TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN
KHOA KỸ THUẬT & CÔNG NGHỆ
--------------
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ ANTEN CHO TRẠM GỐC DI ĐỘNG Ở DẢI
TẦN 5G SUB-6GHz
GVHD : TS. HUỲNH NGUYỄN BẢO PHƯƠNG
SVTH : VÕ VĂN ĐỨC
MSSV : 4351180105
KHÓA : 43
Bình Định, 01/2024
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN
KHOA KỸ THUẬT & CÔNG NGHỆ
--------------
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ ANTEN CHO TRẠM GỐC DI ĐỘNG Ở DẢI
TẦN 5G SUB-6GHz
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử - Viễn thông
GVHD: TS. ĐẶNG THỊ TỪ MỸ
SVTH: VÕ VĂN ĐỨC
Bình Định, 01/2024
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
NHIỆM VỤ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: VÕ VĂN ĐỨC
Mã sinh viên: 4351180105 Khóa: 43
Khoa: Kỹ thuật & Công nghệ
Ngành: Kỹ thuật Điện tử - Viễn thông
I. Tên đề tài:Nghiên cứu, thiết kế anten cho trạm gốc di động ở dải tần 5G sub-6 GHz.
II. Các số liệu ban đầu:
- Tần số thiết kế: hệ thống 5G ở tần số 4. GHz
- Vật liệu điện môi FR4-epoxy có độ dày là 1,6mm, hằng số điện môi ε
bằng 4.4
- Anten mảng 2 phần tử, tiếp điện sử dụng bộ chia công suất hình T
III. Nội dung:
- Tìm hiểu về hệ thông tin, hệ thống thông tin 5G
- Tìm hiểu về anten, cách thức thiết kế anten
- Tìm hiểu về phần mềm thiết kế, mô phỏng ANSYS Electronics Desktop
- Tiến hành thiết kế, điều chỉnh, tối ưu
IV. Phần bản vẽ
V. Ngày giao nhiệm vụ: .........................................................................................................
VI. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: ..........................................................................................
Bình Định, ngày tháng năm 20
TRƯỞNG BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi họ tên) (Ký và ghi họ tên)
MỤC LỤC
TRANG PHỤ BÌA
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Ni dung
MỤC LỤC ........................................................................................................................... 2
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ ...................................................................... III
DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ ĐỒ THỊ .......................................................................... IV
LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................................... VI
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. VII
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN 5G ................................... 1
1.1. Tổng quan về hệ thống thông tin di động ....................................................................... 1
1.1.1. Lịch sử phát triển của hệ thống thông tin di động ................................................... 3
1.1.2. Các thế hệ thông tin di động 1G,2G,3G,4G. ........................................................... 5
1.2. Tìm hiểu thế hệ 5G ....................................................................................................... 11
1.2.1. Bối cảnh của hệ thống 5G ..................................................................................... 11
1.2.2. Sơ lược về sự hình thành và phát triển của mạng 5G ........................................... 12
1.2.3. Khái niệm hệ thống thông tin di động 5G ............................................................. 13
1.2.4. Công nghệ 5G hoạt động như thế nào? ................................................................. 14
1.2.5. Kiến trúc của hệ thống thông tin di động 5G ........................................................ 17
1.2.6. Yêu cầu đối với hệ thống thông tin di động 5G .................................................... 20
1.2.7. Phổ của hệ thống thông tin di động 5G ................................................................. 21
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ ANTEN ...................................................................... 23
2.1. Lý thuyết chung về anten ............................................................................................. 23
2.2. Các tham số cơ bản của anten ...................................................................................... 25
2.2.1. Trợ kháng vào ....................................................................................................... 26
2.2.2. Hiệu suất của anten ............................................................................................... 26
2.2.3. Hệ số định hướng .................................................................................................. 27
2.2.4. Hệ số tăng ích ........................................................................................................ 28
2.2.5. Đồ thị phương hướng và độ rộng búp sóng của anten .......................................... 29
2.2.6. Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương diện tích và chiều dài hiệu dụng ..... 32
2.2.7. Phân cực ................................................................................................................ 34
2.2.8. Băng thông ............................................................................................................ 35
2.2.9. Cường độ bức xạ ................................................................................................... 36
2.2.10. Mật độ công suất bức xạ ..................................................................................... 37
2.3. Hệ phương trình Maxwell ............................................................................................ 38
2.4. Các nguồn bức xạ nguyên tố ........................................................................................ 39
2.4.1. Dipol điện .............................................................................................................. 40
2.4.2. Dipol từ ................................................................................................................. 43
2.5. Ứng dụng của anten ..................................................................................................... 44
2.6. Các phương pháp tiếp điện cho anten .......................................................................... 45
2.6.1. Tiếp điện bằng đường vi dải (Microstrip transmission line) ................................ 45
2.6.2. Tiếp điện bằng cáp đồng trục (Coaxial probe)...................................................... 46
2.6.3. Tiếp điện bằng ghép khẩu độ (Aperture Coupling) .............................................. 47
2.7. Giới thiệu về anten lưỡng cực điện từ .......................................................................... 49
2.7.1. Khái niệm về anten lưỡng cực điện từ .................................................................. 49
2.7.2. Cấu trúc của anten lưỡng cực điện từ ................................................................... 49
2.7.3. Các dạng cơ bảng của anten lưỡng cực điện từ .................................................... 52
CHƯƠNG 3. PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ ANTEN ................................................... 56
3.1. Phân tích ....................................................................................................................... 56
3.1.1. Bài toán thiết kế .................................................................................................... 56
3.1.2. Quy trình thiết kế .................................................................................................. 56
3.1.3. Giới thiệu phần mềm mô phỏng HFSS ................................................................. 57
3.2. Thiết kế anten ............................................................................................................... 58
3.2.1. Thiết kế anten lưỡng cực điện từ phần tử đơn ...................................................... 58
3.2.2. Thiết kế bộ chia ..................................................................................................... 65
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI ....................................................... 69
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................ 70