Khóa luận Nghiên cứu và thiết kế anten vi dải

dải dẫn điện tuần hoàn hoặc một đường truyền vi dải đủ dài để hỗ trợ TM mode (hình 1.18).Đầu cuối của anten sóng chạy được phối ghép với một mạch phối hợp trở kháng để tránh hiện tượng sóng phản xạ trong đường truyền. Hình 1. 18 Anten sóng chạy Các đặc trưng của anten patch vi dải, anten khe vi dải ,anten vi dải lưỡng cực được biểu diễn trong bảng 1.1. Anten patch vi dải Anten vi dải khe hở Anten vi dải khe mạch in Cấu hình Mỏng Mỏng Mỏng Chế tạo Rất dễ Dễ Dễ Phân cực Tuyến tính,tròn Tuyến tính,tròn Tuyến tính Hình dạng Bất kỳ hình dạng nào Đa số là hình chữ nhật hoặc tròn Hình chữ nhật và tam giác Bức xạ nhiễu Có tồn tại Có tồn tại Có tồn tại Băng thông 2-50% 5-30% ~30% Bảng 1.1 Bảng so sánh các đặc trưng của các loại anten. Các kỹ thuật cấp nguồn cho anten vi dải. Có nhiều kỹ thuật được phát triển để tiếp điện cho anten vi dải, nổi bật như các kỹ thuật dùng đường vi dải (microstrip line), cáp đồng trục (coaxial feed), ghép gần (promixity coupled) và ghép khe hở (aperture coupled).Việc lựa chọn kỹ thuật tiếp điện phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố.Vấn đề được quan tâm nhiều nhất khi tiếp điện là hiệu suất chuyển đồi công suất giữa cấu trúc phát xạ và đường truyền, sự phối hợp trở kháng giữa chúng, trở kháng của các thành phần gây ra hiện tượng sóng mặt và bức xạ nhiễu như các mối nối,chốt chuyển tiếp…Các bức xạ không mong muốn có thể sẽ làm tăng mức thùy phụ và biên độ phân cực chéo trong thành phần bức xạ.Vì vậy,cần tính toán kỹ thuật tiếp điện sao cho tối thiểu hóa các bức xạ nhiễu và ảnh hưởng của nó. Đường truyền vi dải (Microstrip Feed). Cấu trúc trường của đường truyền vi dải. Sóng truyền trên đường vi dải là sóng có gần với dạng sóng TEM (quasi-TEM).Điều này có nghĩa là trên đường truyền vi dải có vài vùng trong đó chỉ có thành phần điện trường hoặc từ trường theo hướng truyền sóng.Hình 1.19 thể hiện giản đồ điện từ trường của một đường truyền vi giải cơ bản. Trên cấu trúc đường truyền vi giải,giản đồ quasi-TEM xuất hiện.Bởi vì bề mặt tiếp giáp giữa chất nền điện môi và không gian xung quanh là không khí nên các đường sức điện từ không liên tục tại mặt tiếp giáp này. Một phần năng lượng của điện trường được lưu trữ trong không khí và một phần được lưu trữ trong chất nền điện môi. Hằng số điện môi hiệu dụng đối với đường truyền có giá trị nằm ở khoảng giữa hằng số điện môi của không khí và hằng số điện môi của chất nền. Hình 1. 19 Cấu trúc đường truyền vi dải Tiếp điện bằng đường truyền vi dải Kích thích anten vi dải bằng đường truyền vi dải là một lựa chọn tự nhiên vì có thể xem patch là phần mở rộng của đường truyền vi dải và ta có thể chế tạo cả hai đồng thời.Việc ghép nối đường truyền vi dải với patch có thể thực hiện như ở hình 1.20a hoặc 1.20b. b) Hình 1. 20 Tiếp điện bằng đường truyền vi dải Phương pháp ghép cạnh như hình 1.20 a có nhược điểm là trở kháng vào của patch tại cạnh bức xạ lớn hơn nhiều lần so với trở kháng của đường truyền vi dải (50Ω). Để khắc phục hạn chế này ta có thể ghép thêm một mạch phối hợp trở kháng giữa patch và đường truyền.Tuy nhiên nó làm tăng bức xạ nhiễu,đồng thời phương pháp này cũng không thích hợp trong ứng dụng mảng anten (không có đủ không gian vật lý). Hình 1.20b biểu diễn một phương pháp ghép nối tiến bộ hơn, trong đó được truyền vi dải được đặt vào trong patch một đoạn l.Tham số l được lựa chọn sao cho trở kháng vào của anten là 50Ω. Tiếp điện bằng đường nối vi dải rất dễ thiết kế và chế tạo nhưng lại gây ra bức xạ nhiễu lớn và là nguyên nhân tạo ra phân cực chéo.Vì vậy,kỹ thuật này thường được sử dụng trong các ứng dụng không yêu cầu hiệu suất cao và cần có đường tiếp điện phẳng. Băng thông đạt được khoảng 3-5%. Tiếp điện bằng cáp đồng trục (Coaxial Feed). Kích thích anten thông qua cáp đồng trục là phương pháp cơ bản nhất để truyền công suất microwave.Cáp đồng trục với lõi đồng bên trong được tiếp nối với anten vi dải qua khe hở ở mặt phẳng đất.Một anten thường sử dụng cáp đồng trục loại N như hình 1.21.Cáp đồng trục được ghép vào mặt sau của mạch in,sau đó lõi của nó sẽ đi qua chất nền và được tiếp nối với patch.Vị trí tiếp nối sẽ được tính toán,lựa chọn để có được phối hợp trở kháng tốt nhất. Hình 1. 21 Tiếp diện bằng cáp đồng trục Cũng giống như tiếp điện bằng đường truyền vi dải, tiếp điện bằng cáp đồng trục có ưu điểm là dễ thiết kế và chế tạo.Hơn nữa,thông qua việc xác định tiếp điểm ta có thể kiểm soát được mức trở kháng vào,tạo thuận lợi cho việc phối hợp trở kháng.Tuy nhiên kỹ thuật này cũng có một số hạn chế nhất định : Trong ứng dụng mang anten,tiếp điện bằng cáp đồng trục yêu cầu nhiều tiếp điểm.Điều này làm cho việc chế tạo gặp nhiêu khó khăn và anten có độ bền thấp (do cần nhiều mối khoan và hàn). Đối với những ứng dụng yêu cầu băng thông cao, ta phải sử dụng anten có chất nền dày, làm tăng độ dài của cáp đồng trục.Điều này đồng nghĩa với việc làm tăng bức xạ nhiễu,công suất sóng mặt và tăng trở kháng trong đường dẫn. Ghép gần (Proximity Coupled Microstrip Feed). Kỹ thuật này sử dụng 2 lớp chất nền, patch được đặt ở lớp trên và đường truyền đặt ở lớp dưới ; lớp dưới cùng là mặt phẳng đất .Patch và đường truyền được nối với nhau nhờ tụ tự nhiên.(hình 1.22).Ưu điểm của phương pháp này là có thể hạn chế được nhiễu từ đường truyền và cung cấp băng thông rộng hơn (khoảng 13%) bằng cách tăng độ dày chất nền của patch và giảm độ dày chất nền của đường truyền.Ngoài ra,việc patch được đặt trên hai chất nền cũng là một nguyên nhân làm tăng độ rộng của băng thông.Ta cũng có thể có được sự phối hợp trở kháng khi kiểm soát chiều dài của đường truyền và tỉ lệ chiều rộng/chiều dài (W/L) của patch. Hình 1. 22 Kỹ thuật ghép gần Hạn chế lớn nhất của kỹ thuật ghép gần là khó chế tạo vì hai lớp chất nền đòi hỏi phải có độ định tuyến chính xác.Mặc khác,vì đường truyền không còn nằm trên mặt hở nữa nên người thiết kế sẽ gặp nhiều khó khăn. Ghép khe hở (Aperture-Coupled Microstrip Feed). Kỹ thuật ghép khe hở gồm hai lớp chất nền được chia tách bởi mặt phẳng đất, patch đặt ở lớp trên được ghép nối điên từ đường truyền đặt ở lớp dưới qua một khe hở ở mật phẳng đất (hình 1.23).Khe hở này có thể có nhiều hình dạng,kích thước và được thiết kế sao cho cải thiện được độ rộng của băng thông cũng như bức xạ của anten. Chiều dài khe (La) : thông số này chọn sao cho bức xạ từ khe bằng với bức xạ từ patch ngược trở xuống đồng thời phải phù hợp với trở kháng. Chiều rông khe (Wa) : thông số này ảnh hưởng đến mức độ ghép nối,tuy nhiên ảnh hưởng này không đáng kể.Thông thường độ rộng khe thường bằng 1/10 chiều dài patch. Hai lớp chất nền cũng được lựa chọn sao cho tối ưu hóa đường truyền và các hàm bức xạ độc lập với nhau.Ví dụ,chất nền của đường truyền phải mỏng và có hằng số điện môi cao trong khi chất nền của patch phải dày và có hằng số điện môi thấp.Hơn nữa,nhờ có hiệu ứng màn che của mặt phẳng đất, bức xạ từ đường truyền không thể gây can nhiễu bức xạ của patch, giúp ta dễ có được sự phân cực thuần. Hình 1. 23 Kỹ thuật ghép khe hở Hạn chế của kỹ thuật ghép gần là khó chế tạo liên kết rãnh và các lớp chất nền đều có yêu cầu định tuyến phải chính xác. Đặc tính Đường truyền vi dải Cáp đồng trục Ghép gần Ghép khe hở Bức xạ nhiễu từ đường truyền Nhiều Nhiều Ít Ít nhất Độ bền Tốt Thấp (do các mối khoan và hàn) Khá Khá Chế tạo Dễ Yêu cầu khoan và hàn Yêu cầu định tuyến Yêu cầu định tuyến Khả năng có phân cực thuần Khó Khó Khó Tốt Phối hợp trở kháng Dễ Dễ Dễ Dễ Băng thông (sau khi phối hợp trở kháng) 2-5% 2-5% 13% 21% Bảng 1.2 So sánh các kỹ thuật tiếp điện cho anten vi dải. Từ bảng 1.2 ta nhận thấy kỹ thuật tiếp điện cho anten vi dải bằng phương pháp ghép gần là tốt nhất so với các kỹ thuật còn lại. Mảng anten vi dải. Giới thiệu. Trong nhiều ứng dụng, một phần tử vi dải có thể thỏa mãn được các yêu cầu về kỹ thuật, đặc tính.Tuy nhiên,đối với các ứng dụng yêu cầu băng thông cao, khả năng điều khiển và quét búp sóng…thì chúng ta phải kết hợp các phần tử bức xạ dưới dạng một mảng anten.Các phần tử trong mảng anten có thể được phân bố tuyến tính, phẳng hay hình khối.Mảng anten tuyến tính có các phần tử đặt theo một đường thẳng với khoảng cách xác định.Tương tự, các phần tử của mảng anten phẳng được phân bố trong cùng một mặt phẳng và mảng anten khối có phần tử phân bố trong không gian ba chiều.Trong thực tế,tùy từng ứng dụng cụ thể mà ta chọn kiểu phân bố cho các phần tử bức xạ một cách hợp lý. Một cách tổng quát,ta có thể xác định được các đặc trưng của mảng anten khi biết được phân bố khẩu độ của nó.Vì vậy các phân bố pha và biên độ của tại mỗi phần tử bức xạ thường được xác định trước và các kỹ thuật tiếp điện cũng cần được tính toán cẩn thận để đạt được phân bố cần thiết. Có hai kỹ thuật tiếp điện cho mảng anten là tiếp điện song song và tiếp điện nối tiếp. Đường truyền trong kỹ thuật tiếp điện song song có một ngõ vào và nhiều ngõ ra liên tục với nhau.Các ngõ ra này được ghép nối với từng phần tử bức xạ.Còn trong kỹ thuật tiếp điện,năng lượng được truyền trên một đường truyền duy nhất.Đường truyền này ghép nối với các phần tử bức xạ,được bố trí dọc theo một đường thẳng, bằng các kỹ thuật ghép nối như cáp đồng trục,ghép gần,ghép khe hở… Nhìn chung, mạch tiếp điện có nhiều hạn chế ảnh hưởng đến hiệu suất, độ lợi của mảng anten như suy hao điện môi, chất dẫn;suy hao sóng mặt và bức xạ nhiễu từ các điểm không liên tục như mối nối, điểm chuyển tiếp… Đường dẫn song song. Đường dẫn song song một chiều: Cấu hình cơ bản của đường dẫn song song một chiều với hai cách phân chia công suất được mô tả ở hình 1.24. Hình 1. 24 Cấu trúc song song a.Cấu trúc đối xứng b. Cấu trúc bất đối xứng. Đối với phân bố khẩu độ đều,công suất thường được chia đều đến các mối nối.Tuy nhiên,ta cũng có thể chọn tỉ lệ chia công suất khác nhau nếu muốn tạo ra phân bố hình chuông trên mảng anten.Nếu khoảng cách giữa các phần tử bức xạ được thiết kế giống nhau,vị trí búp sóng sẽ độc lập với tần số và ta cũng có được đường dẫn băng rộng. Ngoài ra,nếu phối hợp với bộ tiền định pha hay mở rộng đường truyền như hình 1.25, hướng của búp sóng sẽ được kiểm soát. Hình 1. 25 Các kỹ thuật bức xạ búp sóng lệch. a)Mở rộng đường truyền. b)phân bố lệch bộ chia công suất. c)Định pha Đường dẫn song song hai chiều: Đường dẫn song song một chiều có thể được phân bố ở dạng hai chiều như hình 1.26.Trong đó,cấu trúc mảng con cơ bản có thể được mở rộng thành các mảng lớn hơn với 2n phần tử bức xạ mỗi bên để tạo nên một cấu trúc đối xứng. Nếu các phần từ bức xạ lẻ, ta phải dùng bộ chia không đều để tạo ra phân bố khẩu độ đều. Hình 1. 26 Cấu trúc đường dẫn song song hai chiều Đường dẫn nối tiếp. Có hai cách để phân bố các phần tử bức xạ trong cấu trúc đường dẫn nối tiếp : mảng anten chuyển vị và mảng anten không chuyển vị (hình 1.27). Đối với mảng không chuyển vị (hình 1.27a),để tạo ra búp sóng thẳng hướng,khoảng cách giữa các phần tử bức xạ thường là λg. Còn mảng chuyển vị,vì các phần tử bức xạ kế cận nhau lệch pha 1800 (do cấu trúc ghép nối đường dẫn),khoảng cách giữa các phần tử là λg/2 để tạo ra búp sóng đúng hướng yêu cầu.Vì vậy mảng chuyển vị có tạo ra búp sóng trên góc quét rộng hơn mà không tạo thùy nhiễu. Theo hình 1.27,ta có thể dễ dàng nhận thấy số phần tử bức xạ của cấu trúc đường dẫn nối tiếp sẽ ít hơn cấu trúc song song. Hạn chế của cấu trúc này là băng thông hẹp và tồn tại một độ dịch búp sóng do sự dịch pha của patch tạo ra.Tuy nhiên,bằng cách điều chỉnh các tham số của mảng một cách thích hợp ta có thể giữ cho độ lệch búp sóng ở mức thấp. Hình 1. 27 Cấu trúc đường dẫn nối tiếp a.Mảng không chuyển vi b. Mảng chuyển vị Mảng cộng hưởng Mảng anten nối tiếp có phần tử phát xạ cuối cùng được mắc với mạng mạch hở hay nối tắt có độ dài bằng ½ hoặc ¼ bước sóng được gọi là mảng cộng hưởng.Mạch tương đương của mảng cộng hưởng được biểu diễn ở hình 1.28.Khoảng cách giữa các phần tử bức xạ có thể là λg hoặc λg/2 tùy theo cách sắp xếp các phần tử (không chuyển vị hay chuyển vị).Đường dẫn cộng hưởng thường được dùng để tạo ra búp sóng ngang. Hình 1. 28 Mảng cộng hưởng Trong thiết kế,tổng dẫn của mảng được thiết kế bằng với tổng dẫn đặc trưng của đường truyền. y=n=0Ngn+j0=1 Với y là chuẩn hóa tổng dẫn vào của mảng, gn là chuẩn hóa điện dẫn bức xạ và N là tổng số phần tử bức xạ.Tổng dẫn vào của mảng bằng tổng các tổng dẫn vào của từng phần tử.Các giá trị điện dẫn liên quan được chọn tự do để có phân bố khẩu độ được yêu cầu. Mảng sóng chạy Một mảng nối tiếp được gọi là mảng sóng chạy khi phần tử cuối cùng của đường truyền được mắc với một tải phối hợp trở kháng (hình 1.29).Bộ phối hợp trở kháng này có chức năng hấp thu năng lượng còn dư để hệ thống có hiệu suất hoạt động tốt hơn.Tương tự như trường hợp cộng hưởng,các phần tử bức xạ dọc theo đường truyền có thể được bố trí với khoảng cách λg hoặc λg/2 ,tương ứng với bố trí không chuyển vị hoặc chuyển vị,để có búp sóng ngang.Khoảng cách này có thể tạo nên VSWR lớn do ngõ vào có sự kết hợp giữa các sóng phản xạ đồng pha.Để tránh hiện tượng này,các phần tử thường cách nhau lệch một khoảng nhỏ so với λg hoặc λg/2. Hình 1. 29 Mảng sóng chạy Nếu ta bỏ qua suy hao trên đường truyền,từ mô hình mạch tương đương (hình 1.30) ,ta có thể suy ra điện dẫn chuẩn hóa của phần tử bức xạ thứ n : gn=FNLL-1m=1NFm-m=1NFm Với FN là phân bố nguồn kích thích mong muốn (ví dụ như phân bố nguồn dòng Taylor..) N là tổng số phần tử bức xạ. L là phần tán xạ của công suất vào trong tải phối hợp trở kháng : L=PloadPin Trong thực tế ,L được chọn trong khoảng 5-10%. Hình 1. 30 Mạch tương đương của mảng sóng chạy Chương 2. TÌM HIỂU PHẦN MỀM AWR Giới thiệu phần mềm AWR. Môi trường thiết kế AWR bao gồm ba công cụ có thể cùng được sử dụng để tạo ra một hệ thống tích hợp và một môi trường thiết kế analog hoặc RF : phần mềm Visual System Simulator (VSS),Microwave Office (MWO) và Analog Office (AO).Ba phần mềm này được tích hợp đầy đủ trong môi trường AWR và cho phép lồng thiết kế mạch vào trong thiết kế hệ thống mà không cần phải rời khỏi môi trường thiết kế AWR. VSS cho phép chúng ta thiết kế và phân tích các thiết bị thông tin liên lạc từ đầu cuối đến đầu cuối.Chúng ta có thể thiết kế một hệ thống bao gồm tín hiệu điều chế,sơ đồ mã hóa,các khối kênh và các đo lường mức công suất của hệ thống.Khi mô phỏng một hệ thống,ta có thể sử dụng các bộ thu phát đã được định nghĩa trước trong VSS hoặc tự thiết kế ra các bộ thu phát từ các khối cơ bản.Tùy theo từng yêu cầu cụ thể về phân tích mà ta có thể dùng các đường cong BER,các đo lường ACRP,phổ công suất,các chòm sao…VSS còn cung cấp cơ chế điều chỉnh cho phép ánh xạ ngay lập tức các điều chỉnh trong thiết kế vào phần biểu diễn dữ liệu. MWO và AO cho phép ta thiết kế các sơ đồ mạch và cấu trúc điện từ (EM) từ một cơ sở dữ liệu mô hình điện mở rộng.Sau đó ,chúng tạo ra layout biểu diễn một cách tổng quát các thiết kế trên. AO cung cấp một môi trường riêng lẻ bao gồm các tập hợp công cụ có đầy đủ các chức năng cho các thiết kế analog hay RF. Hình 2. 1 Các bước thiết kế cơ bản trong môi trường AWR Môi trường thiết kế AWR. Các thành phần cơ bản của AWR. Để bắt đầu sử dụng chương trình AWR ta chọn thẻ Windown Start àPrograms àAWR 2009 àAWR Design Environment. Hình 2. 2 Môi trường thiết kế AWR Môi trường thiết kế AWR cung cấp các công cụ,các lựa chọn danh sách,thành phần,cửa sổ giúp ta có thể tạo ra các sơ đồ mạch tuyến tính hoặc không tuyến tính,thiết kế các cấu trúc điện từ (EM);đồng thời tạo ra layout của mạch,các sơ đồ hệ thống và biểu diễn các mô phỏng và đồ thị.Các thành phần chính yếu của AWR được trình bày trong bảng 2.1. Thành phần Miêu tả Menu Tập hợp các thành phần chủ yếu của VSS, MWO, AO và được đặt ở đỉnh của giao diện AWR. Toolbar Dãy các thẻ bên dưới menu, chứa các công cụ thường xuyên được sử dụng như tạo một sơ đồ mới, biểu diễn mô phỏng, điều chỉnh giá trị của các tham số hoặc biến…Tùy theo các hàm đang được sử dụng hoặc tùy theo môi trường thiết kế mà các thể này có thể hoạt động hoặc không. Project Browser Nằm ở cột bên trái của giao diện và là tập hợp các thành phần,dữ liệu xác định nên project đang hoạt động.Các biểu tượng được sắp xếp theo sơ đồ hình cây và bao gồm các sơ đồ,biểu đồ của hệ thống và cấu trúc EM,thiết lập tần số mô phỏng…Project Browser hoạt động ngay sau khi AWR được kích hoạt. Element Browser Bao gồm các phần tử mạch để thiết kế sơ đồ hoặc các khối hệ thống để xây dựng các sơ đồ hệ thống.Element nằm ổ cột bên trái của giao diện AWR,cùng với Project Browser. Work Space Là nơi ta thiết kế các sơ đồ,giản đồ, vẽ các cấu trúc EM, xem và chỉnh sửa layout hoặc các đồ thị. Tabs Tập hợp các thẻ nằm ở góc trái của giao diện cho phép ta chuyển đồi từ Project Browser sang Element Browser hay Layout Browser hoặc ngược lại. Bảng 2.1 Các thành phần cơ bản của AWR Các thao tác cơ bản trên AWR. Schematic và Netlist trong MWO/AO. Schematic là biểu diễn hình học của mạch trong khi Netlist miêu tả mạch dưới dạng ngôn ngữ.Một Project MWO/AO có thể có nhiều schematic và netlist tuyến tính hoặc không tuyến tính. Để tạo một schematic hoặc netlist ta chọn chuột phải trên dòng Circuit Schematic trong Project Browser và chọn New schematic or new netlist (hình 2.3). Khi ta đã đặt tên cho schematic hoặc netlist thì giao diện của schematic hoặc netlist sẽ được mở trong phần work space và Project Browser sẽ biểu diễn các biểu tượng mới như là các nút con bên dưới Circuit Schematic.Các nút con của schematic hay netlist mới tạo ra có đầy đủ các chức năng để xác định và mô tả schematic hay netlist (ví dụ như các chức năng cân bằng điều hòa hoặc tần số…). Hình 2. 3 Schematic và Netlist Sơ đồ hệ thống trong VSS. Một project VSS có thể có nhiều sơ đồ hệ thống.Để tạo một sơ đồ hệ thống ta chọn chuột phải trên dòng EM Structure trong Project Browser và chọn New EM Structure (hình 2.4).Sau đó ta đặt tên cho sơ đồ hệ thống vừa tạo ra. Cấu trúc EM. Cấu trúc EM là cấu trúc điện nhiều lớp. Để tạo một cấu trúc EM ta chọn chuột phải trên dòng EM Structures trong Project Browser và chọn New EM Structures (hình 2.5) Hình 2. 4 Sơ đồ hệ thống Hình 2. 5 Cấu trúc EM Chèn bảng vẽ vào cấu trúc EM. Trước khi vẽ vào một cấu trúc EM,ta phải xác định các thông số trong Enclosure như điều kiện biên,chất điện môi cho các lớp trong cấu trúc EM (hình 2.6).Để thiết kế tham số trong Enclosure, ta nhấp đôi chuột vào Enclosure bên dưới cấu trúc EM vừa tạo ra trong Project Browser, sau đó ta điền các thông tin cần thiết vào trong box vừa xuất hiện sau thao tác trên. Sau khi đã xác định thông số cho Enclosure ,ta có thể truy xuất các chức năng của Draw trên menu để vẽ các thành phần mong muốn vào cấu trúc EM như chất dẫn hình chữ nhật,các via… Hình 2. 6 Các thao tác trên cấu trúc EM. Ta có thể xem cấu trúc EM ở dạng 2D hoặc 3D bằng sử dụng View ở menu. Tạo layout với MWO và AO. Layout là biểu diễn vật lý của một mạch điện, trong đó, mỗi thành phần của giản đồ tương ứng với một tế bào layout.Trong môi trường thiết kế hướng đối tượng AWR , layout là một cách nhìn khác, đơn giản hơn, của mạch điện và được tích hợp chặt chẽ với giản đồ và cấu trúc EM. Mọi sự thay đổi trên giản đồ hay cấu trúc EM sẽ được tự động ánh xạ một cách tức thời lên layout biểu diễn chúng. Hình 2. 7 Layout Để tạo layout biểu diễn cho một giản đồ, ta kích hoạt giản đồ đó rồi chọn View à Layout . Chúng ta cũng có thể kích hoạt thẻ View layout trên toolbar để xem layout của giản đồ. Khi một layout được tạo ra, các tế bào layout mặc định sẽ được phân định tương ứng với các thành phần điện trong giản đồ như vi dải, ống dẫn sóng phẳng…Các thành phần trong giản đồ không được biểu diễn bằng các tế bào layout mặc định sẽ được biểu diễn với màu xanh dương trong giản đồ khi layout được tạo ra ; các thành phần không có tế bào layout mặc định sẽ được biểu diễn bằng màu đỏ. Khi đó,ta phải sử dụng Layout Manager để tạo hoặc nhập các tế bào layout tương ứng cho các thành phần trên. Ta cũng có thể vẽ trong layout bằng cách sử dụng công cụ Draw như phác họa chất nền, vẽ tụ , điều chỉnh DC cho bộ khử méo hoặc chèn các phần tử khác. Điều chỉnh các thuộc tính của Layout và các tính chất của bảng vẽ. Để điều chỉnh các thuộc tính của Layout cũng như các tính chất của bảng vẽ, tương tự với việc tạo ra các tế bào tương ứng cho các thành phần không có tế bào mặc định, ta chọn thẻ Layout ở góc trái bên dưới của giao diện. Khi đó giao diện Layout Manager sẽ thay thế giao diện Project Browser. Nút Layer Setup trong Layout Manager xác định các thuộc tính của layout như đặc điểm của bảng vẽ (màu sắc, các lớp thành phần,…), các đặc tính 3D như độ dày,lớp ánh xạ…Để thay đổi các thuộc tính này, ta chọn chuột phải ở Layer Setup rồi chọn Edit Drawing Layers.Ta cũng có thể nhập một tập tin xử lý lớp (layer process file_LPF) bằng cách chọn chuột phải ở Layer Setup rồi chọn Import Layer Definition. Hình 2. 8 Layout Manager. Nút Cell Libraries cho phép ta tạo ra các tế bào đồ họa cho các phần tử không có tế bào layout mặc định.Cell Editor cung cấp các công cụ đặc trưng như công cụ phối hợp ngõ vào, công cụ sao chép mảng, công cụ xoay chuyển tùy ý hoặc công cụ gộp nhóm,định hướng …Ta cũng có thể nhập các thư viện tế bào đồ họa như GDSII hay DXP vào môi trường thiết kế AWR. Sau khi tạo hoặc nhập thư viện tế bào,ta có thể theo đường dẫn đến thư viện và chọn các tế bào đồ họa theo mong muốn để đưa vào layout. Chọn các ký tự '+' hoặc '-' để mở rộng hoặc thu gọn các thư việc tế bào rồi chọn thư viện mong muốn.Các tế bào layout sẵn sàng hoạt động được biểu diễn ở giao diện bên dưới (hình 2.9).Để đặt một tế bào vào giao diện layout,ta chọn tế bào và kéo nó vào giao diện,thả chuột rồi xác định vị trí và click chuột để đặt nó vào. Để xuất một layout,ta kích hoạt giao diện layout rồi chọn Layout àExport.Để xuất một tế bào layout,ta chọn tên tế bào tương ứng trong Layout Manager,chọn chuột phải rồi chọn Export Layout Cell. Hình 2. 9 Truy xuât các tế bào layout trong Cell Libraries. Tạo đồ thị cho hệ số đo lường ở ngõ ra. Chúng ta có thể xem kết quả mô phỏng hệ thống hoặc mạch bằng nhiều loại đồ thị khác nhau.Trước khi biểu diễn các mô phỏng,ta tạo các đồ thị và chỉ rõ các dữ liệu hoặc các hệ số đo lường muốn được minh họa bằng đồ thị.Các hệ số đo lường có thể là độ lợi,nhiễu hay hệ số phân tán… Để tạo một đồ thị,ta chọn chuột phải trên nút Graphs của Project Browser rồi chọn New Graph.Sau đó ta đặt tên và chọn kiểu đồ thị.Một giao diện đồ thị trống sẽ hiện ra , đồng thời tên đồ thị sẽ được biểu diễn dưới nút Graphs trong Project Browser.Bảng 2.2 biểu diễn và miêu tả các loại đồ thị được hỗ trợ trong AWR. Để xác định dữ liệu cần được được minh họa bằng đồ thị, ta chọn chuột phải ở tên của đồ thị trong Project Browser rồi chọn Add Measurement, sau đó một hộp thoại Add Measurement sẽ hiện ra, cho phép ta lựa chọn từ danh sách tổng hợp các hệ số đo lường. Để so sánh đồ thị của các thiết lập mô phỏng khác nhau, khi giao diện đồ thị đang hoạt động, ta chọn GraphàFreeze Traces để thực hiện các thay đổi cần thiết khi chọn mô phỏng lần nữa. Kiểu đồ thị Mô tả chức năng Rectangular Biểu diễn các hệ số đo lườn theo trục x-y,thường biểu diễn theo tần số. Constellation Biểu diễn thành phần đồng pha (phần thực ) theo thành phần ngược pha (phần ảo) của tín hiệu phức. Smith Chart Biểu diễn tổng trở hay tổng dẫn thụ động trong biểu đồ hệ số phản xạ theo bán kính đơn vị. Polar Biểu diễn biên độ và pha của hệ số đo lường Histogram Biểu diễn hệ số đo lường như là một biểu đồ thống kê. Antenna Plot Biểu diễn kích thước quét (góc) và kích thước dữ liệu (độ lớn) của hệ số đo lường Tabular Biểu diễn hệ số đo lường dưới dạng các cột,(thường biểu diễn theo tần số). 3D Plot Biểu diễn hệ số đo lường trong biểu đồ ba chiều. Bảng 2.2 Các loại đồ thị trong AWR. Biểu diễn mô phỏng. Để chạy một mô phỏng trong một Project đã kích hoạt,chọn SimulateàAnalyze.Quá trình mô phỏng sẽ được chạy một cách tự động trên toàn bộ project, sử dụng các bộ mô phỏng thích hợp cho từng phần khác nhau của project (ví dụ như bộ mô phỏng tuyến tính,bộ mô phỏng không tuyến tính cân bằng điều hòa hay bộ mô phỏng cấu trúc EM phẳng 3D…) Thiết lập tần số mô phỏng. Để thiết lập tần số mô phỏng, ta nhấp đôi chuột vào nút Project Options trong Project Browser rồi chọn OptionsàProject Options.Trong hộp thoại hiện ra sau đó, ta chọn thẻ Frequencies rồi nhập giá trị tần số mong muốn.Theo mặc định, tất cả các giản đồ đều sử dụng tần số này để mô phỏng.Tuy nhiên ta cũng có thể viết lại tần số riêng cho từng giản đồ bằng cách chọn chuột phải ở tên của giản đồ, bên dưới Circuit Schematics trong Project Browser, và chọn Options.Sau đó chọn thẻ Frequencies ở hộp thoại, bỏ chọn ô Use project default rồi nhập giá trị tần số theo yêu cầu.Sau khi mô phỏng,ta có thể xem ngõ ra của nó trên biểu đồ rồi tiến hành điều chỉnh hoặc tối ưu nếu cần thiết. Mô phỏng hệ thông VSS. Để thiết lập tần số mô phỏng, ta nhấp đôi chuột vào nút System Diagram trong Project Browser rồi chọn Options à Default System Options . Sau đó ta nhập giá trị tần số vào thẻ Simulator trong hộp thoại . Hình 2. 10 Thiết lập tần số cho hệ thống VSS. Sau khi hoàn tất quá t