Đang tải... (xem toàn văn)
BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN LINH KIỆN ĐIỆN TỬ VIBA: ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU VỀ CÁC MẠCH TRONG CÁC THIẾT BỊ CẦM TAY 1. PHẦN 1(TÂM) 1.1. Dfgfdg 1.2. Dfgdf 1.3. Dfgdf 1.3.1. Sddf 1.3.2. Sdf 1.3.3. sdfsdf 2. KHẢO SÁT CÁC ANTEN THƯỜNG GẶP TRONG THIẾT BỊ CẦM TAY 2.1. Tối ưu hóa sự kết hợp của anten IFA và anten PIFA trong thiết bị di động 2.1.1. Tóm tắt nội dung bài báo Tên bài báo:” Optimization of PIFAIFA Combination in Handset Antenna Designs” Zhan Li and Yahya RahmatSamii, Fellow, IEEE Bài báo đưa ra giải pháp kết hợp nhiều anten cho thiết bị di động cầm tay.Hai anten cần kết hợp là: • Anten PIFA (planar inverted F antenna): được thiết kế để hoạt động tại dải tần số 800MHz (824 MHz894MHz) và dải tần số 1900 MHz (1850 MHz1990 MHz) • Anten IFA (inverted F antenna) thiết kế để hoạt động tại tần số của GPS 1575.42 MHz Vấn đề đặt ra: • Vị trí feedground của 2 anten ảnh hưởng đến hiệu suất 2 anten và sự phân cực anten IFA • Chiều dài anten IFA ảnh hưởng đến sự cách ly giữa 2 anten IFAPIFA • Thông số SAR của anten PIFA tại tần số 1900 MHz Thông số anten khảo sát là: Angten PIFA đươc thiết kế để hoạt động trong khoảng tần số 800Mhz và 1900MHz.Anten GPS IFA được đặt ở phía còn lại của lớp điện môi. Lớp nền điện môi được dùng để kết nối PIFA và IFA thành 1 module.Với hình J được sử dụng để hoạt động ở 2 tần hiệu quả • Với anten PIFA: hiệu suất anten và băng thông cần được quan tâm • Với anten IFA: hiệu suất và sự phân cực cần được chú ý Khi một ăngten GPS được tích hợp vào , bởi vì band GPS (1575,42 MHz) gần với băng tần 1900 MHz, Do đó việc ghép giữa ăngten di động và ăngten GPS rất quan trong.Với việc bổ sung ăngten bluetooth (2,4 GHz) và một ăngten truyền hình kỹ thuật số (470770 MHz),vấn đề ghép lại trở nên quan trọng hơn. Tín hiệu GPS từ vệ tinh là phân cực tròn tay phải (right handed circular polarized).Do đó để kết hợp được với tín hiệu từ vệ tinh thì anten cũng phải phân cực tròn tay phải theo hướng theo trục z mặc dù với loại anten IFA là 1 loại anten tuyến tính, việc nó phân cực trái hay phải phụ thuộc nhiều vào vị trí feed ground của anten. Do đó khoảng cách feed và ground được cố định là 6mm cho anten PIFA và 2.5mm cho anten IFA Với anten PIFA thì băng thông bị giới hạn nên feed và ground của nó phải được đặt phía trên patch như trong hình Với anten IFA, băng thông đòi hỏi không quá quan trọng nên vị trí feed và ground có thể tùy chọn Hiệu quất của anten e0 được định nghĩa là: er: hiệu suất phản xạ=(1S112) ec:hiệu suất dẫn ed: hiệu suất lớp điện môi et: hiệu suất cách ly (1S212) Từ công thức trên ta thấy nếu giảm S21 sẽ tăng hiệu suất tổng và sự cách ly của 2 anten cũng ảnh hưởng tới hiệu suất.Ta có bảng sau với các vị trí anten khác nhau:
BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN LINH KIỆN ĐIỆN TỬ VIBA: ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU VỀ CÁC MẠCH TRONG CÁC THIẾT BỊ CẦM TAY 1. PHẦN 1(TÂM) 1.1. Dfgfdg 1.2. Dfgdf 1.3. Dfgdf 1.3.1. Sddf 1.3.2. Sdf 1.3.3. sdfsdf 2. KHẢO SÁT CÁC ANTEN THƯỜNG GẶP TRONG THIẾT BỊ CẦM TAY 2.1. Tối ưu hóa sự kết hợp của anten IFA và anten PIFA trong thiết bị di động 2.1.1. Tóm tắt nội dung bài báo Tên bài báo:” Optimization of PIFA-IFA Combination in Handset Antenna Designs” -Zhan Li and Yahya Rahmat-Samii, Fellow, IEEE Bài báo đưa ra giải pháp kết hợp nhiều anten cho thiết bị di động cầm tay.Hai anten cần kết hợp là: • Anten PIFA (planar inverted F antenna): được thiết kế để hoạt động tại dải tần số 800MHz (824 MHz-894MHz) và dải tần số 1900 MHz (1850 MHz-1990 MHz) • Anten IFA (inverted F antenna) thiết kế để hoạt động tại tần số của GPS 1575.42 MHz Vấn đề đặt ra: • Vị trí feed/ground của 2 anten ảnh hưởng đến hiệu suất 2 anten và sự phân cực anten IFA • Chiều dài anten IFA ảnh hưởng đến sự cách ly giữa 2 anten IFA-PIFA • Thông số SAR của anten PIFA tại tần số 1900 MHz Thông số anten khảo sát là: Angten PIFA đươc thiết kế để hoạt động trong khoảng tần số 800Mhz và 1900MHz.Anten GPS IFA được đặt ở phía còn lại của lớp điện môi. Lớp nền điện môi được dùng để kết nối PIFA và IFA thành 1 module.Với hình J được sử dụng để hoạt động ở 2 tần hiệu quả • Với anten PIFA: hiệu suất anten và băng thông cần được quan tâm • Với anten IFA: hiệu suất và sự phân cực cần được chú ý Khi một ăng-ten GPS được tích hợp vào , bởi vì band GPS (1575,42 MHz) gần với băng tần 1900 MHz, Do đó việc ghép giữa ăng-ten di động và ăng-ten GPS rất quan trong.Với việc bổ sung ăng-ten bluetooth (2,4 GHz) và một ăng-ten truyền hình kỹ thuật số (470-770 MHz),vấn đề ghép lại trở nên quan trọng hơn. Tín hiệu GPS từ vệ tinh là phân cực tròn tay phải (right handed circular polarized).Do đó để kết hợp được với tín hiệu từ vệ tinh thì anten cũng phải phân cực tròn tay phải theo hướng theo trục z mặc dù với loại anten IFA là 1 loại anten tuyến tính, việc nó phân cực trái hay phải phụ thuộc nhiều vào vị trí feed/ ground của anten. Do đó khoảng cách feed và ground được cố định là 6mm cho anten PIFA và 2.5mm cho anten IFA Với anten PIFA thì băng thông bị giới hạn nên feed và ground của nó phải được đặt phía trên patch như trong hình Với anten IFA, băng thông đòi hỏi không quá quan trọng nên vị trí feed và ground có thể tùy chọn Hiệu quất của anten e 0 được định nghĩa là: e r : hiệu suất phản xạ=(1-S 11 2 ) e c :hiệu suất dẫn e d : hiệu suất lớp điện môi e t : hiệu suất cách ly (1-S 21 2 ) Từ công thức trên ta thấy nếu giảm S 21 sẽ tăng hiệu suất tổng và sự cách ly của 2 anten cũng ảnh hưởng tới hiệu suất.Ta có bảng sau với các vị trí anten khác nhau: Bài báo chọn anten 1 để khảo sát ( có hệ số S 21 bé và phân cực tròn tay phải RHCP).Hình sau mô tả sơ đồ bức xạ của anten trên Hệ số cách ly S 21 tùy theo tần số Anten IFA là anten băng hẹp kết hợp với các phần tử LC để có thể chỉnh tới tần số mong muốn, khi chiều dài IFA thay đổi cũng ảnh hưởng đến hệ số ghép của 2 anten IFA và PIFA và hiệu suất của 2 anten. Ta khảo sát 3 chiều dài anten IFA khác nhau:so với 1 anten IFA chuẩn thì short IFA ngắn hơn 5mm và loại long IFA dài hơn 4mm. Tác động của SAR Hình trên chỉ ra tại tần số 1900MHz, anten IFA giúp cải thiện hiệu suất của anten PIFA trong khi tại tần số 800MHz thì không có tác động nhiều.Tuy nhiên việc thiết kế IFA sẽ ảnh hưởng đến hệ số SAR SAR được định nghĩa là: Với là độ dẫn điện của người, là mật độ điện trường Người ta dùng SAR để xác định sóng điện trường cực đại mà người có thể hấp thu.Tại Mỹ , tổ chức FCC đặt ra mức chuẩn là 1.6mW/1g tế bào Giá trị SAR thường được đo tại 2 vị trí : gần má hoặc cách má 1 góc Ta có bảng đo sau với các PIFA kết hợp với anten IFA có độ dài khác nhau : 2.1.2. Mô phỏng lại kết quả Ta tiến hành mô phỏng với anten như trong hình vẽ với các mô tả sau: Kích cở lớp patch là 26x34 mm Lớp ground có kích cỡ là 98x34mm Đế (substrate) có độ cao là 10mm với hằng số điện môi bằng 2.25 Anten GPS nằm phía dưới 4mm so vơi lớp patch có hình dạng chữ L như hình vẽ, chiều dài thanh chữ L lần lượt là 13mm và 17mm, bề rộng chữ L là 2mm Rãnh J có chiều rông là 2mm và dài 21mm theo chiều X và 12mm theo chiều Y Vị trí feed/ground cũng được đặt như hình vẽ: Khảo sát đồ thị bức xạ anten PIFA: Tại tần số 830Mhz: Mô phỏng: Hình không gian: Theo bài báo: Tai tần số 1900Mhz: Hình không gian: Mô phỏng: Theo bài báo: [...]... 1575 Mhz: Mo phỏng : Bài báo : Kết quả mô phỏng có sự sai lệch so với bài báo do không có đủ các dữ kiện về vị trí chính xác, kích thước cụ thể của anten IFA và PIFA.Ngoài ra vị trí đặt feed/ground cho 2 anten cũng không được nêu ra trong bài báo Hệ số cách ly của 2 anten thể hiện qua thông số S21 hoặc S1 2: Theo bài báo ta c : Mô phỏng: PIFA với anten IFA (GPS) dài hơn 4mm PIFA với short GPS: PIFA với... S11) Hệ số S22 của anten IFA trong trường hợp với các chiều dài anten IFA khác nhau: Theo bài báo: Theo mô phỏng: PIFA với longer IFA (chú ý hệ sô S22) PIFA với shorter IFA (chú ý hệ sô S22) PIFA với normal IFA(chú ý hệ sô S22) 2.1.3 Đánh giá kết quả mô phỏng với kết quả nêu ra trong bài báo 2.2 Thiết kế anten bifilar helix cho thiết bị di động 2.2.1 Tóm tắt nội dung bài báo Bài viết chú ý vào anten bifilar... dài hơn 4mm PIFA với short GPS: PIFA với normal GPS: S21 rất bé trong khoảng tần số từ 1.6GHz đến 1.8GHz.Tuy nhiên kết quả trong bài báo đưa ra lại thấp hơn rất nhiều ( . BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN LINH KIỆN ĐIỆN TỬ VIBA: ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU VỀ CÁC MẠCH TRONG CÁC THIẾT BỊ CẦM TAY 1. PHẦN 1(TÂM) 1.1. Dfgfdg 1.2. Dfgdf 1.3 v : Khảo sát đồ thị bức xạ anten PIFA: Tại tần số 830Mhz: Mô phỏng: Hình không gian: Theo bài báo: Tai tần số 1900Mhz: Hình không gian: Mô phỏng: Theo bài báo: Anten IFA tai tần số 1575 Mhz:. sdfsdf 2. KHẢO SÁT CÁC ANTEN THƯỜNG GẶP TRONG THIẾT BỊ CẦM TAY 2.1. Tối ưu hóa sự kết hợp của anten IFA và anten PIFA trong thiết bị di động 2.1.1. Tóm tắt nội dung bài báo Tên bài báo: ” Optimization