Tên luận án:
Anten mảng và ứng dụng trong các hệ thống thông tin
Ngành:
Không được cung cấp trong văn bản.
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án này tập trung vào việc cải thiện các tham số quan trọng của anten mảng trong bối cảnh các hệ thống thông tin vô tuyến hiện đại, nơi anten là thành phần không thể thiếu. Mặc dù anten vi dải là lựa chọn phổ biến do kích thước nhỏ và trọng lượng nhẹ, chúng còn tồn tại nhiều nhược điểm như băng thông hẹp, hiệu suất và hệ số tăng ích thấp. Anten mảng ra đời để khắc phục những hạn chế của anten đơn, mang lại băng thông rộng, hệ số tăng ích và độ định hướng cao, nhưng vẫn đối mặt với các vấn đề về hiệu suất, chi phí và kích thước trong các công trình nghiên cứu trước đây.
Mục tiêu chính của luận án là đề xuất các phương pháp mới để cải thiện đồng thời các tham số như băng thông, hệ số tăng ích và độ định hướng cho anten mảng, đặc biệt là sử dụng các cấu trúc siêu vật liệu và EBG mới. Luận án nghiên cứu các anten mảng vi dải với giá thành rẻ, dễ chế tạo, hoạt động ở băng C hoặc X (dưới 11 GHz).
Những đóng góp khoa học chính bao gồm:
- Đề xuất phương pháp DSS (Defected Substrate Structure) mới để cải thiện đồng thời băng thông, hệ số tăng ích, hiệu suất và độ định hướng cho anten bằng cách phân bố lại dòng bề mặt và tạo hốc cộng hưởng, đồng thời giảm kích thước anten. Phương pháp này được mô hình hóa bằng sơ đồ mạch tương đương LC và áp dụng thành công cho anten mảng 4x4 tại 10 GHz.
- Đề xuất hai cấu trúc siêu vật liệu mới, đồng phẳng và dễ chế tạo, nhằm cải thiện băng thông, hệ số tăng ích và độ cách ly cho anten mảng 4x4 và 2x2. Cấu trúc siêu vật liệu giúp mở rộng băng thông đáng kể (từ 100 MHz lên 1100 MHz cho anten mảng 4x4 hoạt động ở băng X).
- Đề xuất một cấu trúc EBG mới để cải thiện băng thông cho anten mảng hoạt động ở băng X, đạt hiệu suất cao.
Các phương pháp đề xuất đều được phân tích, tính toán lý thuyết, mô phỏng, chế tạo và đo kiểm thực nghiệm, chứng minh tính khả thi và khả năng đáp ứng yêu cầu của các hệ thống thông tin vô tuyến hiện nay.
Mục lục chi tiết:
-
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ANTEN MẢNG VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP CẢI THIỆN THAM SỐ CHO ANTEN MẢNG
- 1.1. Giới thiệu chương
- 1.2. Giới thiệu về anten vi dải
- 1.3. Các tham số cơ bản của anten
- 1.3.1 Băng thông
- 1.3.2 Hiệu suất
- 1.3.3 Hệ số định hướng
- 1.3.4 Hệ số tăng ích
- 1.4. Lý thuyết anten mảng
- 1.6. Một số phương pháp cải thiện tham số cho anten mảng
- 1.6.1. Một số phương pháp cải thiện băng thông cho anten mảng
- a) Mở rộng băng thông cho anten sử dụng cấu trúc siêu vật liệu
- b) Mở rộng băng thông cho anten sử dụng nhiều tầng điện môi
- 1.6.2. Một số phương pháp cải thiện hệ số tăng ích cho anten
- a) Cải thiện hệ số tăng ích cho anten mảng dựa trên phân bố lại dòng
- b) Cải thiện hệ số tăng ích cho anten bằng bề mặt phản xạ
- 1.7. Tổng kết chương
-
CHƯƠNG 2. GIẢI PHÁP CẢI THIỆN BĂNG THÔNG CHO ANTEN MẢNG
- 2.1 Giới thiệu chương
- 2.2 Cải thiện băng thông cho anten mảng 4 x 4 sử dụng cấu trúc siêu vật liệu
- 2.2.1. Cấu trúc đề xuất
- 2.2.2. Phân tích và thiết kế anten
- 2.2.3. Các kết quả mô phỏng và đo lường
- 2.3 Mở rộng băng thông cho anten mảng 4 x 4 sử dụng EBG và nhiều tầng điện môi
- 2.3.1 Cấu trúc EBG đề xuất
- 2.3.2 Phân tích thiết kế
- 2.3.3 Các kết quả mô phỏng và đo lường
- 2.4 Kết luận chương hai
-
CHƯƠNG 3. GIẢI PHÁP CẢI THIỆN HỆ SỐ TĂNG ÍCH CHO ANTEN MẢNG
- 3.1 Giới thiệu chương
- 3.2 Cải thiện hệ số tăng ích cho anten mảng dựa trên việc phân bố lại dòng
- 3.2.1 Cấu trúc DSS đề xuất
- 3.2.2 Một số tính chất quan trọng của DSS
- Cải thiện hệ số sóng chậm
- Tạo ra hốc cộng hưởng
- 3.2.3 Cải thiện hệ số tăng ích cho anten mảng 4 x 4 bằng Defected Substrate Structure (DSS)
- Phân tích thiết kế
- Các kết quả mô phỏng và đo kiểm
- 3.2.4 Cải thiện hệ số tăng ích cho anten mảng MIMO bằng cách sử dụng cấu trúc siêu vật liệu
- a) Cấu trúc siêu vật liệu đề xuất
- b) Thiết kế anten mảng cho ứng dụng WLAN
- Các kết quả mô phỏng và đo kiểm
- 3.3. Cải thiện hệ số tăng ích cho anten mảng 4 x 4 sử dụng bề mặt phản xạ (MRS)
- 3.3.1. Tính toán các tham số cho FSS
- 3.3.2. Áp dụng cho anten mảng 4 x 4
- 3.3.3. Các kết quả mô phỏng và đo kiểm
- 3.4 Kết luận chương ba
-
Đóng góp khoa học của luận án
-
Hướng phát triển của luận án