Learn all about double helix water and why it is good for your health.Full description
helix
Descripción completa
Full description
Đề bài: Thi ết k ế, kh ảo sát đặc tính anten Helix (phân c ực tròn) band X (9GHz) kích thích bằng cáp đồng tr ục 50(Ohm) (mô ph ỏng). I. Thiết k ế Anten Helix: a. Cấu tạo anten Helix. Anten Helix (hay còn g ọi là anten xo ắn) có hình d ạng r ất đặc biệt,như thể hiện trong hình dướ i.
Hình anten Helix trong th ực tế Anten xoắn phổ biến nhất (xoắn) là một ăng ten sóng truyề n hình trong hình d ạng của một cái mở nút chai và đượ c bức xạ dọc theo tr ục của ăng ten xoắ n. Những lợ i ích của ăng ten xoắ n là nó có một băng thông rộng, có th ể d ễ dàng xây dựng, có một tr ở kháng đầu vào thực, v à đặ c biệt có trườ ng phân cực tròn. Các hình h ọc cơ bản của ăng ten xoắ n thể hiện trong hình 1. 2
Hình 1. Hình h ọc của anten Helix. Các thông số của anten xo ắn được định nghĩa dưới đây:
D là đườ ng kính c ủa một vòng xo ắn anten helix. C là chu vi của mỗi vòng xoán (C = ) S là khoảng cách giữa hai vòng xoắn.
là góc nghiêng c ủa mỗi vòng xoán đượ c cho bở i công thức
S
tan 1 ( )
C
là số vòng xo ắn của anten. là chiều dài anten L= S*N. là khoảng cách từ điểm bắt đầu vòng xoán đầu tiên tớ i mặt GND.
b. Tính toán thông số anten Helix. Vớ i yêu cầu thiết anten Helix phân cưc tròn trong band X, ) kích thích b ằng cáp đồng tr ục 50(Ohm),các thông s ố của anten Helix được tính toán như sau: 1. Tính toán thông s ố phần anten xo ắn 3
Để có phân cực tròn thông s ố cần thảo mãn.
Vớ i tần số trung tâm là 9GHz,em tính đượ c:
Chọn số vòng xo n là N=10,
Khoảng cách gi a hai vòng xo n liên ti p là S =
Chu vi m ỗi vong xo n là C =
Bán kính vòng xoán là R =
Chiều dài anten xo ắn là L= S*N =10*8.33 = 83.3 mm.
Sg là đượ c lựa chọn là 0.3mm, k ết quả có đượ c sau nhiều lần mô phỏng. 2. Tính toán cáp đồng tr ục 50(Ohm)
Thiết k ế cáp đồng tr ục đượ c em thực hiện bằng công cụ có sẵn trong ph ần mềm CST,k ết quả setup đượ c thể hiện trong hình dướ i.
4
3. Tính toán m ặt GND_place Qua tham khỏa các bài báo tren IEEE em nh ận thấy bán kính m ặt GND đượ c lựa chọn R > 0.75 . Trong bài này em ch ọn R = 27 mm
II. Đặc tính anten Helix a) Tr ở kháng ngõ vào: b) c) d)
III. Thiết k ế và mô phỏng trong CST 1. Thiết k ế anten trong CST:
Hình 3.1: Anten Helix
Hình 3.2: Ph ần lo xo của anten Helix
Hình 1.4: Port cáp đồng tr ục
Hình 3.3: Connecter n ố i ph ần lò xo và port cáp đồ ng tr ục
Hình 3.5: Lớp cách điện
6
2. K ết quả mô phỏng: a. S11:
b. VSWR:
Hình 2: S11
Hình 3: VSWR
Nhận xét :
Dựa vào k ết quả mô phỏng em thấy thông s ố S11 = -12.416dB, điều này cho th ấy anten đã có sự phối hợ p tr ở kháng với cáp đồng tr ục,tuy k ết quả chưa đượ c tốt(S11<-15dB), nhưng với S11 như trên là có thể chấ p nhận đượ c
7
c.
Độ lợ i:
Hình 5.1: Độ l ợi hướ ng tính (3D)
Hình 4.2: Độ l ợi hướ ng tính (2D)
Nhận xét:
Dựa vào đồ thị ta thấy búp sóng theo hướ ng của anten Helix là có độ lợ i lớ n nhất và độ lợ i là 14.4 dBi, g ần đúng vớ i con số tính toán.
