Thiết kế hệ thống Anten thông minh

Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
Anten – Antenna
Anten là thiết bị thực hiện việc chuyển đổi năng lượng giữa sóng được dẫn hướng (ví dụ trong cáp đồng trục) và sóng trong môi trường không gian tự do, hay ngược lại. Anten có thể được sử dụng để phát hay thu tín hiệu vô tuyến. Trong tiêu chuẩn này, nếu không có quy định cụ thể, thuật ngữ anten được dùng để chỉ anten phát
Antenna là một bộ chuyển đổi dòng điện di chuyển ở tần số cao thành sóng điện từ, hay ngược lại chuyển sóng điện từ thành dòng điện xoay chiều. Antenna có thể được dùng để bức xạ năng lượng ra không gian, hay nhận năng lượng từ không gian.
Kiểu Anten

Với anten half-wave dipole thì chiều dài từ đầu cuối đến đầu cuối sẽ bằng nửa bước sóng ở tần số đó. Anten omni-directional cung cấp độ lợi bằng nhau theo mọi hướng trên một mặt phẳng, thường là mặt phẳng ngang.
Anten dipole thường là omni-directional. Anten Omni-directional thường được sử dụng khi triển khai mạng WLAN bởi vì chúng cung cấp vùng bao phủ theo mọi hướng. Anten Yagi-Uda được xây dựng bằng cách hình thành một chuỗi (array) tuyến tính các anten dipole song song nhau.
Anten Yagi là loại anten định hướng rất phổ biến bởi vì chúng khá dễ chế tạo. Các anten định hướng như yagi thường cung cấp vùng bao phủ ở những vùng khó với tới hay ở những nơi cần vùng bao phủ lớn hơn vùng bao phủ của anten omni-directional.
Một loại anten định hướng khác là anten Patch được hình thành bằng cách đặt 2 vật dẫn (conductor) song song nhau và một miếng đệm (substrate) ở giữa chúng. Vật dẫn phía trên là một miếng nối (patch) và có thể được in trên bảng mạch điện. Anten Patch thường rất hữu ích bởi vì chúng có hình dáng mỏng. Ngoài ra còn có nhiều loại anten khác như broadside anten (có main beam song song với mặt phẳng của anten); fire anten (main beam nằm trong mặt phẳng của anten); và pencil beam anten (cung cấp 1 tín hiệu duy nhất, rất hẹp (narrow) và độ lợi cao cho anten.
*tại sao angten lại có thể bắt nhiều sóng cung lúc?
1 Anten có thể cùng 1 lúc bắt được nhiều sóng vì :
Các tín hiệu sóng mà anten nhận được sẽ truyền đến bộ phân tích sóng .Nơi đây chủ yếu là gồm các mạch cộng hưởng L-C .Mỗi cặp L-C chỉ cho 1 tần số sóng xác định qua nó phát triển nhất ,các tần sóng khác thì không cho qua ( thựcc tế thì cũng qua được nhưng rất yếu ). Ví dụ dễ thấy nhất là cái Radio .Khi bạn đang dò đài thực chất là bạn đang điều chình tụ điện C .Việc thay để điện dung C dẫn đến việc thay đổi tần số cộng hưởng của máy .Khi bạn được đài mong muốn thì tần số đài đó là tần sóng cộng hưởng của Radio mà nó cho phép qua để vào bộ phận biến đổi cao tần thành âm tần tạo âm thanh đến tai bạn .
I. Tổng quan về Anten và các hệ thống Anten truyền thống
Có nhiều loại an ten đã được nghiên cứu áp dụng trong suốt quá trình phát triển của các thế hệ thông tin di động, trước khi tìm hiểu về các hệ thống an ten phức tạp, chúng ta hãy cùng điểm qua hai loại an ten cơ bản được dùng khá phổ biến, đó là an ten đẳng hướng (omnidirectional antenna) và an ten định hướng (directional antenna).

Hình 1. Anten đẳng hướng và đặc tuyến phủ sóng
An ten đẳng hướng là loại an ten đơn giản dùng để phát và thu sóng đồng đều đối với tất cả các hướng (Hình 1). Loại an ten này thích hợp cho việc tìm kiếm một máy điện thoại di động (mobile station - MS) khi không biết chính xác máy này nằm ở vị trí nào, tuy nhiên nó làm phân tán năng lượng và cường độ tín hiệu đến được MS chỉ bằng một phần nhỏ của tổng năng lượng tín hiệu phát ra. Để khắc phục nhược điểm này người ta phải nâng công suất phát, nhưng điều này lại làm tăng sự xuyên lẫn giữa các kênh (còn gọi là xuyên nhiễu). Nói chung an ten đẳng hướng có nhiều hạn chế về độ tăng ích, hiệu năng sử dụng phổ tần và khả năng tái sử dụng các kênh tần số.
An ten định hướng cũng là loại an ten đơn giản, nhưng khác với an ten đẳng hướng nó được thiết kế để phát và thu tín hiệu tập trung về một hướng nhất định (Hình 2). Trong các hệ thống thông tin di động, đặc tuyến phủ sóng của an ten định hướng thường hình quạt với góc mở là 1200.
So với anten đẳng hướng, an ten định hướng có độ tăng ích và hiệu năng tín hiệu cao hơn nhờ sự tập trung tín hiệu. Tuy nhiên nó vẫn không thể khắc phục được một nhược điểm lớn của an ten đẳng hướng, đó là vấn đề xuyên lẫn giữa các kênh.

Hình 2. Anten định hướng và đặc tuyến phủ sóng
Để khắc phục nhược điểm của các loại an ten đơn giản nêu trên người ta đã cố gắng kết hợp nhiều an ten với nhau để tạo thành một hệ thống an ten. Các an ten trong cùng hệ thống phải làm việc đồng bộ với nhau nhằm nâng cao độ tăng ích cũng như mở rộng vùng phủ sóng. Phần tiếp sau đây sẽ tóm lược các hệ thống an ten đã được nghiên cứu phát triển cho các hệ thống thông tin di động.
Hệ thống an ten hình quạt (sectored systems)
Hệ thống an ten hình quạt kết hợp các an ten định hướng đặt ở trạm gốc (base station-BS) để chia các ô (cell) truyền thống thành từng phần hình quạt (sector). Một cell thường được chia thành 3 hay 6 sector, các sector hoạt động như các cell độc lập. Hệ thống an ten hình quạt cho phép tăng khả năng tái sử dụng các kênh tần số và giảm bớt xuyên nhiễu trong các hệ thống thông tin di động (Hình 3).



Xem link download tại Blog Kết nối!
Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học ©