Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
TÓM TẮT LUẬN VĂN
Bộ cộng tín hiệu (Combiner) đƣợc ứng dụng rộng rãi trong nhiều kĩ thuật
thông tin nhƣ router WiFi dual-band, truyền hình cáp, vệ tinh, hệ thống anten… Đây
là một bộ phận không thể thiếu trong các bộ thu phát sóng cao tần.
Luận văn sẽ trình bày về lý thuyết cơ bản của các mạng hai cửa và bốn cửa
siêu cao tần, về nguyên tắc hoạt động một bộ cộng tín hiệu khác tần số cũng nhƣ
phân tích các thành phần của một bộ cộng tín hiệu.
Thiết kế và thi công mạch cộng tín hiệu băng tần wifi (2.4 Ghz và 5 Ghz) ở
hai tần số cụ thể là 2.437 GHz (kênh 6) và 5.32 GHz (kênh 60). Sử dụng kĩ thuật vi
dải để thi công với đƣờng truyền có chiều dày lớp điện môi là 0.95 mm, hằng số điện
môi 4.6
Thực hiện tính toán các thông số và mô phỏng bằng phần mềm ADS
(Advanced Design System) và đo đạc trên máy ZVB8.v
MỤC LỤC
Đề mục: Trang
Trang bìa ............................................................................................i
Nhiệm vụ luận văn .............................................................................ii
Lời Thank .........................................................................................iii
Tóm tắt luận văn.................................................................................iv
Mục lục ..............................................................................................v
CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU ........................................................................1
1.1 Đƣờng truyền vi dải......................................................................1
1.2 Bộ cộng (Combiner ) ....................................................................3
CHƢƠNG 2: SƠ ĐỒ KHỐI VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG................7
2.1 Sơ đồ khối ....................................................................................7
2.2 Nguyên lý hoạt động.....................................................................7
CHƢƠNG 3: MẠCH GHÉP HỖN HỢP (HYBRID) .........................9
3.1 Mạng 4 cửa...................................................................................9
3.2 Giới thiệu mạch ghép hỗn hợp (hybrid) .................................14
3.3 Phân tích mạch ghép hỗn hợp (hybrid) ...................................16
3.4 Ƣu khuyết điểm và ứng dụng của mạch ........................................22
3.5 Phân tích đáp ứng của mạch..........................................................23
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phivi
CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ MẠCH HYBRID ..............................................26
4.1 Thiết kế mạch hybrid1 ..................................................................26
4.2 Giới thiệu phƣơng pháp sử dụng dây chêm trở kháng bƣớc...........34
4.3 Thiết kế mạch hybrid2 ..................................................................38
CHƢƠNG 5: THIẾT KẾ MẠCH LỌC .....................................................51
5.1 Cở sở lý thuyết mạch lọc ..............................................................51
5.1.1 Ma trận S của mạch lọc .................................................51
5.1.2 Đáp ứng Chebyshev ......................................................53
5.2 Mạch lọc thông dải sử dụng dây chêm. .........................................58
5.2.1 Đƣờng truyền một phần tƣ bƣớc sóng ...........................58
5.2.2 Các dây chêm hở mạch và ngắn mạch ...........................59
5.2.3 Bộ lọc thông dải với dây chêm ngắn mạch ..........60
5.2.4 Bộ lọc thông dải với dây chêm hở mạch ..............65
5.3 Khảo sát sự ảnh hƣởng đến đáp ứng của mạch lọc đối với việc thay đổi
kích thƣớc mạch………………………………………………………………70
CHƢƠNG 6: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH CỘNG VI DẢI .........75
CHƢƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI....94
Tài liệu tham khảo ........................................................................................95Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Dương Thế Nhân
________________________________________________________________________________ 1
SVTH: Nguyễn Xuân Thọ, Nguyễn Anh Tuấn ĐH Bách Khoa HCM
CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU
1.1 Đƣờng truyền vi dải:
Đƣờng truyền vi dải là một dạng của đƣờng truyền sóng hai dây dẫn, có cấu
trúc ở hình 1.1. Đƣờng truyền gồm một dải dẫn chính và một mặt dẫn đƣợc dùng làm
mặt phẳng đất.
Chúng đƣợc tạo thành bởi quá trình phủ kim loại (metallization) trên 2 bề mặt
lớp điện môi có hằng số điện môi
Hình 1.1:Cấu trúc microtrip
Lý thuyết đã chứng minh rằng: nếu sự khác biệt giữa r và 0 =1 (hằng số điện
môi của không khí) là không nhiều và tổn hao trên đƣờng dây dẫn không đáng kể thì
ta coi sóng điện từ lan dọc theo đƣờng vi dải là sóng cận–TEM (quasi – TEM).
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiLuận Văn Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Dương Thế Nhân
________________________________________________________________________________ 2
SVTH: Nguyễn Xuân Thọ, Nguyễn Anh Tuấn ĐH Bách Khoa HCM
Các công thức áp dụng gần đúng với chiều dày t của lớp đồng nhỏ:
= { , * +- (1.1)
, - , - (1.2)
√ (1.2)
(1.3)
√ (1.4a)
√ (1.4b)
Với:
: là hệ số điện môi tƣơng đối hiệu dụng (effective relative permittivity).
h : là chiều dày lớp điện môi.
W : là chiều rộng của dải dẫn.
: là độ từ thẩm của lớp điện môi.
: là độ từ thẩm và hằng số điện môi của không khí.
t : là chiều dày dải dẫn (không đáng kể).
: là trở kháng của đƣờng truyền vi dải.
: là bƣớc sóng của đƣờng truyền.Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Dương Thế Nhân
________________________________________________________________________________ 3
SVTH: Nguyễn Xuân Thọ, Nguyễn Anh Tuấn ĐH Bách Khoa HCM
1.2 Bộ cộng (combiner):
wifi viết tắt từ Wireless Fidelity hay mạng 802.11 là hệ thống mạng không
dây sử dụng sóng vô tuyến, giống nhƣ điện thoại di động, truyền hình và radio.
Hệ thống này đã hoạt động ở một số sân bay, quán café, thƣ viện hay khách
sạn. Hệ thống cho phép truy cập Internet tại những khu vực có sóng của hệ thống
này, hoàn toàn không cần đến cáp nối. Ngoài các điểm kết nối công cộng (hotspots),
WiFi có thể đƣợc thiết lập ngay tại nhà riêng.
Tên gọi 802.11 bắt nguồn từ viện IEEE (Institute of Electrical and Electronics
Engineers). Viện này tạo ra nhiều chuẩn cho nhiều giao thức kỹ thuật khác nhau, và
nó sử dụng một hệ thống số nhằm phân loại chúng; 3 chuẩn thông dụng của WiFi
hiện nay là 802.11a/b/g.
wifi truyền và phát tín hiệu ở tần số 2.4 GHz hay 5GHz. Tần số này cao
hơn so với các tần số sử dụng cho điện thoại di động, các thiết bị cầm tay và truyền
hình. Tần số cao hơn cho phép tín hiệu mang theo nhiều dữ liệu hơn.
Các chuẩn Wi-Fi:
-Chuẩn 802.11b là phiên bản đầu tiên trên thị trƣờng. Đây là chuẩn chậm nhất và rẻ
tiền nhất, và nó trở nên ít phổ biến hơn so với các chuẩn khác. 802.11b phát tín hiệu
ở tần số 2.4 GHz, nó có thể xử lý đến 11 megabit/giây, và nó sử dụng mã CCK
(complimentary code keying).
-Chuẩn 802.11g cũng phát ở tần số 2.4 GHz, nhƣng nhanh hơn so với chuẩn
802.11b, tốc độ xử lý đạt 54 megabit/giây. Chuẩn 802.11g nhanh hơn vì nó sử dụng
mã OFDM (orthogonal frequency-division multiplexing), một công nghệ mã hóa
hiệu quả hơn.
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiLuận Văn Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Dương Thế Nhân
________________________________________________________________________________ 4
SVTH: Nguyễn Xuân Thọ, Nguyễn Anh Tuấn ĐH Bách Khoa HCM
-Chuẩn 802.11a phát ở tần số 5 GHz và có thể đạt đến 54 megabit/ giây. Nó cũng sử
dụng mã OFDM. Những chuẩn mới hơn sau này nhƣ 802.11n còn nhanh hơn chuẩn
802.11a, nhƣng 802.11n vẫn chƣa phải là chuẩn cuối cùng.
-Chuẩn 802.11n cũng phát ở tần số 2.4 GHz, nhƣng nhanh hơn so với chuẩn 802.11a,
tốc độ xử lý đạt 300 megabit/giây.
WiFi có thể hoạt động trên cả ba tần số và có thể nhảy qua lại giữa các tần số
khác nhau một cách nhanh chóng. Việc nhảy qua lại giữa các tần số giúp giảm thiểu
sự nhiễu sóng và cho phép nhiều thiết bị kết nối không dây cùng một lúc.
Hiện nay router dùng cho wifi có nhiều loại tuy nhiên có thể phân làm 2 loại
chính sau: băng tần đơn (mono-band) và băng tần ghép (dual-band). Với router hai
băng tần (dual-band), bạn có thể đƣa những thiết bị draft-n mới hỗ trợ 5 GHz vào
tuyến tốc độ cao, trong khi vẫn duy trì mạng chậm hơn ở tần số 2.4 GHz cho các
thiết bị cũ.
Theo khuyến cáo của các chuyên gia, bạn nên chọn một router 2 băng tần nếu
muốn đạt đƣợc hiệu suất tối đa cho việc truyền trực tuyến hay lƣu trữ qua mạng hay
nếu không muốn tín hiệu wifi của mình bị nhiễu từ wifi của nhà hàng xóm.
Bộ cộng combiner là một thành phần không thể thiếu trong việc thu phát
sóng của router hai băng tần ở trên. Luận văn sẽ trình bày nguyên lý hoạt động, thiết
kế và thi công thực hiện cộng kênh thứ 6 của dải tần 2.4 Ghz ở tần số 2.437 Ghz với
kênh thứ 60 của dải tần 5 Ghz ở tần số trung tâm 5.32 Ghz
CHƢƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT
TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI
Kết luận:
Luận văn đã trình bày cách phân tích, thiết kế một mạch cộng hai tín hiệu
băng tần Wifi. Thi công mạch cộng bằng phƣơng pháp vi dải.
Kết quả đo đạc mạch thực tế là tƣơng đối đúng so với yêu cầu thiết kế, tuy
nhiên có sai số và độ suy hao nhiều hơn, nguyên nhân là do:
- Mạch thực tế có hệ số suy hao trên đƣờng dẫn bằng đồng.
- Suy hao đáng kể chỗ mối nối giữa mạch và các đầu SMA (để đo mạch cần gắn bốn
đầu SMA, suy hao rất nhiều).
- Sai số về kích thƣớc trong quá trình thi công mạch.
Hƣớng phát triển:
Mạch cộng hai tần số có băng thông tƣơng đối hẹp, do đó nếu ta có thể cải
tiến các mạch hybrid, mở rông băng thông thì dải tần số hoạt động của mạch tăng
lên. Bằng cách đó ta có thể thiết kế xây dựng mạch cộng băng thông rộng
(wideband)
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm vào Link, đợi vài giây sau đó bấm Get Website để tải:
TÓM TẮT LUẬN VĂN
Bộ cộng tín hiệu (Combiner) đƣợc ứng dụng rộng rãi trong nhiều kĩ thuật
thông tin nhƣ router WiFi dual-band, truyền hình cáp, vệ tinh, hệ thống anten… Đây
là một bộ phận không thể thiếu trong các bộ thu phát sóng cao tần.
Luận văn sẽ trình bày về lý thuyết cơ bản của các mạng hai cửa và bốn cửa
siêu cao tần, về nguyên tắc hoạt động một bộ cộng tín hiệu khác tần số cũng nhƣ
phân tích các thành phần của một bộ cộng tín hiệu.
Thiết kế và thi công mạch cộng tín hiệu băng tần wifi (2.4 Ghz và 5 Ghz) ở
hai tần số cụ thể là 2.437 GHz (kênh 6) và 5.32 GHz (kênh 60). Sử dụng kĩ thuật vi
dải để thi công với đƣờng truyền có chiều dày lớp điện môi là 0.95 mm, hằng số điện
môi 4.6
Thực hiện tính toán các thông số và mô phỏng bằng phần mềm ADS
(Advanced Design System) và đo đạc trên máy ZVB8.v
MỤC LỤC
Đề mục: Trang
Trang bìa ............................................................................................i
Nhiệm vụ luận văn .............................................................................ii
Lời Thank .........................................................................................iii
Tóm tắt luận văn.................................................................................iv
Mục lục ..............................................................................................v
CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU ........................................................................1
1.1 Đƣờng truyền vi dải......................................................................1
1.2 Bộ cộng (Combiner ) ....................................................................3
CHƢƠNG 2: SƠ ĐỒ KHỐI VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG................7
2.1 Sơ đồ khối ....................................................................................7
2.2 Nguyên lý hoạt động.....................................................................7
CHƢƠNG 3: MẠCH GHÉP HỖN HỢP (HYBRID) .........................9
3.1 Mạng 4 cửa...................................................................................9
3.2 Giới thiệu mạch ghép hỗn hợp (hybrid) .................................14
3.3 Phân tích mạch ghép hỗn hợp (hybrid) ...................................16
3.4 Ƣu khuyết điểm và ứng dụng của mạch ........................................22
3.5 Phân tích đáp ứng của mạch..........................................................23
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phivi
CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ MẠCH HYBRID ..............................................26
4.1 Thiết kế mạch hybrid1 ..................................................................26
4.2 Giới thiệu phƣơng pháp sử dụng dây chêm trở kháng bƣớc...........34
4.3 Thiết kế mạch hybrid2 ..................................................................38
CHƢƠNG 5: THIẾT KẾ MẠCH LỌC .....................................................51
5.1 Cở sở lý thuyết mạch lọc ..............................................................51
5.1.1 Ma trận S của mạch lọc .................................................51
5.1.2 Đáp ứng Chebyshev ......................................................53
5.2 Mạch lọc thông dải sử dụng dây chêm. .........................................58
5.2.1 Đƣờng truyền một phần tƣ bƣớc sóng ...........................58
5.2.2 Các dây chêm hở mạch và ngắn mạch ...........................59
5.2.3 Bộ lọc thông dải với dây chêm ngắn mạch ..........60
5.2.4 Bộ lọc thông dải với dây chêm hở mạch ..............65
5.3 Khảo sát sự ảnh hƣởng đến đáp ứng của mạch lọc đối với việc thay đổi
kích thƣớc mạch………………………………………………………………70
CHƢƠNG 6: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH CỘNG VI DẢI .........75
CHƢƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI....94
Tài liệu tham khảo ........................................................................................95Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Dương Thế Nhân
________________________________________________________________________________ 1
SVTH: Nguyễn Xuân Thọ, Nguyễn Anh Tuấn ĐH Bách Khoa HCM
CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU
1.1 Đƣờng truyền vi dải:
Đƣờng truyền vi dải là một dạng của đƣờng truyền sóng hai dây dẫn, có cấu
trúc ở hình 1.1. Đƣờng truyền gồm một dải dẫn chính và một mặt dẫn đƣợc dùng làm
mặt phẳng đất.
Chúng đƣợc tạo thành bởi quá trình phủ kim loại (metallization) trên 2 bề mặt
lớp điện môi có hằng số điện môi
Hình 1.1:Cấu trúc microtrip
Lý thuyết đã chứng minh rằng: nếu sự khác biệt giữa r và 0 =1 (hằng số điện
môi của không khí) là không nhiều và tổn hao trên đƣờng dây dẫn không đáng kể thì
ta coi sóng điện từ lan dọc theo đƣờng vi dải là sóng cận–TEM (quasi – TEM).
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiLuận Văn Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Dương Thế Nhân
________________________________________________________________________________ 2
SVTH: Nguyễn Xuân Thọ, Nguyễn Anh Tuấn ĐH Bách Khoa HCM
Các công thức áp dụng gần đúng với chiều dày t của lớp đồng nhỏ:
= { , * +- (1.1)
, - , - (1.2)
√ (1.2)
(1.3)
√ (1.4a)
√ (1.4b)
Với:
: là hệ số điện môi tƣơng đối hiệu dụng (effective relative permittivity).
h : là chiều dày lớp điện môi.
W : là chiều rộng của dải dẫn.
: là độ từ thẩm của lớp điện môi.
: là độ từ thẩm và hằng số điện môi của không khí.
t : là chiều dày dải dẫn (không đáng kể).
: là trở kháng của đƣờng truyền vi dải.
: là bƣớc sóng của đƣờng truyền.Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Dương Thế Nhân
________________________________________________________________________________ 3
SVTH: Nguyễn Xuân Thọ, Nguyễn Anh Tuấn ĐH Bách Khoa HCM
1.2 Bộ cộng (combiner):
wifi viết tắt từ Wireless Fidelity hay mạng 802.11 là hệ thống mạng không
dây sử dụng sóng vô tuyến, giống nhƣ điện thoại di động, truyền hình và radio.
Hệ thống này đã hoạt động ở một số sân bay, quán café, thƣ viện hay khách
sạn. Hệ thống cho phép truy cập Internet tại những khu vực có sóng của hệ thống
này, hoàn toàn không cần đến cáp nối. Ngoài các điểm kết nối công cộng (hotspots),
WiFi có thể đƣợc thiết lập ngay tại nhà riêng.
Tên gọi 802.11 bắt nguồn từ viện IEEE (Institute of Electrical and Electronics
Engineers). Viện này tạo ra nhiều chuẩn cho nhiều giao thức kỹ thuật khác nhau, và
nó sử dụng một hệ thống số nhằm phân loại chúng; 3 chuẩn thông dụng của WiFi
hiện nay là 802.11a/b/g.
wifi truyền và phát tín hiệu ở tần số 2.4 GHz hay 5GHz. Tần số này cao
hơn so với các tần số sử dụng cho điện thoại di động, các thiết bị cầm tay và truyền
hình. Tần số cao hơn cho phép tín hiệu mang theo nhiều dữ liệu hơn.
Các chuẩn Wi-Fi:
-Chuẩn 802.11b là phiên bản đầu tiên trên thị trƣờng. Đây là chuẩn chậm nhất và rẻ
tiền nhất, và nó trở nên ít phổ biến hơn so với các chuẩn khác. 802.11b phát tín hiệu
ở tần số 2.4 GHz, nó có thể xử lý đến 11 megabit/giây, và nó sử dụng mã CCK
(complimentary code keying).
-Chuẩn 802.11g cũng phát ở tần số 2.4 GHz, nhƣng nhanh hơn so với chuẩn
802.11b, tốc độ xử lý đạt 54 megabit/giây. Chuẩn 802.11g nhanh hơn vì nó sử dụng
mã OFDM (orthogonal frequency-division multiplexing), một công nghệ mã hóa
hiệu quả hơn.
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiLuận Văn Tốt Nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Dương Thế Nhân
________________________________________________________________________________ 4
SVTH: Nguyễn Xuân Thọ, Nguyễn Anh Tuấn ĐH Bách Khoa HCM
-Chuẩn 802.11a phát ở tần số 5 GHz và có thể đạt đến 54 megabit/ giây. Nó cũng sử
dụng mã OFDM. Những chuẩn mới hơn sau này nhƣ 802.11n còn nhanh hơn chuẩn
802.11a, nhƣng 802.11n vẫn chƣa phải là chuẩn cuối cùng.
-Chuẩn 802.11n cũng phát ở tần số 2.4 GHz, nhƣng nhanh hơn so với chuẩn 802.11a,
tốc độ xử lý đạt 300 megabit/giây.
WiFi có thể hoạt động trên cả ba tần số và có thể nhảy qua lại giữa các tần số
khác nhau một cách nhanh chóng. Việc nhảy qua lại giữa các tần số giúp giảm thiểu
sự nhiễu sóng và cho phép nhiều thiết bị kết nối không dây cùng một lúc.
Hiện nay router dùng cho wifi có nhiều loại tuy nhiên có thể phân làm 2 loại
chính sau: băng tần đơn (mono-band) và băng tần ghép (dual-band). Với router hai
băng tần (dual-band), bạn có thể đƣa những thiết bị draft-n mới hỗ trợ 5 GHz vào
tuyến tốc độ cao, trong khi vẫn duy trì mạng chậm hơn ở tần số 2.4 GHz cho các
thiết bị cũ.
Theo khuyến cáo của các chuyên gia, bạn nên chọn một router 2 băng tần nếu
muốn đạt đƣợc hiệu suất tối đa cho việc truyền trực tuyến hay lƣu trữ qua mạng hay
nếu không muốn tín hiệu wifi của mình bị nhiễu từ wifi của nhà hàng xóm.
Bộ cộng combiner là một thành phần không thể thiếu trong việc thu phát
sóng của router hai băng tần ở trên. Luận văn sẽ trình bày nguyên lý hoạt động, thiết
kế và thi công thực hiện cộng kênh thứ 6 của dải tần 2.4 Ghz ở tần số 2.437 Ghz với
kênh thứ 60 của dải tần 5 Ghz ở tần số trung tâm 5.32 Ghz
CHƢƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT
TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI
Kết luận:
Luận văn đã trình bày cách phân tích, thiết kế một mạch cộng hai tín hiệu
băng tần Wifi. Thi công mạch cộng bằng phƣơng pháp vi dải.
Kết quả đo đạc mạch thực tế là tƣơng đối đúng so với yêu cầu thiết kế, tuy
nhiên có sai số và độ suy hao nhiều hơn, nguyên nhân là do:
- Mạch thực tế có hệ số suy hao trên đƣờng dẫn bằng đồng.
- Suy hao đáng kể chỗ mối nối giữa mạch và các đầu SMA (để đo mạch cần gắn bốn
đầu SMA, suy hao rất nhiều).
- Sai số về kích thƣớc trong quá trình thi công mạch.
Hƣớng phát triển:
Mạch cộng hai tần số có băng thông tƣơng đối hẹp, do đó nếu ta có thể cải
tiến các mạch hybrid, mở rông băng thông thì dải tần số hoạt động của mạch tăng
lên. Bằng cách đó ta có thể thiết kế xây dựng mạch cộng băng thông rộng
(wideband)
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm vào Link, đợi vài giây sau đó bấm Get Website để tải:
You must be registered for see links
Last edited by a moderator: