Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
Mục lục
CHƯƠNG 1 3
TỔNG QUAN VỀ SIÊU CAO TẦN 3
1.1 Giới thiệu chung 3
1.1.1 Ưu việt của dải tần viba và ứng dụng của kỹ thuật viba trong thực tiễn 4
1.1.2 Vài nét về sự phát triển 5
1.2 Một số đặc điểm của truyền sóng siêu cao tần 6
1.2.1 Ảnh hưởng của khí quyển. 6
1.2.2 Ảnh hưởng của mặt đất 8
1.2.3 Các ảnh hưởng Plasma 9
1.3 Các bộ phát và thu siêu cao tần 10
1.4 Các đại lượng đặc trưng 11
1.5 Giải pháp nâng cao công suất 14
CHƯƠNG 2 LÝ THUYẾT CẦU HYBRID 1800 16
2.1 Cấu tạo cầu hybrid 1800 16
2.2 Nguyên lý hoạt động của cầu hybrid 1800 17
Cổng tổng 17
Cổng chia 19
CHƯƠNG 3 21
THIẾT KẾ,MÔ PHỎNG VÀ CHẾ TẠO CẦU CÔNG SUẤT HYBRID 1800 21
3.1 Thiết kế cầu hybrid 1800 21
Bộ chia 21
Bộ tổng 21
3.2 Mô phỏng và kết quả mô phỏng cầu hybrid 1800 22
Số liệu mô phỏng cầu công suất bằng phần mền Ansoft 22
Kết quả mô phỏng cầu công suất bằng phần mền Ansoft 22
3.3 Chế tạo cầu hybrid 1800 25
3.3.1 Kết quả thực nghiệm cổng chia 25
3.3.2 Kết quả thực nghiệm cổng tổng 27
KẾT LUẬN 28
DANH SÁCH BẢNG VÀ HÌNH VẼ 29
TÀI LIỆU THAM KHẢO 30
LỜI MỞ ĐẦU
ùng với sự phát triển của các nghành công nghệ như điện tử, tin học...vv.việc xử lý tín hiệu siêu sao tần trong những năm qua đã phát triển mạnh mẽ, cung cấp các loại hình dịch vụ đa dạng đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người sử dụng. Kể từ khi ra đời cho đến nay siêu cao tần đã phát triển và đã tiến một bước dài trên con đường công nghệ
Trong thế kỷ 21, thế giới đã chứng kiến sự bùng nổ của thông tin vô tuyến trong đó điều khiển tín hiệu siêu cao tần đóng vai trò rất quan trọng. Để đáp ứng các nhu cầu ngày càng tăng về số lượng lẫn chất lượng dịch vụ đặc biệt là dịch vụ truyền số liệu đa phương tiện công nghệ băng rộng đã ra đời. Với khả năng tích hợp nhiều dịch vụ,công nghệ băng rộng đã dần chiếm lĩnh thị trường viễn thông.
Việc phát,truyền và thu tín hiệu siêu cao trong một hệ thống thì điều khiển công suất trong hệ thống thông tin là một trong những khâu quan trọng của hệ thống, hạn chế được ảnh hưởng tới chất lượng dịch,dung lượng của hệ thống và khả năng chống lại fading vốn là đặc trưng của trường điện từ.
Xuất phát từ những suy nghĩ như vậy dưới sự định hướng của cô Đặng Thị Thanh Thủy nên em đã quyết định chọn đề tài:
” MÔ PHỎNG,THIẾT KẾ,CHẾ TẠO CẦU CHIA /CỘNG CÔNG SUẤT HYBRID 1800”
Đề tài thực hiện nghiên cứu, phân tích , kỹ thuật điều khiển khuếch đại công suất hybrid nhằm tối ưu hoạt động của mạng đồng thời cải thiện chất lượng của hệ thống.
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ SIÊU CAO TẦN
1.1 Giới thiệu chung
Thuật ngữ “viba” hay sóng siêu cao tần (microwaves) là để chỉ những sóng điện từ có bước sóng rất nhỏ hay tần số rất cao của phổ tần số vô tuyến điện.
Phạm vi của dải tần số này cũng không có sự quy định chặt chẽ và thống nhất toàn thế giới. Giới hạn trên của dải thường được coi là tới 300 GHz (f = 3.1011 Hz), ứng với bước sóng = 1 mm (sóng milimet), còn giới hạn dưới có thể khác nhau tuỳ từng trường hợp vào các quy ước theo tập quán sử dụng. Một số nước coi "sóng cực ngắn" là những sóng có tần số cao hơn 30 MHz ( bước sóng ≤ 10m ), còn một số nước khác coi "viba" là những sóng có tần số cao hơn 300 MHz ( bước sóng ≤ 1 m ).
Hình 3.1 minh hoạ phổ tần số của sóng điện từ & phạm vi dải tần của kỹ thuật viba
Hình 1.1. Phổ tần số của sóng điện từ
Trong ứng dụng thực tế, dải tần của vi ba còn được chia thành các băng tần nhỏ hơn như
- UHF (Ultra High Frequency): f = 300 MHz ÷ 3 GHz
- SHF (Super High Frequency): f = 3 ÷ 30 GHz
- EHF (Extremely High Frequency): f = 30 ÷ 300 GHz
1.1.1 Ưu việt của dải tần viba và ứng dụng của kỹ thuật viba trong thực tiễn
Kỹ thuật viba có liên quan đến các phần tử và mạch điện làm việc với các dao động có bước sóng rất nhỏ. Điều này, một mặt khó khăn cho việc phân
tích thiết kế và chế tạo, nhưng mặt khác cũng là lợi thế khi ứng dụng kỹ thuật viba vì các lý do sau đây:
- Độ tăng ích của một Ăngten là hàm tỷ lệ thuận với kích thước tương đối của Ăngten so với bước sóng. Do vậy, tăng ích của Ăngten viba dễ đạt được giá trị cao.
- Dải tần thực tế trong thông tin viba dễ dàng đạt được giá trị lớn ứng với dải tần tương đối có giá trị nhất định. (Thật vậy, 1% của 30 GHz là 300 MHz, trong khi đó 1% của 300 MHz chỉ là 3 MHz).
- Sóng viba truyền theo đường thẳng, không bị phản xạ trên tầng điện ly nên có thể khai thác thông tin vệ tinh và thông tin viba mặt đất trên cùng dải sóng mà không ảnh hưởng đến nhau, có thể sử dụng lại tần số trên những cự ly không lớn.
1.1.2 Vài nét về sự phát triển
Kỹ thuật viba vốn được coi là một kỹ thuật đã có lịch sử phát triển tương đối lâu vì nền tảng của nó là lý thuyết về sóng điện từ đã được phát hiện từ cách đây trên 100 năm, ứng dụng đầu tiên của nó là kỹ thuật ra-đa cũng đã được phát triển từ thời kỳ chiến tranh thế giới thứ hai.
Tuy kỹ thuật viba đã ra đời và phát triển kể từ đầu thế kỷ qua, nhưng sự phát triển thực sự mạnh mẽ và có ý nghĩa của nó chỉ từ khi con người tạo ra được các công cụ bán dẫn và các IC siêu cao tần vào những năm 70 của thế kỷ 20.
Năm 1873, Maxwell đã đưa ra các công thức toán học mô tả các mối quan hệ của trường điện từ và tiên đoán về sự tồn tại của sóng điện từ. Điều tiên đoán này đã được Hertz chứng minh bằng một loạt thực nghiệm vào các năm 1887-1891. Nhưng sự phát triển tiếp đó lại khá chậm do có nhiều khó khăn về mặt công nghệ, đặc biệt là việc tạo ra các nguồn dao động ở dải tần số cao. Phải đến đầu thế kỷ 20, kỹ thuật vô tuyến điện mới có điều kiện phát triển mạnh hơn do có sự thúc đẩy của việc tìm kiếm các khí tài quân sự phục vụ chiến tranh. Ban đầu là sự phát triển của các phương tiện thông tin vô tuyến ở dải sóng trung và sóng ngắn, tiếp đó là ở các dải tần cao hơn và đỉnh cao là sự ra đời của khí tài ra-đa trong thời gian chiến tranh thế giới thứ 2. Tiếp theo đó là các hệ thông tin dùng dải tần viba và kỹ thuật viba cũng được phát triển.
Ngày nay, thông tin vô tuyến được sử dụng chủ yếu là ở dải tần viba, từ 400 ÷ 500 MHz (bộ đàm vô tuyến), từ 900 ÷ 1800 MHz (thông tin di động cá nhân), thông tin vệ tinh dùng cho cả lĩnh vực viễn thông và phát thanh truyền hình dùng dải tần từ 1 ÷ 30 GHz, được chia thành các băng L (1÷2GHz) cho vệ tinh di động tầm thấp, băng S (2÷4GHz), băng C (4÷7GHz), băng X (7÷11GHz), băng Ku (11÷14GHz), băng K (14÷20GHz) và băng Ka (20÷30GHz) dùng cho vệ tinh cố định, trong đó băng X được dành riêng cho quân sự.
1.2 Một số đặc điểm của truyền sóng siêu cao tần
Trong không gian tự do sóng điện từ truyền theo đường thẳng mà không bị suy hao. Tuy nhiên, không gian tự do chỉ là môi trường lý tưởng hoá và chỉ đạt được gần đúng khi năng lượng sóng siêu cao tần truyền trong không khí hay trên bề mặt Trái Đất. Trong thực tế để truyền thông tin được thì radar hay hệ thống đo bức xạ phải chịu ảnh hưởng rất lớn của các hiện tượng truyền sóng như phản xạ, khúc xạ, suy hao hay tán xạ. Các ảnh hưởng truyền sóng nói chung không thể xác định một cách chính xác mà chỉ có thể diễn giải dưới dạng thống kê.
1.2.1 Ảnh hưởng của khí quyển.
Hằng số điện môi tương đối của không khí gần như bằng 1, nhưng thực chất nó là hàm của áp suất không khí, nhiệt độ và độ ẩm.
(1.1)
Trong đó P là áp suất khí tính theo milibar, T là nhiệt độ tính theo độ Kelvin, V là áp suất hơi nước tính theo milibar. Kết quả này cho thấy hằng số điện môi nói chung là giảm (gần bằng 1) khi độ cao tăng, vì áp suất và độ ẩm giảm nhanh hơn nhiệt độ. Sự thay đổi của hằng số điện môi theo độ cao làm quỹ đạo của sóng vô tuyến cong về phía Trái Đất.
KẾT LUẬN
Xuất phát từ mô hình sơ đồ khối của khối thu phát tín hiệu vô tuyến. Cụ thể là thu phát tín hiệu siêu cao tần. Ta nhận thấy, một trong những bộ phận ảnh hưởng lớn tới chất lượng của cả hệ thống là bộ khuếch đại công suất. Vì vậy, nội dung chính của khóa luận này là đi nghiên cứu khối khuếch đại công suất hay bộ chia/cộng công suất. Cụ thể gồm các phần sau:
• Tổng quan về lý thuyết khuếch đại siêu cao tần.
• Thiết kế,chế tạo cầu chia/cộng công suất hybrid 1800.
• Khảo sát kết quả đã chế tạo được so với lý thuyết.
Và kết quả là:
Nhận thấy chế tạo cầu hybrid 1800 theo kiểu vòng tròn là đơn giản và phù hợp nhất.
Từ kết quả mô phỏng bằng phần mền Ansoft ở tần số 1030Mhz và điện trở vòng tròn là , thu được kết quả là cầu hybrid 1800 như hình 3.2, với số liệu chi tiết như bảng 1. từ số liệu đó ta đem khảo sát bang máy phân tích mạng ta thu được cầu hybrid 1800 thực như hình 3.5.
Khảo sát kết quả vừa chế tạo được so với lý thuyết. Khi tín hiệu vào cổng 1 tín hiệu ra cổng 3 và 4.thì góc lệch giữa công 3 và 4 là 177.660 1800,mức suy giám tín hiệu nhỏ -3dB. Khi tín kiệu vào cổng 3 và 4 tín hiệu ra cổng 1 thì tín hiệu tăng.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
Mục lục
CHƯƠNG 1 3
TỔNG QUAN VỀ SIÊU CAO TẦN 3
1.1 Giới thiệu chung 3
1.1.1 Ưu việt của dải tần viba và ứng dụng của kỹ thuật viba trong thực tiễn 4
1.1.2 Vài nét về sự phát triển 5
1.2 Một số đặc điểm của truyền sóng siêu cao tần 6
1.2.1 Ảnh hưởng của khí quyển. 6
1.2.2 Ảnh hưởng của mặt đất 8
1.2.3 Các ảnh hưởng Plasma 9
1.3 Các bộ phát và thu siêu cao tần 10
1.4 Các đại lượng đặc trưng 11
1.5 Giải pháp nâng cao công suất 14
CHƯƠNG 2 LÝ THUYẾT CẦU HYBRID 1800 16
2.1 Cấu tạo cầu hybrid 1800 16
2.2 Nguyên lý hoạt động của cầu hybrid 1800 17
Cổng tổng 17
Cổng chia 19
CHƯƠNG 3 21
THIẾT KẾ,MÔ PHỎNG VÀ CHẾ TẠO CẦU CÔNG SUẤT HYBRID 1800 21
3.1 Thiết kế cầu hybrid 1800 21
Bộ chia 21
Bộ tổng 21
3.2 Mô phỏng và kết quả mô phỏng cầu hybrid 1800 22
Số liệu mô phỏng cầu công suất bằng phần mền Ansoft 22
Kết quả mô phỏng cầu công suất bằng phần mền Ansoft 22
3.3 Chế tạo cầu hybrid 1800 25
3.3.1 Kết quả thực nghiệm cổng chia 25
3.3.2 Kết quả thực nghiệm cổng tổng 27
KẾT LUẬN 28
DANH SÁCH BẢNG VÀ HÌNH VẼ 29
TÀI LIỆU THAM KHẢO 30
LỜI MỞ ĐẦU
ùng với sự phát triển của các nghành công nghệ như điện tử, tin học...vv.việc xử lý tín hiệu siêu sao tần trong những năm qua đã phát triển mạnh mẽ, cung cấp các loại hình dịch vụ đa dạng đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người sử dụng. Kể từ khi ra đời cho đến nay siêu cao tần đã phát triển và đã tiến một bước dài trên con đường công nghệ
Trong thế kỷ 21, thế giới đã chứng kiến sự bùng nổ của thông tin vô tuyến trong đó điều khiển tín hiệu siêu cao tần đóng vai trò rất quan trọng. Để đáp ứng các nhu cầu ngày càng tăng về số lượng lẫn chất lượng dịch vụ đặc biệt là dịch vụ truyền số liệu đa phương tiện công nghệ băng rộng đã ra đời. Với khả năng tích hợp nhiều dịch vụ,công nghệ băng rộng đã dần chiếm lĩnh thị trường viễn thông.
Việc phát,truyền và thu tín hiệu siêu cao trong một hệ thống thì điều khiển công suất trong hệ thống thông tin là một trong những khâu quan trọng của hệ thống, hạn chế được ảnh hưởng tới chất lượng dịch,dung lượng của hệ thống và khả năng chống lại fading vốn là đặc trưng của trường điện từ.
Xuất phát từ những suy nghĩ như vậy dưới sự định hướng của cô Đặng Thị Thanh Thủy nên em đã quyết định chọn đề tài:
” MÔ PHỎNG,THIẾT KẾ,CHẾ TẠO CẦU CHIA /CỘNG CÔNG SUẤT HYBRID 1800”
Đề tài thực hiện nghiên cứu, phân tích , kỹ thuật điều khiển khuếch đại công suất hybrid nhằm tối ưu hoạt động của mạng đồng thời cải thiện chất lượng của hệ thống.
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ SIÊU CAO TẦN
1.1 Giới thiệu chung
Thuật ngữ “viba” hay sóng siêu cao tần (microwaves) là để chỉ những sóng điện từ có bước sóng rất nhỏ hay tần số rất cao của phổ tần số vô tuyến điện.
Phạm vi của dải tần số này cũng không có sự quy định chặt chẽ và thống nhất toàn thế giới. Giới hạn trên của dải thường được coi là tới 300 GHz (f = 3.1011 Hz), ứng với bước sóng = 1 mm (sóng milimet), còn giới hạn dưới có thể khác nhau tuỳ từng trường hợp vào các quy ước theo tập quán sử dụng. Một số nước coi "sóng cực ngắn" là những sóng có tần số cao hơn 30 MHz ( bước sóng ≤ 10m ), còn một số nước khác coi "viba" là những sóng có tần số cao hơn 300 MHz ( bước sóng ≤ 1 m ).
Hình 3.1 minh hoạ phổ tần số của sóng điện từ & phạm vi dải tần của kỹ thuật viba
Hình 1.1. Phổ tần số của sóng điện từ
Trong ứng dụng thực tế, dải tần của vi ba còn được chia thành các băng tần nhỏ hơn như
- UHF (Ultra High Frequency): f = 300 MHz ÷ 3 GHz
- SHF (Super High Frequency): f = 3 ÷ 30 GHz
- EHF (Extremely High Frequency): f = 30 ÷ 300 GHz
1.1.1 Ưu việt của dải tần viba và ứng dụng của kỹ thuật viba trong thực tiễn
Kỹ thuật viba có liên quan đến các phần tử và mạch điện làm việc với các dao động có bước sóng rất nhỏ. Điều này, một mặt khó khăn cho việc phân
tích thiết kế và chế tạo, nhưng mặt khác cũng là lợi thế khi ứng dụng kỹ thuật viba vì các lý do sau đây:
- Độ tăng ích của một Ăngten là hàm tỷ lệ thuận với kích thước tương đối của Ăngten so với bước sóng. Do vậy, tăng ích của Ăngten viba dễ đạt được giá trị cao.
- Dải tần thực tế trong thông tin viba dễ dàng đạt được giá trị lớn ứng với dải tần tương đối có giá trị nhất định. (Thật vậy, 1% của 30 GHz là 300 MHz, trong khi đó 1% của 300 MHz chỉ là 3 MHz).
- Sóng viba truyền theo đường thẳng, không bị phản xạ trên tầng điện ly nên có thể khai thác thông tin vệ tinh và thông tin viba mặt đất trên cùng dải sóng mà không ảnh hưởng đến nhau, có thể sử dụng lại tần số trên những cự ly không lớn.
1.1.2 Vài nét về sự phát triển
Kỹ thuật viba vốn được coi là một kỹ thuật đã có lịch sử phát triển tương đối lâu vì nền tảng của nó là lý thuyết về sóng điện từ đã được phát hiện từ cách đây trên 100 năm, ứng dụng đầu tiên của nó là kỹ thuật ra-đa cũng đã được phát triển từ thời kỳ chiến tranh thế giới thứ hai.
Tuy kỹ thuật viba đã ra đời và phát triển kể từ đầu thế kỷ qua, nhưng sự phát triển thực sự mạnh mẽ và có ý nghĩa của nó chỉ từ khi con người tạo ra được các công cụ bán dẫn và các IC siêu cao tần vào những năm 70 của thế kỷ 20.
Năm 1873, Maxwell đã đưa ra các công thức toán học mô tả các mối quan hệ của trường điện từ và tiên đoán về sự tồn tại của sóng điện từ. Điều tiên đoán này đã được Hertz chứng minh bằng một loạt thực nghiệm vào các năm 1887-1891. Nhưng sự phát triển tiếp đó lại khá chậm do có nhiều khó khăn về mặt công nghệ, đặc biệt là việc tạo ra các nguồn dao động ở dải tần số cao. Phải đến đầu thế kỷ 20, kỹ thuật vô tuyến điện mới có điều kiện phát triển mạnh hơn do có sự thúc đẩy của việc tìm kiếm các khí tài quân sự phục vụ chiến tranh. Ban đầu là sự phát triển của các phương tiện thông tin vô tuyến ở dải sóng trung và sóng ngắn, tiếp đó là ở các dải tần cao hơn và đỉnh cao là sự ra đời của khí tài ra-đa trong thời gian chiến tranh thế giới thứ 2. Tiếp theo đó là các hệ thông tin dùng dải tần viba và kỹ thuật viba cũng được phát triển.
Ngày nay, thông tin vô tuyến được sử dụng chủ yếu là ở dải tần viba, từ 400 ÷ 500 MHz (bộ đàm vô tuyến), từ 900 ÷ 1800 MHz (thông tin di động cá nhân), thông tin vệ tinh dùng cho cả lĩnh vực viễn thông và phát thanh truyền hình dùng dải tần từ 1 ÷ 30 GHz, được chia thành các băng L (1÷2GHz) cho vệ tinh di động tầm thấp, băng S (2÷4GHz), băng C (4÷7GHz), băng X (7÷11GHz), băng Ku (11÷14GHz), băng K (14÷20GHz) và băng Ka (20÷30GHz) dùng cho vệ tinh cố định, trong đó băng X được dành riêng cho quân sự.
1.2 Một số đặc điểm của truyền sóng siêu cao tần
Trong không gian tự do sóng điện từ truyền theo đường thẳng mà không bị suy hao. Tuy nhiên, không gian tự do chỉ là môi trường lý tưởng hoá và chỉ đạt được gần đúng khi năng lượng sóng siêu cao tần truyền trong không khí hay trên bề mặt Trái Đất. Trong thực tế để truyền thông tin được thì radar hay hệ thống đo bức xạ phải chịu ảnh hưởng rất lớn của các hiện tượng truyền sóng như phản xạ, khúc xạ, suy hao hay tán xạ. Các ảnh hưởng truyền sóng nói chung không thể xác định một cách chính xác mà chỉ có thể diễn giải dưới dạng thống kê.
1.2.1 Ảnh hưởng của khí quyển.
Hằng số điện môi tương đối của không khí gần như bằng 1, nhưng thực chất nó là hàm của áp suất không khí, nhiệt độ và độ ẩm.
(1.1)
Trong đó P là áp suất khí tính theo milibar, T là nhiệt độ tính theo độ Kelvin, V là áp suất hơi nước tính theo milibar. Kết quả này cho thấy hằng số điện môi nói chung là giảm (gần bằng 1) khi độ cao tăng, vì áp suất và độ ẩm giảm nhanh hơn nhiệt độ. Sự thay đổi của hằng số điện môi theo độ cao làm quỹ đạo của sóng vô tuyến cong về phía Trái Đất.
KẾT LUẬN
Xuất phát từ mô hình sơ đồ khối của khối thu phát tín hiệu vô tuyến. Cụ thể là thu phát tín hiệu siêu cao tần. Ta nhận thấy, một trong những bộ phận ảnh hưởng lớn tới chất lượng của cả hệ thống là bộ khuếch đại công suất. Vì vậy, nội dung chính của khóa luận này là đi nghiên cứu khối khuếch đại công suất hay bộ chia/cộng công suất. Cụ thể gồm các phần sau:
• Tổng quan về lý thuyết khuếch đại siêu cao tần.
• Thiết kế,chế tạo cầu chia/cộng công suất hybrid 1800.
• Khảo sát kết quả đã chế tạo được so với lý thuyết.
Và kết quả là:
Nhận thấy chế tạo cầu hybrid 1800 theo kiểu vòng tròn là đơn giản và phù hợp nhất.
Từ kết quả mô phỏng bằng phần mền Ansoft ở tần số 1030Mhz và điện trở vòng tròn là , thu được kết quả là cầu hybrid 1800 như hình 3.2, với số liệu chi tiết như bảng 1. từ số liệu đó ta đem khảo sát bang máy phân tích mạng ta thu được cầu hybrid 1800 thực như hình 3.5.
Khảo sát kết quả vừa chế tạo được so với lý thuyết. Khi tín hiệu vào cổng 1 tín hiệu ra cổng 3 và 4.thì góc lệch giữa công 3 và 4 là 177.660 1800,mức suy giám tín hiệu nhỏ -3dB. Khi tín kiệu vào cổng 3 và 4 tín hiệu ra cổng 1 thì tín hiệu tăng.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Last edited by a moderator: