TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
TIỂU LUẬN
THIẾT KẾ ANTEN
THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG ANTEN VI DẢI TẦN SỐ
5 GHZ SỬ DỤNG PHẦN MỀM CST STUDIO SUITE
Giảng viên hướng dẫn : TS. Hoàng Thị Phương Thảo
Học viên thực hiện : Nguyễn Thị Hương
Chuyên ngành : Kỹ thuật điện tử
Mã học viên : 24CH5030001
Lớp : CH12KTDT1
HÀ NỘI - 2025
i
MỤC LỤC
MỤC LỤC.................................................................................................................I
DANH MỤC HÌNH ẢNH.......................................................................................II
MỞ ĐẦU...................................................................................................................1
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ANTEN..................................................2
1.1. Giới thiệu chung về anten..............................................................................2
1.1.1. Khái niệm và chức năng của anten.........................................................2
1.1.2. Các tham số đặc trưng của anten...........................................................3
1.1.3. Phân loại anten.........................................................................................6
1.2. Tổng quan về anten vi dải.............................................................................7
1.2.1. Cấu trúc cơ bản của anten vi dải............................................................7
1.2.2. Nguyên lý hoạt động................................................................................8
1.2.3. Ưu và nhược điểm..................................................................................10
1.2.4. Các kiểu cấp nguồn................................................................................11
1.2.5. Ứng dụng anten vi dải trong thực tế....................................................12
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG ANTEN VI DẢI 2.5GHZ TRÊN
PHẦN MỀM CST...................................................................................................15
2.1. Mục tiêu và yêu cầu thiết kế........................................................................15
2.2. Lựa chọn thông số thiết kế và vật liệu substrate.......................................16
2.3. Tính toán kích thước anten.........................................................................16
2.4. Thiết lập trên phần mềm mô phỏng...........................................................18
2.5. Kết quả mô phỏng........................................................................................20
2.5.1. Cấu trúc Anten 3D.................................................................................20
2.5.2. Biểu đồ tham số S11...............................................................................21
2.5.3. Đồ thị bức xạ..........................................................................................21
KẾT LUẬN.............................................................................................................24
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................25
ii
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1. 1. Cơ chế hoạt động của anten......................................................................2
Hình 1. 2. Cấu trúc anten vi dải.................................................................................7
Hình 1. 3. Cơ chế cộng hưởng và bức xạ sóng..........................................................8
Hình 1. 4. Các kiểu cấp nguồn cho anten vi dải......................................................11
Hình 2. 1. Mô hình Anten 3D...................................................................................20
Hình 2. 2. Các tham số kích thước anten.................................................................20
Hình 2. 3. Biểu đồ tham số S11................................................................................21
Hình 2. 4. Đồ thị bức xạ 3D của anten.....................................................................22
1
MỞ ĐẦU
Trong thời đại công nghệ không dây phát triển mạnh mẽ, anten đóng vai trò
then chốt trong việc truyền và nhận tín hiệu điện từ. Từ các hệ thống viễn thông,
truyền hình, radar cho đến các thiết bị di động và Internet vạn vật (IoT), anten là
một thành phần không thể thiếu. Việc thiết kế anten phù hợp với yêu cầu kỹ thuật
và ứng dụng thực tiễn là một nội dung quan trọng trong lĩnh vực kỹ thuật điện –
điện tử và truyền thông.
Trong số các loại anten hiện nay, anten vi dải (microstrip patch antenna) được
sử dụng rộng rãi nhờ những ưu điểm như cấu trúc mỏng, trọng lượng nhẹ, dễ tích
hợp lên mạch phẳng và chi phí chế tạo thấp. Tuy nhiên, anten vi dải cũng có những
hạn chế nhất định như băng thông hẹp và hiệu suất không quá cao, đòi hỏi người
thiết kế cần có sự tính toán và tối ưu hợp lý.
Trong khuôn khổ môn học thiết kế anten, tiểu luận này tập trung vào việc thiết
kế và mô phỏng anten vi dải hoạt động tại tần số 5 GHz, tần số phổ biến trong các
ứng dụng không dây như Wi-Fi, Bluetooth và các hệ thống truyền thông hiện đại.
Phần mềm CST Studio Suite được sử dụng làm công cụ mô phỏng chính nhờ khả
năng phân tích điện từ mạnh mẽ và độ chính xác cao.
.
2
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ANTEN
1.1. Giới thiệu chung về anten
1.1.1. Khái niệm và chức năng của anten
a. Khái niệm
Anten là một linh kiện điện tử thụ động hoặc thiết bị dẫn truyền, có khả năng
chuyển đổi tín hiệu điện thành sóng điện từ để phát ra, hoặc ngược lại là chuyển đổi
sóng điện từ thành tín hiệu điện để thu nhận. Về bản chất, anten là cầu nối giữa
mạch điện,đường dẫn và không gian tự do, giúp truyền và nhận sóng vô tuyến.
b. Chức năng chính:
Bức xạ (truyền): Khi tích hợp với máy phát, anten hoạt động như một bộ
chuyển
đổi, biến tín hiệu điện (RF) thành sóng điện từ phát ra trong không gian
Thu nhận: Khi làm việc ở chế độ nhận, anten tiếp nhận sóng điện từ và chuyển
đổi chúng trở lại thành tín hiệu điện cung cấp cho thiết bị thu.
Phối hợp trở kháng (impedance matching): Anten đảm bảo tương thích trở
kháng giữa máy phát/thu và môi trường (không khí), giúp tối ưu khả năng
truyền công suất và giảm phản xạ.
Định hướng và tập trung năng lượng: Anten có thể phát hoặc thu sóng theo
các hướng mong muốn (định hướng), đồng thời giảm thiểu tín hiệu ở các
hướng không mong muốn.
Hình 1. 1. Cơ chế hoạt động của anten