Luận án Phát triển ăng-ten mảng phẳng sử dụng phần tử bức xạ dạng cấu trúc siêu vật liệu và lưỡng cực điện từ ở dải sóng milimét

Tên luận án:

Ăng-ten mảng phẳng và ứng dụng trong hệ thống thông tin milimét

Ngành:

Không có thông tin về ngành được cung cấp trực tiếp trong văn bản.

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Tài liệu này nghiên cứu và đề xuất các giải pháp ăng-ten mảng phẳng tiên tiến ứng dụng trong hệ thống thông tin milimét (mmW), đặc biệt cho công nghệ 5G. Bối cảnh nghiên cứu nhấn mạnh tầm quan trọng của ăng-ten nhỏ gọn, hiệu suất cao và băng thông rộng để khắc phục suy hao đường truyền lớn ở dải mmW và hỗ trợ công nghệ tạo búp sóng (beamforming). Luận án tập trung vào việc áp dụng siêu vật liệu điện từ (Metamaterial - MTM) để thu nhỏ kích thước và cải thiện đặc tính bức xạ của ăng-ten. Cụ thể, tài liệu khám phá thiết kế ăng-ten vi dải sử dụng cấu trúc siêu vật liệu điện từ phức hợp (CRLH) kết hợp vật liệu có chiết suất dương (DPS) và vật liệu có chiết suất âm (ENG).

Chương 3 trình bày thiết kế và mô phỏng ăng-ten mảng phẳng một chiều 4 phần tử sử dụng cấu trúc siêu vật liệu DPS và ENG cho hệ thống 5G hoạt động ở tần số 28 GHz. Kết quả cho thấy ăng-ten đạt băng thông rộng từ 26,5 đến 30,9 GHz và độ lợi đỉnh 12,7 dBi. Khả năng hoạt động của thiết kế này cũng được kiểm chứng thực nghiệm thông qua các mẫu ăng-ten mảng 2 và 4 phần tử được điều chỉnh hoạt động ở 10 GHz.

Chương 4 đề xuất thiết kế ăng-ten lưỡng cực điện từ (ME) cấu hình thấp cho hệ thống thông tin mmW ở tần số 38 GHz, sử dụng tiếp điện khe mở. Trên cơ sở phần tử ăng-ten ME tối ưu, hai mảng ăng-ten một chiều gồm 4 và 8 phần tử đã được thiết kế thành công. Các mảng này thể hiện băng thông rộng và độ lợi lớn, đạt 12,5 dBi cho mảng 4 phần tử và 15,6 dBi cho mảng 8 phần tử, với mức lệch búp sóng bên thấp.

Tổng kết, nghiên cứu đã đóng góp vào việc phát triển các lý thuyết thiết kế ăng-ten mảng có độ lợi lớn cho hệ thống thông tin milimét, đồng thời cung cấp các giải pháp thiết kế giảm nhỏ kích thước, băng rộng và độ lợi cao, có thể làm cơ sở cho ứng dụng thực tiễn trong các hệ thống 5G.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU
  • 1. Ăng-ten mảng phẳng và ứng dụng trong hệ thống thông tin milimét
  • 2. Những vấn đề còn tồn tại
  • 3. Mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu
    • 3.1. Mục tiêu nghiên cứu
    • 3.2. Đối tượng nghiên cứu
    • 3.3. Phạm vi nghiên cứu
  • 4. Ý nghĩa khoa học và những đóng góp của luận án
  • 5. Cấu trúc nội dung của luận án
• CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĂNG-TEN MẢNG VÀ SIÊU VẬT LIỆU ĐIỆN TỪ
  • 1.1. Giới thiệu chương
  • 1.2. Lý thuyết chung về ăng-ten
    • 1.2.1. Giới thiệu
    • 1.2.2. Các tham số cơ bản của ăng-ten
  • 1.3. Siêu vật liệu điện từ
    • 1.3.1. Giới thiệu
    • 1.3.2. Lý thuyết về vật liệu LHMs
    • 1.3.3. Vật liệu có hằng số điện môi âm ENG
    • 1.3.4. Ứng dụng siêu vật liệu điện từ trong thiết kế ăng-ten
  • 1.4. Ăng-ten lưỡng cực điện từ
    • 1.4.1. Giới thiệu
    • 1.4.2. Cấu trúc ăng-ten lưỡng cực điện từ
  • 1.5. Tổng kết chương
• CHƯƠNG 2. QUY TRÌNH PHÂN TÍCH, THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG ĂNG-TEN
  • 2.1. Giới thiệu chương
  • 2.2. Quy trình phân tích và thiết kế ăng-ten mảng
    • 2.2.1. Quy trình phân tích
    • 2.2.2. Quy trình tổng quát thiết kế ăng-ten
  • 2.3. Lựa chọn vật liệu điện môi và phương pháp tiếp điện cho ăng-ten
    • 2.3.1. Vật liệu sử dụng cho ăng-ten ở dải sóng milimét
    • 2.3.2. Phương pháp tiếp điện
    • 2.3.3. Bộ chia công suất chữ T sử dụng cho mạng tiếp điện của ăng-ten mảng
  • 2.4. Phương pháp tính toán, mô phỏng ăng-ten
  • 2.5. Tổng kết chương
• CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ ĂNG-TEN MẢNG PHẲNG ĐỘ LỢI LỚN CHO HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G
  • 3.1. Giới thiệu chương
  • 3.2. Thiết kế ăng-ten vi dải đơn sử dụng cấu trúc siêu vật liệu
    • 3.2.1. Yêu cầu thiết kế
    • 3.2.2. Mô hình đề xuất
    • 3.2.3. Cơ sở lý thuyết
    • 3.2.4. Mô phỏng tối ưu
  • 3.3. Thiết kế ăng-ten mảng một chiều 4 phần tử
    • 3.3.1. Thiết kế mạng tiếp điện
    • 3.3.2. Ăng-ten mảng một chiều 2 phần tử
    • 3.3.3. Ăng-ten mảng một chiều 4 phần tử
  • 3.4. So sánh mảng ăng-ten đề xuất với các công trình đã công bố
  • 3.5. Kiểm chứng thực nghiệm
  • 3.6. Tổng kết chương
• CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ ĂNG-TEN MẢNG LƯỠNG CỰC ĐIỆN TỪ ỨNG DỤNG CHO HỆ THỐNG THÔNG TIN MILIMÉT
  • 4.1. Giới thiệu chương
  • 4.2. Thiết kế ăng-ten lưỡng cực điện từ
    • 4.2.1. Yêu cầu thiết kế
    • 4.2.2. Mô hình đề xuất
    • 4.2.3. Mô phỏng tối ưu
  • 4.3. Thiết kế ăng-ten mảng lưỡng cực điện từ
    • 4.3.1. Thiết kế mạng tiếp điện phẳng
    • 4.3.2. Thiết kế ăng-ten mảng
  • 4.4. So sánh mảng ăng-ten đề xuất với các công trình đã công bố
  • 4.5. Tổng kết chương
• KẾT LUẬN
  • 1. Kết luận
  • 2. Một số hướng nghiên cứu trong tương lai
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ