho WLAN 2

Thiết kế anten patch hình vuông phân cực tròn cho WLAN 2.4 GHz là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng trong công nghệ truyền thông không dây. Anten patch là một loại anten vi dải, có kích thước nhỏ gọn và dễ dàng tích hợp vào các thiết bị điện tử. Việc tối ưu hóa thiết kế anten không chỉ giúp cải thiện hiệu suất mà còn nâng cao khả năng truyền tải tín hiệu trong các ứng dụng thực tế.

1.1. Lịch sử phát triển anten và ứng dụng của nó

Anten đã được phát triển từ những năm 1886, với nhiều cải tiến đáng kể trong thiết kế và ứng dụng. Các anten hiện đại như anten patch hình vuông phân cực tròn đã trở thành lựa chọn phổ biến cho các thiết bị WLAN 2.4 GHz.

1.2. Tại sao chọn anten patch hình vuông cho WLAN 2.4 GHz

Anten patch hình vuông có nhiều ưu điểm như kích thước nhỏ, dễ chế tạo và khả năng hoạt động ở tần số cao. Điều này làm cho nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng WLAN 2.4 GHz.

II. Vấn đề và thách thức trong thiết kế anten patch cho WLAN 2

Mặc dù anten patch hình vuông phân cực tròn có nhiều ưu điểm, nhưng vẫn tồn tại một số thách thức trong thiết kế. Các vấn đề như suy hao phản xạ, băng thông và độ lợi cần được giải quyết để đảm bảo hiệu suất tối ưu.

2.1. Suy hao phản xạ và ảnh hưởng của nó

Suy hao phản xạ là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất của anten. Việc giảm thiểu suy hao phản xạ giúp cải thiện khả năng truyền tín hiệu của anten.

2.2. Băng thông và độ lợi của anten

Băng thông và độ lợi là hai thông số quan trọng trong thiết kế anten. Cần tối ưu hóa các thông số này để đảm bảo anten hoạt động hiệu quả trong dải tần 2.4 GHz.

III. Phương pháp thiết kế anten patch hình vuông phân cực tròn

Thiết kế anten patch hình vuông phân cực tròn bao gồm nhiều bước quan trọng, từ việc lựa chọn chất liệu đến tối ưu hóa kích thước và hình dạng của anten. Các phương pháp mô phỏng cũng được sử dụng để dự đoán hiệu suất của anten trước khi chế tạo thực tế.

3.1. Chọn chất liệu và kích thước anten

Chất liệu anten ảnh hưởng lớn đến hiệu suất bức xạ. Việc chọn chất liệu phù hợp và kích thước tối ưu là rất quan trọng để đạt được hiệu suất cao.

3.2. Mô phỏng và tối ưu hóa thiết kế

Sử dụng phần mềm mô phỏng như Ansoft HFSS giúp dự đoán các thông số của anten trước khi chế tạo. Quá trình tối ưu hóa giúp cải thiện các thông số như suy hao phản xạ và băng thông.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn của anten patch

Kết quả nghiên cứu cho thấy anten patch hình vuông phân cực tròn có thể đạt được độ lợi cực đại trên 8 dBi và băng thông hoạt động lên đến 28.800 GHz. Những kết quả này cho thấy khả năng ứng dụng của anten trong các thiết bị WLAN 2.4 GHz.

4.1. Đánh giá hiệu suất anten qua thực nghiệm

Các thử nghiệm thực tế cho thấy anten patch hình vuông phân cực tròn hoạt động tốt hơn so với các anten truyền thống, đặc biệt trong điều kiện fading mạnh.

4.2. Ứng dụng trong các thiết bị WLAN

Anten được thiết kế có thể được sử dụng cho các điểm truy cập không dây (APs) theo chuẩn 802.11 b/g, mở ra nhiều cơ hội ứng dụng trong các thiết bị di động và mạng không dây.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của anten patch hình vuông

Thiết kế anten patch hình vuông phân cực tròn cho WLAN 2.4 GHz không chỉ mang lại hiệu suất cao mà còn mở ra nhiều cơ hội nghiên cứu và phát triển trong tương lai. Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc cải thiện hơn nữa hiệu suất và khả năng ứng dụng của anten.

5.1. Tương lai của thiết kế anten trong công nghệ không dây

Với sự phát triển không ngừng của công nghệ không dây, thiết kế anten sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện hiệu suất truyền tải tín hiệu.

5.2. Nghiên cứu và phát triển anten mới

Các nghiên cứu mới có thể tập trung vào việc phát triển các loại anten mới với hiệu suất cao hơn, phù hợp với các ứng dụng trong tương lai như 5G và IoT.