Anten mảng phản xạ 2 bit cho truyền thông vệ tinh

 ANTEN MẢNG PHẢN XẠ 2 BIT CHO TRUYỀN THÔNG VỆ TINH
Tạp chí KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG66 Số 3 - 4 (CS.01) 2016
 ANTEN MẢNG PHẢN XẠ 2 BIT 
CHO TRUYỀN THÔNG VỆ TINH
Hoàng Phúc Định, Nguyễn Bình Dương 
Trường Đại học Quốc Tế, ĐHQG-HCM;
Tóm tắt: Bài báo giới thiệu một loại anten mảng 
phản xạ mới cho phép điều khiển hướng bức xạ 
thông qua việc điều khiển trạng thái ON/OFF của 
phần tử chuyển mạch. Anten mảng phản xạ được 
cấu tạo bởi các phần tử phản xạ cho phép điều 
khiển pha thông qua điều khiển độ dài 2 dây vi dải. 
Phần tử phản xạ được tối ưu để để trở thành phần 
tử 2 bit, cung cấp 4 trạng thái pha với bước pha 
là 90° tại tần số 12 GHz chỉ với 2 phần tử chuyển 
mạch. Kết quả mô phỏng cho thấy pha phản xạ khá 
tuyến tính với tổn hao thấp. Mẫu anten mảng phản 
xạ được chế tạo để kiểm chứng tính toán lý thuyết. 
Kết quả đo đạc chứng minh anten mảng phản xạ 
cho phép thay đổi hướng bức xạ với việc thay đổi 
trạng thái ON/OFF của phần tử chuyển mạch.
Keywords: Anten mảng phản xạ; phần tử phản xạ; 
anten có độ lợi cao; anten điều khiển hướng bức xạ; 
anten cho vệ tinh. 1
I. đẶT VấN đỀ 
Anten có độ lợi cao (high gain) là một thiết bị 
quan trọng trong các hệ thống thông tin liên lạc 
vệ tinh và hệ thống Radar với mục tiêu tập trung 
năng lượng vào hướng mong muốn. Trong đó, 
anten mảng phản xạ với công nghệ vi dải hiện nay 
đang là một trong những lựa chọn tốt nhất cho hệ 
thống thông tin liên lạc vệ tinh và hệ thống Radar 
do có những ưu điểm: có thể cung cấp độ lợi cao, 
gọn, nhẹ, tổn hao thấp. Khác với anten gương cầu 
(parabolic antenna) cổ điển, anten mảng phản xạ 
có cấu trúc phẳng và được cấu tạo bởi mảng các 
phần tử anten vi dải được cung cấp năng lượng bởi 
Tác giả liên lạc: Nguyen Binh Duong, email:
nbduong@hcmiu.edu.vn; Đến tòa soạn: 05/1/2017, chỉnh 
sửa: 20/1/2017, chấp nhận đăng: 09/3/2017
Nghiên cứu này được tài trợ bởi Trường Đại học Quốc Gia 
TP.HCM (VNU-HCM) có mã số 138/QĐ–ĐHQG-KHCN.
nguồn phát xạ đặt tại tiêu cự. Nguyên lý hoạt động 
anten mảng phản xạ dựa vào khả năng bù pha của 
các phần tử anten mảng phản xạ (hay phần tử phản 
xạ) với mục tiêu bù vào sự lệch pha giữa các phần 
tử do quãng đường đi khác nhau từ nguồn phát 
đến các phần tử anten phản xạ. Với việc sử dụng 
công nghệ vi dải, anten thấu kính phẳng có khả 
năng cho phép các linh kiện điện tử như varactor, 
RF-MEMS, PIN diode tích hợp vào phần tử anten 
để thay đổi pha của phần tử phản xạ nhằm thay 
đổi hướng bức xạ. Đây là một ưu điểm rất lớn của 
anten mảng phản xạ. Hiện nay, anten mảng phản 
xạ với khả năng thay đổi hướng bức xạ bằng điện 
tử đang được đầu tư nghiên cứu để đáp ứng nhu 
cầu ngày càng cao của truyền thông vệ tinh trong 
môi trường di động: radio, TV vệ tinh, internet 
băng thông rộng qua vệ tinh.... sử dụng trong môi 
trường di động như tàu thủy, ôtô, xe lửa, máy bay.... 
Anten cho các ứng dụng này đòi hỏi phải nhỏ, gọn 
dễ dàng lắp đặt trên các phương tiện di động và 
phải có khả năng thay đổi hướng bức xạ tự động để 
đảm bảo được đường truyền trong quá trình di động 
[1]. Mặt khác, điều khiển hướng bức xạ bằng điện 
tử có nhiều ưu điểm so với điều khiển hướng bức 
xạ bằng cơ khí như cho phép thay đổi hướng bức 
xạ với tốc độ cao, không bị rung và không cần bảo 
dưỡng thường xuyên. 
Đối với anten mảng phản xạ cho phép điều khiển 
hướng bức xạ bằng điện tử đã có một số công trình 
nghiên cứu [2]-[6]. Các linh kiện có thể được gắn 
trên bề mặt phần tử phản xạ hoặc gắn phía sau phần 
tử bức xạ. Việc linh kiện được gắn trên bề mặt có 
ưu điểm là cấu trúc đơn giản, nhưng có nhược điểm 
là cần không gian cho việc thiết kế dây dẫn điện 
cung cấp cho linh kiện. Với cấu trúc phần tử phản 
xạ như trình bày trong [4]-[6], pha phản xạ thay đổi 
theo chiều dài dây vi dải. Linh kiện điện tử được 
gắn vào dây vi dải để điều khiển pha phản xạ thông 
qua việc điều khiển điện áp đầu vào linh kiện. Ưu 
 iả liên lạc: Nguyen Binh Duong, 
email: bduong@hcmiu.edu.vn; 
Đến tòa soạn: 05/1/2017, 
chỉnh sửa: 20/1/2017, chấp nhận đăng: 09/3/2017
Nghiên cứu này được tài trợ bởi Trường Đại học Quốc Gia
TP.HCM (VNU-HCM) có mã số 138/QĐ–ĐHQG-KHCN.
Hoàng Phúc Định, Nguyễn Bình Dương
Tạp chí KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG
Số 3 - 4 (CS.01) 2016 67
điểm lớn của cấu trúc này là linh kiện điện tử không 
nằm cùng mặt phẳng phản xạ, và được cách ly với 
phần tử phản xạ. Do đó, cấu trúc này cho phép tạo 
nhiều không gian cho việc thiết kế hệ thống cấp 
điện điều khiển linh kiện và hệ thống cấp điện này 
hoàn toàn không tác động đến bức xạ của anten. 
Mặc dù vậy, cấu trúc phần tử phản xạ như được 
trình bày tại [4]-[6] chỉ cho phép điều khiển pha 
với 1 dây vi dải. Vì thế với N phần chuyến mạch sẽ 
chỉ cho phép N+1 bước pha. 
Trong thời gian gần đây, một loại phần tử có cấu 
trúc dựa trên cảm ứng điện từ từ phần tử phát xạ 
hình chữ C với 2 dây vi dải thông qua khe hở hình 
vành khuyên đang được nghiên cứu [7]. Với loại 
phần tử này, pha phản xạ được điều khiển độc lập 
bởi 2 dây vi dải.
Hướng bức xạ 
(θ, φ) 
Nguồn phát xạ
Phần tử 
phản xạ
Bề mặt 
phản xạ
Hình 1. Cấu trúc anten mảng phản xạ
Nhờ vào đặc điểm đó, phần tử loại này có thể tạo 
ra nhiều bước pha hơn so với các nghiên cứu [4]-
[6] với cùng số lượng linh kiện điện tử như chứng 
minh trong [8]. Trong nội dung bài báo, kế thừa kết 
quả đã đạt được trong [8], chúng tôi sử dụng phần 
tử phản xạ hình chữ C để thiết kế anten mảng phản 
xạ làm việc tại tần số trung tâm 12 GHz. Phần tử 
phản xạ sẽ cung cấp 4 trạng thái pha phản xạ với 
bước pha là 90° (2 bit) chỉ với 2 phần tử chuyển 
mạch. Một mẫu anten mảng phản xạ được thiết 
kế, chế tạo và đo đạc để kiểm chứng khả năng, ưu 
điểm của phần tử phản xạ trong điều khiển hướng 
bức xạ thông qua việc điều khiển trạng thái ON/
OFF của phần tử chuyển mạch. 
II. CấU TRúC pHầN TỬ pHảN Xạ CHO 
ANTeN mảNG pHảN Xạ
Hình 2 trình bày cấu trúc phần tử phản xạ cho anten 
mảng phản xạ. Phần tử phản xạ được cấu tạo từ 2 
tấm vật liệu Duroid có cùng điện môi xếp chồng 
lên nhau, có kích thước lần lượt h
1
 =3.175 mm và 
h
2
=0.787 mm. Một anten vi dải hình chữ C nằm 
trên bề mặt của bản mặt vật liệu thứ nhất, một khe 
hở hình vành khuyên nằm tại lớp chung giữa bản 
mạch.
Ở dưới bản mạch thứ 2 là một hình tròn nối 
với 1 dây vi dải. Dây vi dải và anten chữ C trao đổi 
năng lượng qua khe vành khuyên. 
Hình 2. Cấu trúc phần tử phản xạ
Như đã trình bày trong [8], pha phản xạ được điều 
khiển thông qua điều khiển độ dài dây 2 vi dải. 
Chính vì thế các linh kiện điện tử chuyển mạch 
như PIN diode, RF-MEMS có thể tích hợp tích 
trên cả 2 dây vi dải để điều khiển pha theo trạng 
thái ON/OFF của linh kiện. Điều này là cơ sở để 
chúng tôi thiết kế phần tử phản xạ 2-bit cung cấp 
4 trạng thái pha tương ứng là 0°, 90°, 180°, 270°. 
Hình 3 thể hiện phần tử phản xạ tương ứng với 4 
trạng thái pha với việc sử dụng 2 linh kiện điện tử 
chuyển mạch. Các dây vi dải được chia thành 2 
đoạn tách rời nhau. Các linh kiên điện tử chuyển 
mạch sẽ được gắn vào giữa 2 đoạn. Khi linh kiện 
ở trạng thái OFF, 2 đoạn vi dải sẽ tách rời nhau. 
Trong trường hợp linh kiện ở trang thái ON, 2 đoạn 
dây sẽ được nối với nhau. Việc thay đổi ON/OFF 
của 2 linh kiện sẽ tạo ra 4 khả năng kết hợp 2 dây 
vi dải, tương ứng với 4 trang thái pha. Kích thước 
của phần tử phản xạ được trình bày trong Bảng I. 
Phần tử phản xạ được thiết kế với tần số làm việc 
trung tâm là 12 GHz. 
 ANTEN MẢNG PHẢN XẠ 2 BIT CHO TRUYỀN THÔNG VỆ TINH
Tạp chí KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG68 Số 3 - 4 (CS.01) 2016
L1
L2 W
Rc
L3
L4
 (a) (b) (c) (d)
Hình 3. Bốn trạng thái pha phản xạ của phần tử
a) Trạng thái 1 (00); b) Trạng thái 2 (01); 
c) Trạng thái 3 (10); d) Trạng thái 4 (11)
Bảng I. Thông số kích thước của phần tử phản xạ
Khoảng cách 2 phần tử (mm) a = 18
Phần tử chữ C (mm) Rout = 4.6, Rin = 2.5, t = 1.0
Khe hở vành khuyên (mm) R’out = 3.8, R’in = 3.5
Tấm tròn (mm) Rc = 1.5
Bản mạch 1 (mm)
h1 = 3.175
εr=2.2, tanδ = 0.0009
Bản mạch 2 (mm)
h2 = 0.787
εr=2.2, tanδ = 0.0009
Dây vi dải (mm)
W = 1
L1=3.2; L2=5.7
L
3
=2.7 ; L
4
=6.5
11.6 11.8 12.0 12.2 12.4
-400
-350
-300
-250
-200
-150
-100
-50
0
Ph
a 
ph
¶n
 x
¹ 
(0
)
TÇn sè (GHz)
 Tr¹ng th¸i 1
 Tr¹ng th¸i 2
 Tr¹ng th¸i 3
 Tr¹ng th¸i 4
(a)
11.6 11.8 12.0 12.2 12.4
-1.2
-1.1
-1.0
-0.9
-0.8
-0.7
-0.6
-0.5
-0.4
B
iª
n 
®é
 p
h¶
n 
x¹
 (
dB
)
TÇn sè (GHz)
 Tr¹ng th¸i 1
 Tr¹ng th¸i 2
 Tr¹ng th¸i 3
 Tr¹ng th¸i 4
(b)
Hình 4. Kết quả mô phỏng của phần tử phản xạ ở dải tần 
(11.5-12.5 GHz); (a) pha phản xạ; (b)biên độ phản xạ
Phần tử phản xạ được phân tích và tối ưu thông 
qua phần mềm mô phỏng HFSS của ANSYS. 
Trong thiết kế, phần tử không mô phỏng tách rời 
từng phần tử mà phải được mô phỏng trong 1 mảng 
các phần tử phản xạ. Điều này cho phép phần tử 
được phân tích toàn diện với ảnh hưởng của của 
các phần tử bên cạnh. 
Hình 4 thể hiện pha phản xạ và tổn hao của phần tử 
phản xạ tương ứng với 4 trạng thái pha đã được tối 
ưu như trình bày trong bảng I. Kết quả mô phỏng 
cho thấy pha phản xạ của các trạng thái kề nhau 
khác nhau 90° tại tần số làm việc trung tâm 12 
GHz. Sự sai lệch 90° về pha không còn giữ được 
tại các tần số xa tần số trung tâm. Điều này được 
giải thích do sự không tuyến tính về pha của phần 
tử phản xạ đặc biệt là tại các trường hợp độ dài 
dây vi dải mất đối xứng lớn như trạng thái (1,0) 
và (0,1). Tổn hao của phần tử thấp hơn 0.8 dB cho 
toàn dải tần từ 11.5 GHz-12.5 GHz. Tổn hao này 
gây ra bởi tổn hao vật liệu, tổn hao do dây vi dải 
bức xạ ra ngoài không gian.
III. THIếT Kế ANTeN mảNG pHảN Xạ 
Sau khi phần tử phản xạ được tối ưu, các phần tử 
được kết hợp với nhau để tạo thành anten mảng 
phản xạ. Một anten mảng phản xạ với 8x12 phần 
tử phản xạ được thiết kế, chế tạo và đo đạc nhằm 
đánh giá khả năng làm việc của phần tử phản xạ. 
Hình 5 thể hiện mẫu thử nghiệm anten mảng phản 
xạ. Nguồn phát xạ là anten loa được đặt tại tọa độ 
x
f
=-54 mm, y
f
 =0 mm, z
f
=200 mm, lệch so với tâm 
của bề mặt phản xạ một góc θ=-15° để giảm sự che 
chắn sóng phản xạ. Độ lệch so với phương vuông 
góc θ=-15° để phân biệt với hướng bức xạ θ=15° 
của anten được thiết kế trong nội dung tiếp theo. 
Nguyên lý hoạt động của anten mảng phản xạ dựa 
trên cơ chế bù pha, để năng lượng tập trung vào 
hướng bức xạ (θ,φ), pha phản xạ tại các phần tử 
phản xạ phải thỏa mãn công thức (1). 
Trong đó: xi, yi là tọa độ của phần tử thứ i, xf, yf, zf 
là tọa độ của nguồn phát xạ, φ(xi, yi) là pha phải xạ 
tại phần tử i có tọa độ xi,yi.
Hoàng Phúc Định, Nguyễn Bình Dương
Tạp chí KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG
Số 3 - 4 (CS.01) 2016 69
Như đã trình bày bên trên, anten mảng phản xạ của 
chúng tôi được cấu tạo bởi các phần tử phản xạ 
cung cấp 4 giá trị pha phản xạ tương ứng với 0°, 
90°, 180° và 270°. Chính vì thế, pha phản xạ ψ của 
phần tử i tính từ công thức (1) sẽ được lượng tử 
hóa như sau:
ψ(xi,yi) =0° nếu -45° <φ(xi,yi) tính bởi (1) ≤ 45°
ψ (xi,yi) =90° nếu 45° < φ(xi,yi) tính bởi (1) ≤ 135° 
ψ (xi,yi) =180° nếu 135° < φ(xi,yi) tính bởi (1) ≤ 225° 
ψ (xi,yi) =270° nếu 225° < φ(xi,yi) tính bởi (1) ≤315° 
200 mm
150 54 mm
x
zy
Reflectarray
Hình 5. Mẫu thử nghiệm anten mảng phản xạ
Mẫu thử nghiệm anten mảng phản xạ được thiết kế 
để kiểm chứng đặc tính phần tử phản xạ cũng như 
khả năng thay đổi hướng bức xạ. Trong mẫu anten 
thử nghiệm này, linh kiện điện tử chuyển mạch là 
linh kiện lý tưởng với việc sử dụng dây dẫn kim 
loại. Dây dẫn kim loại sẽ kết nối 2 đoạn dây vi 
dải tương ứng với trạng thái ON của linh kiện và 
sẽ được được tháo ra trong trường hợp linh kiện ở 
trạng thái OFF. Để kết nối 2 đoạn dây vi dải, dây 
dẫn kim loại được hàn vào 2 đầu của 2 đoạn vi dải. 
Kết nối được kiểm tra bằng máy đo điện trở để đảm 
bảo tiếp xúc tốt. Để kiểm tra khả năng thay đổi 
hướng bức xạ, anten mảng phản xạ được thiết kế 
cho hướng bức xạ vuông góc với mặt phản phản xạ 
(θ=0,φ=0) và hướng bức xạ có độ lệch 15° so với 
phương vuông góc (θ=15,φ=0). Với 1 mẫu anten 
mảng phản xạ thử nghiệm, để thay đổi pha của các 
phần tử, chúng tôi thay đổi về pha của phần tử phản 
xạ trong từng trường hợp với sự thay đổi kết nối 2 
đọan của dây vi dải để nhận được các pha phản xạ 
tương ứng. Sắp xếp về pha của các phần tử phản xạ 
được thể hiện như hình 6. 
0
2
4
6
8
2 4 6 8 10 12
0°-cell 90°-cell 180°-cell 270°-cell 
(a)
0
2
4
6
8
2 4 6 8 10 12
0°-cell 90°-cell 180°-cell 270°-cell 
(b)
Hình 6. Sắp xếp các phần tử để có các hướng bức xạ khác nhau 
 (a) hướng bức xạ 0°; (b) Hướng bức xạ 15°. 
Hình 7 trình bày đồ thị bức xạ của anten mảng 
phản xạ được đo đạc thực tế. Đồ thị bức xạ được 
đo trong phòng đo cung cấp bởi công ty NSI 
(NearField System Inc.), dựa trên việc đo trường 
gần và chuyển đổi qua trường xa. Anten mảng là 
AUT (antenna under test) được di chuyển theo góc 
phi và theta với góc quay 360°. Chính vì thế, bức 
xạ của anten theo tất cả các hướng đều được đo đạc. 
Trong đồ thị bức xạ chúng tôi trình bày hướng bức 
xạ theo góc quay theta. Anten thể hiện rõ hướng 
 ANTEN MẢNG PHẢN XẠ 2 BIT CHO TRUYỀN THÔNG VỆ TINH
Tạp chí KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG70 Số 3 - 4 (CS.01) 2016
bức xạ đã được thay đổi trong 2 trường hợp, hoàn 
toàn phù hợp so với tính toán lý thuyết. Với trường 
hợp thứ nhất pha của các phần tử được tính toán để 
năng lượng vào hướng có θ=0°, trường hợp thứ 2 
hướng bức xạ có θ=15°. Đối chiếu với kết quả đo 
đạc, hướng tập trung năng lượng bị lệch khoảng 
0.5°-1° so với tính toán lý thuyết. 
-80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
 §
å 
th
Þ b
øc
 x
¹ 
(d
B
)
Gãc theta (0)
 H­íng 00 -KÕt qu¶ ®o
 H­íng 00 -KÕt qu¶ m« pháng
 H­íng 150 -KÕt qu¶ ®o
 H­íng 150 -KÕt qu¶ m« pháng
Hình 7. Đồ thị bức xạ của anten mảng phản xạ 
được đo đạc thực tế
11.6 11.8 12.0 12.2 12.4
-28
-26
-24
-22
-20
-18
-16
-14
-12
H
Ö 
sè
 p
h¶
n 
x¹
 S
11
 (
dB
)
TÇn sè (GHz) 
Hình 8. Hệ số phản xạ của anten mảng phản xạ 
đo từ anten loa
Độ lợi (gain) của anten mảng phản xạ đo đạc được 
trong 2 trường hợp của hướng bức xạ là tương 
đương. Độ lợi đo được vào khoảng 19.5dB.
Hệ số phản xạ của cả hệ thống anten mảng phản xạ 
bao gồm mảng phản xạ với anten loa và được đo từ 
anten loa được thể hiện trong hình 8. Kết quả cho 
thấy rằng hệ số phản xạ là rất tốt, hệ số phản xạ 
luôn nhỏ hơn -12dB trong cả dải tần từ 11.5 GHz-
12.5 GHz và điểm tốt nhất vào khoảng -27.5 dB đo 
được tại tần số 12.25 GHz.
IV. KếT lUẬN
Trong bài báo này, chúng tôi trình bày anten mảng 
phản xạ cho phép điều khiển hướng bức xạ thông 
qua điều khiển ON/OFF của phần tử chyển mạch. 
Cấu trúc phần tử phản xạ sử dụng cho anten mảng 
phản xạ thể hiện ưu điểm khi cho phép tích hợp 
với 2 thiết bị chuyển mạch để cung cấp 4 trạng thái 
pha (2-bit). Kết quả đo đạc mẫu thử nghiệm khẳng 
định tính đúng đắn của lý thuyết cũng như ưu điểm 
của lọai phần tử phản xạ đề xuất. Anten mảng phản 
xạ đã chứng minh việc thay đổi hướng bức xạ với 
việc điều khiển độ dài 2 dây vi dải thông qua sử 
dụng dây kim loại. Điều này là cơ sở quan trọng 
cho chúng tôi phát triển anten cho phép điều khiển 
hướng bức xạ bằng điện tử khi tích hợp các linh 
kiện chuyển mạch điện tử vào các phần tử phản xạ. 
Tài liệu tham khảo
[1] R. Vincenti Gatti, R. Sorrentino, V. Schena, and G. 
Losquadro, “Flat-profile active scanning antenna 
for satellite terminals in Ku-band operating on new 
fast trains generation,” Proceedings of the 28 th ESA 
Antenna Workshop on Satellite Antenna Technology 
(ESTEC’05), 2005, Noordwijk, Netherlands.
[2] O. G. Vendik and M. Parnes: ‘A phase shifter with 
one tunable component for a reflectarray anten-
na’, IEEE Antennas Propag. Mag., vol. 50, no.4, 
pp. 53–65, Aug 2008.
[3] H. Kamoda, T. Iwasaki, J. Tsumochi, T. Kuki and 
O.Hashimoto, “60-GHz electronically reconfigu-
rable large reflectarray using single-bit phase 
shifters,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol.59, 
no.7, pp.2524–2531, 2011.
[4] E. Carrasco, M. Barba, and J. A. Encinar, “X-band 
reflectarray antenna with switching-beam using 
pin diodes and gathered elements,” IEEE Trans. 
Antennas Propag., vol. 60, no. 12, pp. 5700-5708, 
Dec. 2012. 
Hoàng Phúc Định, Nguyễn Bình Dương
Tạp chí KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG
Số 3 - 4 (CS.01) 2016 71
[5] O. Bayraktar, O. A. Civi, and T. Akin, “Beam 
switching reflectarray monolithically integrated 
with RF MEMS switches,” IEEE Trans. Antennas 
Propag., vol. 60, No. 2, pp. 854-862, Feb. 2012.
[6] E. Carrasco, M. Barba, B. Reig, C. Dieppedale, 
and J. A. Encinar, “Characterization of a reflectar-
ray gathered element with electronic control using 
ohmic RF-MEMS and patches aperture-coupled 
to a delay line,” IEEE Trans. Antennas Propag., 
vol. 60, no. 9, pp. 4190–4201, Sep. 2012.
[7] B.D. Nguyen, K. T. Pham, V.-S. Tran, L. Mai and 
N. Yonemoto, “Reflectarray Element Using Cut-
Ring Patch Coupled to Delay Line”, IEEE Anten-
nas Wireless Propag. Lett., Vol.14, No.2, pp.571-
574, Feb. 2015.
[8] B.D. Nguyen, Van-Su Tran, Linh Mai and Phuc 
Dinh Hoang, “A Two-Bit Reflectarray Element 
Using Cut-Ring Patch Coupled to Delay Lines”, 
REV Journal on Electronics and Communica-
tions, Vol. 6, pp.30-34, No. 1-2 (Jan-Jun, 2016). 
Two-biT REFLECTARRAY 
ANTENNA FoR SATELLiTE 
CoMMUNiCAToN
Abstract: The paper presents a new reflectarray 
antenna which allows the main beam to be 
controlled through ON/OFF state of the switching. 
The reflectarray antenna composes of reflectarray 
elements which provide the capability of controlling 
the reflection phase via changing the length of two 
delay lines. The element is optimized to become 
a 2-bit reflectarray element, which provides four 
states of the reflection phase with a step of 90° 
at 12 GHz, using two switches. Simulated results 
show a good linearity of the phase curves and low 
magnitude loss. A prototype of antenna has been 
fabricated. Measured results show good capability 
of changing the main beam direction according to 
ON/OFF state of the switches. 
Key words: Reflectarray antenna; reflectarray 
element; high gain antenna; beam scanning 
antenna; antenna for satellites.
Hoàng Phúc Định tốt nghiệp đại 
học tại trường đại học Quốc Tế, 
ĐHQG-HCM năm 2012. Hiện nay 
là học viên cao học trường đại học 
Quốc Tế, ĐHQG-HCM. Từ 2012 đến 
5/2016 là nghiên cứu viên tại trung 
tâm nghiên cứu Integrated Circuit 
Design Research and Education 
Center (ICDREC). Từ 11/2016 đến hiện 
tại là kỹ sư thiết kế phần cứng trung 
tâm nghiên cứu thiết bị thông minh 
Viettel Smart Device. Lĩnh vực quan 
tâm: Thiết kế anten, anten mảng 
phản xạ, thiết kế RF Front-End. 
Hoàng Phúc Định, 
Email: hpdinh111989@gmail.com,
Nguyễn Bình Dương tốt nghiệp 
đại học Bách Khoa TP.Hồ Chí Minh 
năm 2000, tốt nghiệp Thạc sỹ năm 
2001 và Tiến sĩ năm 2005 tại Đại học 
Nice Sophia-Antipolis, Cộng hòa 
Pháp. Hiện nay đang là giảng viên 
khoa Điện tử-Viễn thông trường đại 
học Quốc Tế, ĐHQG-HCM. Lĩnh vực 
quan tâm: Thiết kế anten có độ lợi 
cao, anten mảng, anten mảng phản 
xạ, thấu kính phẳng cho các thiết bị 
Radar và viễn thông.
Nguyễn Bình Dương, 
Email: nbduong@hcmiu.edu.vn