Thiết kế bộ lọc ba băng tần mới có thể điều khiển độc lập cho ứng dụng truyền thông không dây

Bài viết giới thiệu một phương pháp thiết kế mới bộ lọc đa năng có thể điều khiển độc lập được dựa trên đường truyền vi dải cải tiến. Cấu trúc bộ cộng hưởng đoạn trên hình chữ thập được kết hợp thành một bộ cộng hưởng nửa bước sóng đồng nhất để đạt được một bộ lọc ba băng tần có tính chọn lọc cao. Vị trí của mỗi dải thông có thể được điều chỉnh độc lập bằng cách thay đổi chiều dài của đường vi dải, tương ứng.

Trang 1

THIẾT KẾ BỘ LỌC BA BĂNG TẦN MỚI CÓ THỂ ĐIỀU KHIỂN ĐỘC LẬP CHO ỨNG DỤNG TRUYỀN THÔNG KHÔNG DÂY

Nguyễn Đức Uyên1*, Lê Vĩnh Hà2

Tóm tắt: Bài báo giới thiệu một phương pháp thiết kế mới bộ lọc đa băng có thể

điều khiển độc lập được dựa trên đường truyền vi dải cải tiến Cấu trúc bộ cộng hưởng đoạn chêm hình chữ thập được kết hợp thành một bộ cộng hưởng nửa bước sóng đồng nhất để đạt được một bộ lọc ba băng tần có tính chọn lọc cao Vị trí của mỗi dải thông có thể được điều chỉnh độc lập bằng cách thay đổi chiều dài của đường vi dải, tương ứng Một bộ lọc vi ba ba băng tần đã được chế tạo và thử nghiệm Các kết quả thử nghiệm cho thấy tiệm cận với kết quả mô phỏng Bộ lọc được thiết kế có những ưu điểm đơn giản trong quy trình lựa chọn dải thông độc lập, cải thiện tính chọn lọc

Từ khoá: Bộ lọc; Đường truyền; Đoạn chêm; Dải thông.

1 GIỚI THIỆU

Công nghệ thông tin không dây hiện đại đã không ngừng phát triển, các tiêu chuẩn truyền thông mới đã xuất hiện, và việc phân chia tài nguyên phổ tần đã ngày càng mở rộng nhanh chóng Bộ lọc đa băng tần là một trong những thiết bị quan trọng không thể thiếu trong các hệ thống thông tin đa tần số, nó đã và đang được quan tâm nghiên cứu một cách nghiêm túc, rộng rãi Điểm mấu chốt trong các thiết bị hiện tại là bộ lọc đa băng tần nhỏ gọn, chi phí thấp, tích hợp dễ dàng, và hiệu suất cao Các dịch vụ phổ biến nhất, chẳng hạn như Wi-Fi, WiMax, nhận dạng tần số vô tuyến (RFID), 4G, v.v., đã được giới thiệu [1]

Do đó, các thiết bị truyền thông đa băng (như antennas, bộ khuếch đại, bộ lọc trộn, v.v.) đã được phát triển [2-4] Một trong những thành phần giới hạn chính của hệ thống là các bộ lọc đa băng tần hiệu suất cao [5] Các học giả đã được khuyến khích để thiết kế và chế tạo các bộ lọc băng thông siêu rộng và nhiều băng tần Một số bộ lọc hai, ba băng đã được thiết kế bằng cách khai thác cộng hưởng hai chế độ [6-7], tuy nhiên, thiết kế này vẫn còn khá phức tạp Kỹ thuật đơn giản nhất để triển khai một bộ lọc đa băng là kết nối các bộ lọc khác nhau để có một bộ lọc đa băng tần [8] Nhà thiết kế cũng có thể chèn một bộ lọc chặn dải vào một bộ lọc băng rộng để thu được một bộ lọc nhiều băng [9] Một số ví dụ có thể được tìm thấy chẳng hạn như các bộ cộng hưởng vòng hở với đoạn chêm hở mạch, các bộ cộng hưởng trở kháng bậc, và các đường feed vi dải ghép song song [10-14], mặc dù phương pháp này đơn giản, nhưng cấu trúc thiết kế của bộ lọc này lớn do được ghép các

bộ lọc khác nhau lại, tổn hao chèn cũng lớn và chúng rất khó điều chỉnh độc lập cho mỗi dải thông dự kiến

Trong bài báo này, chúng tôi giới thiệu một bộ lọc ba băng nhỏ gọn cho việc nhận dạng tần số vô tuyến (RFID) và các ứng dụng không dây Bộ lọc sử dụng các bộ cộng hưởng hình chữ nhật với đoạn chêm hình chữ thập và một bộ cộng hưởng nửa bước sóng đồng nhất

Bộ lọc đề xuất đã đạt được ba dải thông khác nhau được điều khiển độc lập trong phạm

vi từ 1.8~2.2 GHz cho WLAN/4G, 2.4~2.7 GHz cho Wifi/RFID, và 3.4~3.6 GHz cho các ứng dụng WiMAX và mạng 4G/5G Lý thuyết của bộ lọc được giải thích trong phần 2 Sau đó, bộ lọc được đề xuất được mô phỏng bằng phần mềm HFSS và được chế tạo bằng công nghệ mạch in hai lớp Kết quả mô phỏng và thực nghiệm được trình bày trong phần 3

và phần 4, tương ứng Và phần cuối cùng là kết luận

Trang 2

Nghiên c

Tạp chí Nghi

Hình 1.

số tính năng nổi bật nh

nh

số điện môi 2.2, chiều d

Trư

hư

các b

A.

đo

hình 2a có th

Hình 2b và hình 2c ch

a)

nhau K

xứng đoản mạch nh

phương tr

Nghiên c

ạp chí Nghi

Hình 1.

Cấu trúc của bộ lọc đ

ố tính năng nổi bật nh

nhỏ gọn, đ

ố điện môi 2.2, chiều d

Như đ

Trước

hưởng nửa b

các b

A Bộ cộng h

Bộ cộng h

đoạn ch

hình 2a có th

a) Phân tích v

Các tín hi

nhau K

ứng đoản mạch nh

phương tr

Nghiên c

ạp chí Nghi

Hình 1.

ấu trúc của bộ lọc đ

ỏ gọn, đ

Như đ

ớc tiên là b

ởng nửa b

các bộ cộng h

ộ cộng h

ộ cộng h

ạn chêm h

hình 2a có th

Phân tích v

Các tín hi

nhau K

phương tr

Nghiên cứu khoa học công nghệ

ạp chí Nghi

Hình 1 C

ỏ gọn, đơn gi

Như đã trình bày trong hình 1, b

tiên là b

ởng nửa b

ộ cộng h

M

ộ cộng h

ộ cộng h

êm h

hình 2a có th

Phân tích v

Các tín hi

nhau Kết quả l

phương trình

ứu khoa học công nghệ

ạp chí Nghiên c

Cấu

ơn gi

ã trình bày trong hình 1, b

tiên là b

ởng nửa bư

ộ cộng hư

Hình

Mạch

ộ cộng hư

ộ cộng hư

êm hở mạch

hình 2a có thể đ

Phân tích với chế đ

Các tín hiệu RF đi v

ết quả l

ình (1):

ên cứu KH&CN

ấu trúc trên HFSS 15.0 c

ơn giản v

tiên là bộ cộng h

ước sóng Cấu trúc v

ưởng l

Hình

ạch tương đương ch

ưởng đoạn ch

ưởng đoạn ch

ở mạch

ể đư

ới chế đ

ệu RF đi v

ết quả là, đi

(1):

ứu KH&CN

trúc trên HFSS 15.0 c

ản và giá thành th

ộ cộng h

ớc sóng Cấu trúc v

ởng làm cho m

2 C

tương đương ch

ởng đoạn ch

ởng đoạn ch

ở mạch

ược áp dụng để phân tích chế độ chẵn lẻ cho bộ cộng h Hình 2b và hình 2c ch

ới chế đ

ệu RF đi v

à, đi ứng đoản mạch nh

(1):

ứu KH&CN

ố tính năng nổi bật như: ba băng t

à giá thành th

ộ cộng h

àm cho m

Cấu trúc của bộ cộng h tương đương ch

ởng đoạn ch

ở mạch Như đư

ợc áp dụng để phân tích chế độ chẵn lẻ cho bộ cộng h Hình 2b và hình 2c chỉ ra mạch t

ới chế độ lẻ

ệu RF đi v

à, điện áp thu đ ứng đoản mạch như trong h

ứu KH&CN

ấu trúc của bộ lọc đư

ư: ba băng t

à giá thành th

ố điện môi 2.2, chiều dày 0.508 mm và tang t

ộ cộng hưởng h

àm cho m

ấu trúc của bộ cộng h tương đương ch

ởng đoạn ch Như đư

ợc áp dụng để phân tích chế độ chẵn lẻ cho bộ cộng h

ỉ ra mạch t

ộ lẻ

ệu RF đi vào hai ph

ện áp thu đ

ư trong h

ứu KH&CN quân s

ược đề xuất đ ư: ba băng t

à giá thành th

ày 0.508 mm và tang t

ởng h

àm cho m

ởng đoạn chêm ch

ởng đoạn chêm ch Như đư

ỉ ra mạch t

ào hai ph

ện áp thu đ

ư trong h

uân s

2 C

ợc đề xuất đ ư: ba băng t

à giá thành th

ởng hình ch

àm cho mạch nhỏ gọn

êm ch

êm ch Như được thể hiện trong h

ỉ ra mạch t

ào hai ph

ện áp thu đư

ư trong h

uân sự, Số

2 CẤU TRÚC CỦA BỘ LỌC

ợc đề xuất đ ư: ba băng tần dải thông đ

à giá thành thấp Bộ lọc vi dải đ

ình ch

ớc sóng Cấu trúc vòng l

ạch nhỏ gọn

ấu trúc của bộ cộng h tương đương chế độ lẻ (b); Mạch t

êm chữ thập

êm chữ thập đ

ợc thể hiện trong h

ỉ ra mạch tương đương c

ào hai ph ược bằng không tại mặt phẳng O

ư trong hình 2(b), do

ự, Số

trúc trên HFSS 15.0 của bộ lọc đề xuất với các bộ cộng h

ẤU TRÚC CỦA BỘ LỌC

ợc đề xuất đ

ần dải thông đ

ấp Bộ lọc vi dải đ

ã trình bày trong hình 1, bộ lọc bao gồm bộ cộng h

ình chữ nhật đoạn ch òng l

ạch nhỏ gọn

ấu trúc của bộ cộng h

ế độ lẻ (b); Mạch t

ữ thập

ữ thập đ

ương đương c

ào hai phần đối xứng có độ lớn bằng nhau v

ợc bằng không tại mặt phẳng O ình 2(b), do

ự, Số 56, 08

ủa bộ lọc đề xuất với các bộ cộng h

ợc đề xuất được tr

ộ lọc bao gồm bộ cộng h

ữ nhật đoạn ch òng lặp mở đ ạch nhỏ gọn

ấu trúc của bộ cộng h

ữ thập

ữ thập đ

ương đương c

ần đối xứng có độ lớn bằng nhau v

56, 08

ợc tr

ữ nhật đoạn ch

ặp mở đ ạch nhỏ gọn

ấu trúc của bộ cộng hư

ữ thập được đề xuất l

ương đương c

56, 08 - 20

ợc trình bày trong hình 1 C

ày 0.508 mm và tang tổn hao 0.0009

ặp mở đ

ưởng đoạn ch

ợc đề xuất l

ương đương của chế độ chẵn v

ợc bằng không tại mặt phẳng O ình 2(b), do đó

2018

ình bày trong hình 1 C

ần dải thông đư

ổn hao 0.0009

ặp mở được sử dụng để ghép các tín hiệu RF giữa

ởng đoạn ch

ợc đề xuất l

ợc thể hiện trong hình 2a, c

ủa chế độ chẵn v

ợc bằng không tại mặt phẳng O

đó,

18

ình bày trong hình 1 C ược điều chỉnh độc lập, độ

ấp Bộ lọc vi dải được thiết kế tr

ổn hao 0.0009

ữ nhật đoạn chêm hình ch

ợc sử dụng để ghép các tín hiệu RF giữa

ởng đoạn ch

ế độ lẻ (b); Mạch tương đương ch

ợc đề xuất l ình 2a, c

dẫn nạp đầu v

ợc điều chỉnh độc lập, độ

ợc thiết kế tr

ổn hao 0.0009

êm hình ch

ởng đoạn ch ương đương ch

ợc đề xuất là m ình 2a, c

ẫn nạp đầu v

ổn hao 0.0009

êm hình ch

ởng đoạn chêm hình ch ương đương ch

à một biến thể của bộ cộng h ình 2a, cấu trúc đối xứng tự nhi

ẫn nạp đầu v

ổn hao 0.0009

ộ lọc bao gồm bộ cộng hưởng b

êm hình ch

êm hình ch ương đương ch

ột biến thể của bộ cộng h

ấu trúc đối xứng tự nhi

ẫn nạp đầu v

ợc thiết kế trên m

ởng b

êm hình chữ thập v

êm hình ch ương đương ch

ủa chế độ chẵn và ch

ẫn nạp đầu v

ình bày trong hình 1 Cấu trúc bộ lọc có một

ên m

ởng bên ngoài và bên trong

ữ thập v

êm hình chữ thập (a);

ương đương chế độ chẵn (c)

à chế độ lẻ, t

ợc bằng không tại mặt phẳng O-O’ t

ẫn nạp đầu vào đư

ủa bộ lọc đề xuất với các bộ cộng hư

ấu trúc bộ lọc có một

ên một chất nền với hằng

ên ngoài và bên trong

ữ thập và sau đó là b

ữ thập (a);

ế độ chẵn (c)

ế độ lẻ, t

O’ tạo ra một điểm đối

ào đư

ưởng đoạn ch

ột chất nền với hằng

à sau đó là b

ữ thập (a);

ế độ lẻ, t

ạo ra một điểm đối

ào được thể hiện bởi

ởng đoạn ch

ợc điều chỉnh độc lập, độ lựa chọn cao,

à sau đó là b

ữ thập (a);

ợc áp dụng để phân tích chế độ chẵn lẻ cho bộ cộng hưởng n

ế độ lẻ, tương

ần đối xứng có độ lớn bằng nhau và ngư

ợc thể hiện bởi

ởng đoạn ch

ựa chọn cao,

à sau đó là b

ữ thập (a);

ởng n ương

à ngư

ởng đoạn ch

ựa chọn cao,

à sau đó là bộ cộng

ấu trúc đối xứng tự nhiên trong

ởng này [12] ương ứng

à ngược chiều

ởng đoạn chêm

ựa chọn cao,

ộ cộng

ột biến thể của bộ cộng hưởng

ên trong

ày [12] ứng

ợc chiều

87

êm

ựa chọn cao,

ộ cộng

ởng

ên trong

ày [12]

ợc chiều

87

ựa chọn cao,

ộ cộng

ởng

ên trong

ày [12]

ợc chiều

Trang 3

, =

2

(1)

Trong đó, chiều dài điện của bộ cộng hưởng là  = L là hằng số lan truyền phức của tín hiệu RF trong đường vi dải

Điều kiện cộng hưởng là Y in,odd = 0 Do đó, tần số cơ bản cho cộng hưởng ở chế độ lẻ

được thể hiện bởi phương trình (2):

Trong đó, n = 1, 2… là số nguyên biểu thị hài của bộ lọc, c là vận tốc ánh sáng trong

không gian tự do, eff là hằng số điện môi của vật liệu chất nền [13] Qua đó thấy rằng, tần

số ở chế độ lẻ không phụ thuộc vào chiều dài của đoạn chêm hình chữ thập (L b , L c)

b) Phân tích chế độ chẵn

Từ mạch tương đương chế độ chẵn của bộ cộng hưởng đoạn chêm như được biểu diễn trong hình 2(c), dẫn nạp đầu vào được thể hiện bởi phương trình (3)

, =

( ⁄ ) ( ⁄ ) (3)

Điều kiện cộng hưởng là Y in,even = 0 Do đó, tần số cộng hưởng cơ bản cho cộng hưởng

chế độ chẵn được thể hiện bởi phương trình (4):

=

( ) (4)

Từ công thức (4), có thể nhận thấy rằng chiều dài Lb và Lc của đoạn chữ thập chỉ ảnh hưởng đến tần số chế độ chẵn, không ảnh hưởng ở chế độ lẻ và có thể được điều chỉnh độc lập để đạt được tần số cộng hưởng của dải thông mong muốn

B Bộ cộng hưởng nửa bước sóng

Bộ cộng hưởng nửa bước sóng là một cấu trúc đơn giản được mô tả chi tiết trong [5] Tần số cộng hưởng của cấu trúc nửa bước sóng được tính bằng

= (5) Trong đó, L là chiều dài vật lý của bộ cộng hưởng

3 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG

Hình 3 Cấu trúc hình học của bộ lọc ba băng thông đề xuất

Trang 4

Nghiên c

Tạp chí Nghi

ph

hình 3

a)

1mm

2), t

lẻ (ph

b)

hiện trong h

vuông, hình tr

Nghiên c

ạp chí Nghi

Ph

phần mềm HFSS Cấu trúc với chiều d

hình 3

a) Thi

Trong đó

1mm

Các t

2), tần số cộng h

ẻ (ph

b) Kết quả mô phỏng

Kết quả mô phỏng ảnh h

ện trong h

vuông, hình tr

Nghiên c

ạp chí Nghi

Phần n

ần mềm HFSS Cấu trúc với chiều d

hình 3 Đư

Thiết kế băng thông

Tần số cộn

Trong đó

1mm

Các t

ần số cộng h

ẻ (phương tr

ết quả mô phỏng

ết quả mô phỏng ảnh h

ện trong h

vuông, hình tr

ạp chí Nghi

ần này bao g

Đường truyền đầu v

ết kế băng thông

ần số cộn

Trong đó

Các tần số

ần số cộng h

ương tr

ện trong h

vuông, hình tr

ày bao g

ờng truyền đầu v

ần số cộn

Trong đó,

ần số f

ần số cộng h

ương trình 4)

ện trong hình 4, hình 5 và hình 6 Trong các hình này, các

vuông, hình tròn và d

ên cứu KH&CN

ày bao g

ần số cộn

ần số f 01 , f

ần số cộng hư

ình 4)

ình 4, hình 5 và hình 6 Trong các hình này, các

òn và d

ứu KH&CN

ày bao gồm thiết

=

, f 02

ưởng nửa b ình 4)

òn và d

ứu KH&CN

ồm thiết

g hưởng mong muốn của bộ lọc đ

+

ởng nửa b

òn và dấu tam giác đánh dấu biểu diễn

ứu KH&CN

ồm thiết

ởng mong muốn của bộ lọc đ

+ 2

03 tương

ởng nửa b

ấu tam giác đánh dấu biểu diễn

Hình 4.

Hình 5.

ồm thiết k

ờng truyền đầu vào và đ

2

tương ởng nửa bước sóng (ph

ết quả mô phỏng ảnh hư

Hình 4.

Hình 5.

uân s

kế ba băng thông của bộ lọc v

ào và đ ởng mong muốn của bộ lọc đ

=

= + 2

tương ứng với tần số cộng h

ớc sóng (ph

ưởng của ình 4, hình 5 và hình 6 Trong các hình này, các

Hình 4.

Hình 5 Ảnh h

uân sự, Số

ế ba băng thông của bộ lọc v

ào và đầu ra của bộ lọc có trở kháng đặc tính 50Ω

=

(

=

(

2

ứng với tần số cộng h

ớc sóng (ph

ởng của ình 4, hình 5 và hình 6 Trong các hình này, các

Hình 4 Ảnh h

Ảnh h

ự, Số

ầu ra của bộ lọc có trở kháng đặc tính 50Ω

=

( (

+

ớc sóng (ph

ởng của L

Ảnh h

Ảnh hư

ự, Số 56, 08

ần mềm HFSS Cấu trúc với chiều dài c

( (

+

ớc sóng (phương tr

ởng của L 3 , L

Ảnh hưởng của L

ưởng của L

56, 08

ài của các đ

+

ương tr

, L 6 ,

ởng của L

56, 08 - 20

ủa các đ

) )

đư

ương tr

, và

ởng của L

2018

ủa các đ

= (

) )

được cố định khoảng 50mm với chiều rộng

ương trình 5) và

và L 8

ởng của L 3

ởng của L 6

18

ủa các đường vi dải đ

ởng mong muốn của bộ lọc được tính bằng:

(1.8

=

ợc cố định khoảng 50mm với chiều rộng

ứng với tần số cộng hư

ình 5) và

8 về đáp ứng tần số của bộ lọc đ ình 4, hình 5 và hình 6 Trong các hình này, các

ấu tam giác đánh dấu biểu diễn f 01

3 lên băng thông

lên băng thông

ờng vi dải đ

ợc tính bằng:

( 8~2

= (2 (3

ưởng chế độ lẻ c ình 5) và

ề đáp ứng tần số của bộ lọc đ ình 4, hình 5 và hình 6 Trong các hình này, các

f 01 , f

lên băng thông

ờng vi dải đ

ợc tính bằng:

(2.4~

( 2~

ởng chế độ lẻ c ình 5) và tần số cộng h

, f 02 , f

lên băng thông

ế ba băng thông của bộ lọc và mô ph

ờng vi dải đ

ợc tính bằng:

ởng chế độ lẻ c

ần số cộng h

, f 03

lên băng thông

à mô ph ờng vi dải đư

ợc tính bằng:

) .7

5

ần số cộng h

ề đáp ứng tần số của bộ lọc đ ình 4, hình 5 và hình 6 Trong các hình này, các đư

tương

lên băng thông

à mô phỏng cấu trúc dựa tr ược thể hiện chi tiết trong

)

ần số cộng h

ề đáp ứng tần số của bộ lọc đ

đường vạch liền với h tương

lên băng thông

ỏng cấu trúc dựa tr

ợc thể hiện chi tiết trong

) ) )

ởng chế độ lẻ cơ b

ờng vạch liền với h tương ứng

) )

ơ bản (ph ưởng c

ờng vạch liền với h ứng

ản (ph ởng cơ b

ờng vạch liền với h

ản (phương tr

ơ b

ương tr

ơ bản chế độ

ề đáp ứng tần số của bộ lọc đư

ương tr

ản chế độ

ược thể ờng vạch liền với h

89

ỏng cấu trúc dựa trên

(6) (7) (8)

ương trình

ản chế độ

ợc thể ờng vạch liền với hình

89

ên

) ) )

ình

ản chế độ

ợc thể ình

Trang 5

bản chế độ lẻ

khi đó, t

băng thông thư hai

(2.4

như đư

đư

cộng h

không thay đ

cộng h

rộng t

ch

xu

hư

vào chi

dài t

tần số cộng h

cách đi

đổi L

cơ b

hợp với bộ cộng h

ngu

= 2.7 GHz, và

kế HFSS Kích th

ph

ứng mô

Từ h

ản chế độ lẻ

khi đó, t

(2.4~

như đư

Và

được thể

ộng h

không thay đ

Tần số cộng h

ộng h

ộng t

chữ thập v

xuống bởi chiều d

hưởng n

Có th

vào chi

dài tổng thể của bộ cộng h

ần số cộng h

cách đi

ổi L

M

cơ bản của bộ lọc đề xuất gồm bộ cộng h

ợp với bộ cộng h

nguồn cấp đầu v

= 2.7 GHz, và

ế HFSS Kích th

phản xạ S

ứng mô

ừ h

khi đó, t

~2.7) GHz ph

như được tính theo ph

Và ảnh h

ợc thể

ộng hư

không thay đ

ần số cộng h

ộng hưởng đoạn ch

ộng tùy ch

ữ thập v

ống bởi chiều d

ởng n

Có th

vào chiều d

ổng thể của bộ cộng h

ần số cộng h

cách điều chỉnh chiều d

ổi L8 để thu đ

Một bộ lọc vi ba ba băng tần với cấu trúc nhỏ gọn đ

ản của bộ lọc đề xuất gồm bộ cộng h

ồn cấp đầu v

= 2.7 GHz, và

ế HFSS Kích th

ản xạ S

ứng mô

ừ hình 4 nh

khi đó, tần số cộng h

2.7) GHz ph

ợc tính theo ph

ảnh h

ợc thể hi

ưởng thứ hai

không thay đ

ần số cộng h

ởng đoạn ch

ùy ch

ữ thập và đư

ởng nào

Có thể tóm tắt rằng bộ lọc ba băng tần có thể đ

ều d

ần số cộng h

ều chỉnh chiều d

ể thu đ

ột bộ lọc vi ba ba băng tần với cấu trúc nhỏ gọn đ

ồn cấp đầu v

= 2.7 GHz, và

ế HFSS Kích th

ản xạ S21

ứng mô phỏng đ

ình 4 nh

ản chế độ lẻ f

ần số cộng h

2.7) GHz ph

ợc tính theo ph

ảnh hư

hiện trong mô phỏng ở h

ởng thứ hai

không thay đổi v

ần số cộng h

ởng đoạn ch

ùy chọn bằng cách điều chỉnh độc lập kích th

à đư

ào đối với các dải thông khác đ

ể tóm tắt rằng bộ lọc ba băng tần có thể đ

ều dài c

ể thu đ

ồn cấp đầu v

= 2.7 GHz, và

ế HFSS Kích th

21 ở tần số cộng h

ỏng đ

ình 4 nhận thấy rằng tăng chiều d

f 01 gi

ần số cộng h

2.7) GHz ph

ợc tính theo ph

ưởng của chiều d

ện trong mô phỏng ở h

ởng thứ hai

ổi và th

ần số cộng h

ởng đoạn ch

ọn bằng cách điều chỉnh độc lập kích th

à được tính theo ph

ối với các dải thông khác đ

ài của đ

ưởng của bộ cộng h

ưởng chế độ chẵn v

ể thu được

ồn cấp đầu vào/ đ

= 2.7 GHz, và f03

ế HFSS Kích th

ở tần số cộng h

ỏng đư

ận thấy rằng tăng chiều d giảm

ần số cộng h

2.7) GHz phụ thuộc v

ợc tính theo ph

ởng của chiều d

ởng thứ hai

à th

ần số cộng hưởng của băng thông thứ ba

ởng đoạn ch

ợc tính theo ph ống bởi chiều dài

ủa đư ổng thể của bộ cộng h

ởng của bộ cộng h ởng chế độ chẵn v

ợc f 03

ợp với bộ cộng hư

ào/ đ

03 = 3.3 GHz S

ế HFSS Kích thước vật lý của các đ

ược thể hiện trong h

ận thấy rằng tăng chiều d

ảm, và ch

băng thông thư hai f 02

ụ thuộc v

ợc tính theo phương tr

ởng thứ hai (f 02

à thứ ba cố định

ởng của băng thông thứ ba ởng đoạn chêm hình ch

ợc tính theo ph

ài L 8

ường truyền của bộ cộng h ổng thể của bộ cộng h

f 03 như th

ưởng nửa b ào/ đầu ra Tần số trung tâm của ba băng thông y

= 3.3 GHz S

ớc vật lý của các đ

Hình 6.

ận thấy rằng tăng chiều d , và ch

ưởng của cấu trúc cộng h

02 của bộ lọc Tuy nhi

ụ thuộc v ương tr ởng của chiều d

f 02 )

ứ ba cố định

ởng của băng thông thứ ba

êm hình ch

ợc tính theo ph

tăng lên

ờng truyền của bộ cộng h ổng thể của bộ cộng h

ều chỉnh chiều dài L

như th

ởng nửa b

ầu ra Tần số trung tâm của ba băng thông y

= 3.3 GHz S

Hình 6.

ận thấy rằng tăng chiều d , và chế độ chẵn c ởng của cấu trúc cộng h

ủa bộ lọc Tuy nhi

ụ thuộc vào toàn b ương trình (7) [5]

càng nh

ứ ba cố định

êm hình ch

ợc tính theo ph

tăng lên

ờng truyền của bộ cộng h ổng thể của bộ cộng hưởng đoạn ch

ài L3, liên quan t như thể hiện trong h

ởng nửa b

= 3.3 GHz S

ở tần số cộng hưởng Các giá trị tối

Hình 6 Ảnh h

ế độ chẵn c ởng của cấu trúc cộng h

ào toàn b ình (7) [5]

ởng của chiều dài b

càng nh

ứ ba cố định

êm hình chữ thập Tần số có thể đ

ợc tính theo phương tr

tăng lên L

ờng truyền của bộ cộng h ởng đoạn ch ởng của bộ cộng h ởng chế độ chẵn v

, liên quan t

ể hiện trong h

ởng nửa bư

= 3.3 GHz Sử dụng quy tr

ởng Các giá trị tối

Ảnh h

ào toàn b ình (7) [5]

ài bộ cộng h

ện trong mô phỏng ở hình 5 Có th

càng nhỏ

ứ ba cố định

ữ thập Tần số có thể đ

ương tr

L8 l

ờng truyền của bộ cộng h ởng đoạn ch ởng của bộ cộng hư ởng chế độ chẵn và c

, liên quan t

ể hiện trong h

4 THI

ước sóng b

ử dụng quy tr

Ảnh hư

ào toàn bộ chiều d ình (7) [5]

ộ cộng h ình 5 Có th

ỏ, trong khi các t

ương trình (8) Nh lần l

ờng truyền của bộ cộng h ởng đoạn ch ưởng nửa b

à cộng h , liên quan t

ể hiện trong h

4 THI

ớc sóng b

ử dụng quy tr

ợc thể hiện trong hình

ưởng của L

ế độ chẵn cơ b ởng của cấu trúc cộng h

ộ chiều d ình (7) [5]

ộ cộng h ình 5 Có th , trong khi các t

ình (8) Nh

ần lượt l

ối với các dải thông khác được mô phỏng trong h

ờng truyền của bộ cộng h ởng đoạn chêm hình ch ởng nửa b ộng h , liên quan tới chiều d

ể hiện trong h

4 THIẾT K

ớc sóng b

ử dụng quy tr

ớc vật lý của các đường vi dải đ

ởng Các giá trị tối ình 8

ởng của L

ận thấy rằng tăng chiều dài c

ơ bản của nó l ởng của cấu trúc cộng h

ộ chiều d

ộ cộng hưởng thứ hai ( ình 5 Có th

, trong khi các t

ình (8) Nh

ợt là 7.6mm; 8.6mm và 9.6 mm

ợc mô phỏng trong h

ờng truyền của bộ cộng h

êm hình ch ởng nửa b ộng hưởng chế độ lẻ đều bị ảnh h

ới chiều d

ể hiện trong hình 6

ẾT K

ản của bộ lọc đề xuất gồm bộ cộng hưởng đoạn ch

ớc sóng bên trong và ghép l

ử dụng quy tr

ờng vi dải đ ởng Các giá trị tối

8

ởng của L

ài cấu trúc b

ản của nó l ởng của cấu trúc cộng h

ủa bộ lọc Tuy nhiên

ộ chiều dài c

ởng thứ hai ( ình 5 Có thể nhận thấy rằng, khi , trong khi các t

ởng của băng thông thứ ba f 03

ình (8) Nh

à 7.6mm; 8.6mm và 9.6 mm

ờng truyền của bộ cộng hư

êm hình ch ởng nửa bước sóng b

ởng chế độ lẻ đều bị ảnh h

ới chiều d ình 6

ẾT KẾ BỘ LỌC

ưởng đoạn ch

ên trong và ghép l

ử dụng quy trình thi

ờng vi dải đ ởng Các giá trị tối

ởng của L 8

ấu trúc b

ản của nó l ởng của cấu trúc cộng hưởng nửa b

ên,

ài của cấu trúc nửa b

ởng thứ hai (

ể nhận thấy rằng, khi , trong khi các t

ình (8) Như th

à 7.6mm; 8.6mm và 9.6 mm

ể tóm tắt rằng bộ lọc ba băng tần có thể đư

ưởng theo cách độc lập Sự thay đổi chiều

êm hình ch

ớc sóng b ởng chế độ lẻ đều bị ảnh h

ới chiều d ình 6

Ế BỘ LỌC

ởng đoạn ch

ình thi ờng vi dải đ ởng Các giá trị tối ưu hóa đư

lên băng thông

ấu trúc b

ản của nó l ởng nửa b tần số cộng h

ủa cấu trúc nửa b

ởng thứ hai (

ể nhận thấy rằng, khi , trong khi các tần số cộng h

phụ thuộc v

ọn bằng cách điều chỉnh độc lập kích thước của đ

ư thể hiện

à 7.6mm; 8.6mm và 9.6 mm

ược thiết kế với các dả ởng theo cách độc lập Sự thay đổi chiều

êm hình chữ thập b

ới chiều dài t

Ế BỘ LỌC

ởng đoạn ch

ình thiết kế với sự hỗ trợ của phần mềm thiết ờng vi dải đư

ưu hóa đư

lên băng thông

ấu trúc bên

ản của nó là băng thông ởng nửa b

ần số cộng h

ởng thứ hai (L

ể nhận thấy rằng, khi

ần số cộng h

ụ thuộc v

ữ thập Tần số có thể được dịch chuyển trong một phạm vi

ớc của đ

ể hiện

à 7.6mm; 8.6mm và 9.6 mm

ợc thiết kế với các dả ởng theo cách độc lập Sự thay đổi chiều

ữ thập b

ài tổng thể L

Ế BỘ LỌC

ột bộ lọc vi ba ba băng tần với cấu trúc nhỏ gọn được đề xuất v

ởng đoạn ch

ết kế với sự hỗ trợ của phần mềm thiết ược tối

ưu hóa đư

lên băng thông

ên ngoài thì t

à băng thông ởng nửa b

ần số cộng h

L 6) trên các băng thông khác nhau

ần số cộng h

ụ thuộc v

ợc dịch chuyển trong một phạm vi

ớc của đ

ể hiện trong hình 6, ch

à 7.6mm; 8.6mm và 9.6 mm

ữ thập b

ớc sóng bên trong (hình 5 ởng chế độ lẻ đều bị ảnh h

ổng thể L

Ế BỘ LỌC

ợc đề xuất v ởng đoạn chêm ch

ết kế với sự hỗ trợ của phần mềm thiết

ợc tối

ưu hóa được thể hiện trong bảng I, v

lên băng thông

ngoài thì t

à băng thông ởng nửa bước sóng b

ần số cộng h

) trên các băng thông khác nhau

ần số cộng h

ụ thuộc vào

ớc của đường truyền đoạn ch trong hình 6, ch

à 7.6mm; 8.6mm và 9.6 mm

ợc mô phỏng trong hình 6

ữ thập bên ngoài không

ên trong (hình 5 ởng chế độ lẻ đều bị ảnh h

ổng thể L

ợc đề xuất v

êm ch

ên trong và ghép lỏng nghi

ợc tối ưu hóa đ

ợc thể hiện trong bảng I, v

lên băng thông

ngoài thì t

à băng thông

ớc sóng b

ần số cộng h

ào kích thư

ợc dịch chuyển trong một phạm vi ờng truyền đoạn ch

trong hình 6, ch

à 7.6mm; 8.6mm và 9.6 mm

ình 6

ên ngoài không

ổng thể La (hình 4), lúc

ợc đề xuất v

êm chữ thập b ỏng nghi

ầu ra Tần số trung tâm của ba băng thông yêu c

ưu hóa đ

lên băng thông

ngoài thì t

à băng thông f 03

ớc sóng b ưởng

ủa cấu trúc nửa bư

ể nhận thấy rằng, khi L

ần số cộng hưởng thứ nhất gần nh

kích thư

trong hình 6, ch

à 7.6mm; 8.6mm và 9.6 mm

ình 6

ên ngoài không

(hình 4), lúc

ợc đề xuất và thi

ữ thập b ỏng nghi

êu c

ưu hóa đ

ngoài thì tần số cộng h

03 ít b

ớc sóng b

ởng f

ước sóng đồng nhất v

ể nhận thấy rằng, khi L 6 càng l

ởng thứ nhất gần nh

kích thư

trong hình 6, ch

à 7.6mm; 8.6mm và 9.6 mm

ên ngoài không

ên trong (hình 5 ởng chế độ lẻ đều bị ảnh hư

(hình 4), lúc

à thi

ữ thập b ỏng nghiêng không đ

êu cầu l

ưu hóa để tối đa hoa tổn hao

ần số cộng h

ít bị thay đổi Trong

ớc sóng bên trong l

ởng f 02

ớc sóng đồng nhất v

càng l ởng thứ nhất gần nh

kích thước tổng thể của bộ

trong hình 6, ch

à 7.6mm; 8.6mm và 9.6 mm, và không có

ợc thiết kế với các dải thông ph ởng theo cách độc lập Sự thay đổi chiều

ên ngoài không

ên trong (hình 5) M

ởng lẫn nhau bằng (hình 4), lúc

à thiết kế với cấu trúc

ữ thập bên ngoài đư

êng không đ

ầu là

ể tối đa hoa tổn hao

ần số cộng h

ị thay đổi Trong

ên trong l trong ph

càng l ởng thứ nhất gần nh

ớc tổng thể của bộ

trong hình 6, chỉ có

, và không có

i thông ph ởng theo cách độc lập Sự thay đổi chiều

ên ngoài không ảnh h

) M ởng lẫn nhau bằng (hình 4), lúc

ết kế với cấu trúc

ên ngoài đư êng không đ

à f01

ần số cộng h

ên trong l trong ph

càng lớn th ởng thứ nhất gần nh

ỉ có f 03

, và không có

i thông ph ởng theo cách độc lập Sự thay đổi chiều

ảnh h ) Mặc d ởng lẫn nhau bằng (hình 4), lúc đầu khi thay

ên ngoài đư êng không đ = 2 GHz,

ần số cộng hưởng c

ên trong lại tạo ra trong ph

ớn thì t ởng thứ nhất gần nh

ợc dịch chuyển trong một phạm vi ờng truyền đoạn chêm hình

f 03 b , và không có

i thông phụ thuộc ởng theo cách độc lập Sự thay đổi chiều

ảnh hưởng tới

ặc dù ởng lẫn nhau bằng

ầu khi thay

ên ngoài đư êng không đ

= 2 GHz,

ởng c

ại tạo ra trong phạm vi

ì tần số ởng thứ nhất gần nh

êm hình

bị giảm , và không có ảnh

ụ thuộc ởng theo cách độc lập Sự thay đổi chiều

ởng tới

cả hai ởng lẫn nhau bằng

ầu khi thay

ên ngoài được kết êng không độ g

= 2 GHz,

ợc thể hiện trong bảng I, và đáp

ởng cơ

ại tạo ra

ạm vi

ớc sóng đồng nhất và

ần số ởng thứ nhất gần như

êm hình

ị giảm ảnh

ởng tới

ả hai ởng lẫn nhau bằng

ầu khi thay

ợc kết

ộ giữa

= 2 GHz, f02

à đáp

ơ

ại tạo ra

ạm vi

à

ần số

ư

êm hình

ị giảm ảnh

ởng tới

ả hai ởng lẫn nhau bằng

ầu khi thay

ợc kết

ữa 02

à đáp

Trang 6

Nghiên c

Tạp chí Nghi

lớp chi phí thấp chất l

tham s

phân tích m

Các k

thu

1.78, 2.25, 2.66, 2.93, và 3.58 GHz, tương

băng

Nghiên c

ạp chí Nghi

Ký hi

Sau khi t

ớp chi phí thấp chất l

=

tham s

phân tích m

Các k

thuật của bộ lọc đề ra, 5 điểm truyền không của ba băng tần với vị trí của các tần số tại 1.78, 2.25, 2.66, 2.93, và 3.58 GHz, tương

băng

Nghiên c

ạp chí Nghi

Ký hiệu

w

w 1

w 2

d

h

L 1

L 2

Sau khi t

2.2

tham số h

phân tích m

Các kết quả

ật của bộ lọc đề ra, 5 điểm truyền không của ba băng tần với vị trí của các tần số tại 1.78, 2.25, 2.66, 2.93, và 3.58 GHz, tương

băng thông

ạp chí Nghi

ệu

Sau khi t

2 và đ

ố hình h

phân tích m

ết quả

thông

Sau khi tối

và độ d

ình h

phân tích mạng Vector Agilent N5245A Các kết quả đo đ

ết quả mô ph

thông

Hình 8.

ên cứu KH&CN

ối ưu hoá, b

ộ dày

ình học đ

ạng Vector Agilent N5245A Các kết quả đo đ

mô ph

Hình 8.

ứu KH&CN

Giá tr 1.52 1.00 0.70 3.05 0.508 11.9 9.10

ưu hoá, b

ày 0.508 mm Hình 8

ọc đư

mô ph

Hình 8.

ứu KH&CN

Giá tr 1.52 1.00 0.70 3.05 0.508 11.9 9.10

ưu hoá, b

ớp chi phí thấp chất lư

0.508 mm Hình 8 ược thiết kế nh ạng Vector Agilent N5245A Các kết quả đo đ

mô phỏng v

Hình

Hình 8 K

ứu KH&CN

Giá trị 1.52 1.00 0.70 3.05 0.508 11.9 9.10

ưu hoá, bộ lọc đ

ượng tốt, chất nền l 0.508 mm Hình 8

ợc thiết kế nh ạng Vector Agilent N5245A Các kết quả đo đ

ỏng v

Hình

Kết quả so sánh của bộ lọc ba băng tần đ

ộ lọc đ ợng tốt, chất nền l 0.508 mm Hình 8

ỏng và th

Hình 7.

ết quả so sánh của bộ lọc ba băng tần đ

uân s

ộ lọc được thiết kế nhỏ gọn đ ợng tốt, chất nền l

0.508 mm Hình 8

à thử nghiệm thu đ

7 Ảnh của bộ lọc ba băng đ

uân sự, Số

Đơn v

ợc thiết kế nhỏ gọn đ ợng tốt, chất nền l

0.508 mm Hình 8

ợc thiết kế như trong b ạng Vector Agilent N5245A Các kết quả đo đ

ử nghiệm thu đ

Ảnh của bộ lọc ba băng đ

ự, Số

Đơn v mm mm mm mm mm mm mm

0.508 mm Hình 8

ư trong b ạng Vector Agilent N5245A Các kết quả đo đ

ử nghiệm thu đ

ự, Số 56, 08

B

Đơn vị

mm

0.508 mm Hình 8 đưa ra

ư trong b ạng Vector Agilent N5245A Các kết quả đo đ

ử nghiệm thu đ

56, 08

Bảng

ợc thiết kế nhỏ gọn đ ợng tốt, chất nền là Rogers RT/Duroid 5880 v

đưa ra

ư trong bảng 1 Bộ lọc đ ạng Vector Agilent N5245A Các kết quả đo đ

ử nghiệm thu đ

56, 08 - 20

ảng 1.

ợc thiết kế nhỏ gọn đ

à Rogers RT/Duroid 5880 v đưa ra ảnh của bộ lọc ba băng đ ảng 1 Bộ lọc đ

ử nghiệm thu được ho

2018

1 Kích thư

Ký hi

ợc thiết kế nhỏ gọn đ

à Rogers RT/Duroid 5880 v ảnh của bộ lọc ba băng đ ảng 1 Bộ lọc đ

ợc ho

ật của bộ lọc đề ra, 5 điểm truyền không của ba băng tần với vị trí của các tần số tại 1.78, 2.25, 2.66, 2.93, và 3.58 GHz, tương ứng, giúp cải thiện cả hai s

18

Kích thư

Ký hi

L L L L L L

ợc thiết kế nhỏ gọn đư

ợc hoàn toàn phù h

ật của bộ lọc đề ra, 5 điểm truyền không của ba băng tần với vị trí của các tần số tại

ứng, giúp cải thiện cả hai s

Kích thư

Ký hiệu

L 3

L 4

L 5

L 6

L 7

L 8

ược chế tạo với quy tr

àn toàn phù h

Ảnh của bộ lọc ba băng đư

Kích thước vật lý của bộ lọc ba băng tần

ệu

ợc chế tạo với quy tr

à Rogers RT/Duroid 5880 v ảnh của bộ lọc ba băng đ ảng 1 Bộ lọc đư

àn toàn phù h

ược chế tạo

ớc vật lý của bộ lọc ba băng tần

à Rogers RT/Duroid 5880 v ảnh của bộ lọc ba băng đ

ược chế tạo đ ạng Vector Agilent N5245A Các kết quả đo được thể hiện lại trong h

àn toàn phù h

ợc chế tạo

ợc chế tạo đ

ợc thể hiện lại trong h

àn toàn phù h

ợc chế tạo

ết quả so sánh của bộ lọc ba băng tần được thiết kế

Giá tr 6.00 7.00 14.6 6.55 6.90 9.60

ợc chế tạo đ

àn toàn phù hợp với các y

ợc chế tạo

ược thiết kế

Giá tr 6.00 7.00 14.6 6.55 6.90 9.60

à Rogers RT/Duroid 5880 với hằng số điện môi ảnh của bộ lọc ba băng đư

ợc chế tạo đ

ợp với các y

ợc thiết kế

Giá trị

ới hằng số điện môi ược chế tạo với các

ợc chế tạo đã đư

ợp với các y

ợc thiết kế

ợc chế tạo với quy trình m

ới hằng số điện môi

ợc chế tạo với các được đo bằng bộ

ợp với các y

ứng, giúp cải thiện cả hai sư

ợc thiết kế

ình mạch in hai

ợc chế tạo với các

ợc đo bằng bộ

ợp với các yêu c

ườn của mỗi

Đơn v mm mm mm mm mm mm

ạch in hai

êu c

ờn của mỗi

Đơn v

mm

ạch in hai

ợc thể hiện lại trong hình 8

êu cầu kỹ

ờn của mỗi

91

ớc vật lý của bộ lọc ba băng tần.

Đơn vị

ạch in hai

ình 8

ầu kỹ

ờn của mỗi

91

ạch in hai

ình 8

ầu kỹ

ờn của mỗi

Trang 7

cùng hình 9 Các

S21

hiện các kết quả đo đạc

của tổn hao ch

là t

→1 Đi

hiệu chỉnh) đ

thứ nhất v

dải thông thứ ba, trong khi tất cả các dải thông có độ rộng lần l

tương

lọc t

kích thư

Thông s

Tần số trung tâm

Tổn hao ch

Tổn hao phản xạ

Phân đo

Tính l

Kết quả mô phỏng v

cùng hình 9 Các

21 đư

ện các kết quả đo đạc

Bảng 2 tr

ủa tổn hao ch

Và đ

Trong đó, BW

là tần số trung tâm của băng thông Độ lựa chọn trong băng thông đ

→1 Đi

Các k

ệu chỉnh) đ

ứ nhất v

ải thông thứ ba, trong khi tất cả các dải thông có độ rộng lần l

tương

ọc tương t

kích thư

Thông s

ần số trung tâm

ổn hao ch

ổn hao phản xạ

Phân đo

Tính l

ết quả mô phỏng v

cùng hình 9 Các

được mô phỏng của bộ lọc trong khi các đ

Hình 9.

ảng 2 tr

ủa tổn hao ch

Và độ lựa chọn K

Trong đó, BW

ần số trung tâm của băng thông Độ lựa chọn trong băng thông đ

→1 Điều n

Các k

ệu chỉnh) đ

ứ nhất v

tương ứng với băng tần thứ nhất, thứ hai v

ương t

kích thư

Thông số hiệu suất

ổn hao ch

Phân đoạn băng thông

Tính lựa chọn

cùng hình 9 Các

ợc mô phỏng của bộ lọc trong khi các đ

Hình 9.

ảng 2 tr

ủa tổn hao ch

ộ lựa chọn K

Trong đó, BW

ều n

Các kết quả đo đ

ệu chỉnh) đ

ứ nhất và th

ứng với băng tần thứ nhất, thứ hai v

ương tự (

kích thước) và so sánh đư

ố hiệu suất

ổn hao ch

ạn băng thông

ựa chọn

cùng hình 9 Các

Hình 9.

ảng 2 trình bày m

ủa tổn hao ch

ộ lựa chọn K

Trong đó, BW

ều này có ngh

ết quả đo đ

ệu chỉnh) đư

à thứ hai v

ự (h

) và so sánh đư

ố hiệu suất

ổn hao chèn

ạn băng thông

ựa chọn

cùng hình 9 Các

Hình 9 K

ình bày m

ủa tổn hao chèn (S

ộ lựa chọn K

Trong đó, BW

ày có ngh

ết quả đo đ

ược tóm tắt v

ứ hai v

hằng số điện môi, dải thông, tổn hao ch

) và so sánh đư

ố hiệu suất

ạn băng thông

cùng hình 9 Các đư

Kết quả so sánh của bộ lọc ba băng tần đ

ình bày m

èn (S11

ộ lựa chọn K

Trong đó, BW3dB

ày có ngh

ết quả đo đư

ợc tóm tắt v

ứ hai v

ằng số điện môi, dải thông, tổn hao ch

) và so sánh đư

ố hiệu suất

ạn băng thông

đường nét đứt m

ình bày một số kết quả đo c

11) và t

ộ lựa chọn KS đư

3dB và BW

ày có nghĩa l

ược của bộ lọc ba băng đ

ợc tóm tắt v

ứ hai và nh

) và so sánh đư

ạn băng thông

ết quả mô phỏng và đo đ

ờng nét đứt m

ột số kết quả đo c ) và tổn hao phản xạ (S

được cho bởi:

và BW

ĩa là vùng chuy

ợc của bộ lọc ba băng đ

ợc tóm tắt v

à nhỏ h

) và so sánh được đ

Ký hi

à đo đ ờng nét đứt m

ột số kết quả đo c

ổn hao phản xạ (S

ợc cho bởi:

và BW20dB

à vùng chuy

ợc tóm tắt và trích xu

ỏ hơn 1dB t

ợc đ

Ký hi

f IL RL FBW K

à đo đạc cuối c ờng nét đứt m

ợc cho bởi:

20dB là băng thông t

à vùng chuy

à trích xu

ơn 1dB t

ợc đưa ra trong b

Ký hiệu

f 0

IL

RL FBW

K S

ạc cuối c ờng nét đứt màu h

ợc cho bởi:

là băng thông t

à vùng chuy

à trích xu

ơn 1dB t

ưa ra trong b

ệu Đơn v

ạc cuối c

àu h

ợc cho bởi:

là băng thông t

à vùng chuyển tiếp c

à trích xuất trong bảng 2 Tổn hao ch

ơn 1dB tại tần số trung tâm, độ lựa chọn cao

ưa ra trong b

Đơn v GHz

ạc cuối cùng c

àu hồng v

ột số kết quả đo chi ti

=

là băng thông t

ển tiếp c

ất trong bảng 2 Tổn hao ch

ại tần số trung tâm, độ lựa chọn cao

ưa ra trong b

Đơn vị GHz dB dB

%

-

ùng c ồng và màu xanh lá

hi tiết của bộ lọc B

ổn hao phản xạ (S21

=

là băng thông t

ển tiếp c

ứng với băng tần thứ nhất, thứ hai và th

ưa ra trong bảng 3

ị GHz

dB

ùng của sản phẩm đ

à màu xanh lá

ợc mô phỏng của bộ lọc trong khi các đư

ết của bộ lọc B

21), băng thông phân đo

=

là băng thông tại S

ển tiếp càng nh

ợc của bộ lọc ba băng được chế tạo (suy hao của bộ kết nối /cáp đ

à thứ ba Bộ lọc thiết kế ằng số điện môi, dải thông, tổn hao ch

ảng 3

B

Băng th

ủa sản phẩm đ

à màu xanh lá ường liền m

ết của bộ lọc B ), băng thông phân đo

ại S

àng nh

ợc chế tạo (suy hao của bộ kết nối /cáp đ

ứ ba Bộ lọc thiết kế ằng số điện môi, dải thông, tổn hao ch

ảng 3

Bảng 2.

Băng th

à màu xanh lá ờng liền m

ại S21=

àng nhỏ th

ứ ba Bộ lọc thiết kế ằng số điện môi, dải thông, tổn hao chèn, t

ảng 2.

Băng th 2.08 0.78 60 4.8 2.8

à màu xanh lá ờng liền m

=-3dB và S

ỏ thì s

ứ ba Bộ lọc thiết kế

èn, t

ảng 2 K

Băng thứ nhấ 2.08 0.78

60 4.8 2.8

à màu xanh lá cây th ờng liền màu xanh dương và màu nâu th

ết quả so sánh của bộ lọc ba băng tần được thiết kế sau khi tối

3dB và S

ì sự suy hao ngo

èn, tổn hao phản xạ, băng thông 3 dB,

Kết quả đo của bộ lọc ba băng tần

ứ nhất

ủa sản phẩm được chế tạo đ

cây th

àu xanh dương và màu nâu th

ợc thiết kế sau khi tối

ết của bộ lọc Bên c ), băng thông phân đo

3dB và S

ự suy hao ngo

ổn hao phản xạ, băng thông 3 dB,

ết quả đo của bộ lọc ba băng tần

t Băng th

ợc chế tạo đ cây thể hiện các tham số S

ên cạnh các thông số phổ biến ), băng thông phân đo

3dB và S21

ự suy hao ngo

ất trong bảng 2 Tổn hao chèn t

ải thông thứ ba, trong khi tất cả các dải thông có độ rộng lần lượt l

Băng th

ợc chế tạo đ

ể hiện các tham số S

ạnh các thông số phổ biến ), băng thông phân đoạn đ

21=-20dB, tương

ự suy hao ngo

èn tốt h

ợt là 4.8%, 4.0% và 4.5%

ứ ba Bộ lọc thiết kế đư

Băng th 2.72 3.5 22 4.0 3.0

ợc chế tạo đ

ạnh các thông số phổ biến

ạn đư

20dB, tương

ần số trung tâm của băng thông Độ lựa chọn trong băng thông được cải thiện khi

ự suy hao ngoài d

ốt h

à 4.8%, 4.0% và 4.5% được so sánh với các bộ

Băng thứ hai 2.72 3.5

22 4.0 3.0

ợc chế tạo đư

ạnh các thông số phổ biến ược xác định bởi:

20dB, tương

ợc cải thiện khi

ài d

ốt hơn trong d

à 4.8%, 4.0% và 4.5%

ợc so sánh với các bộ

ứ hai

ược chỉ ra trong

ợc xác định bởi:

20dB, tương

ài dải c

ơn trong d

ại tần số trung tâm, độ lựa chọn cao K S

à 4.8%, 4.0% và 4.5%

ứ hai Băng th

ợc chỉ ra trong

ợc thiết kế sau khi tối ưu.

20dB, tương

ải càng t

ơn trong d = 2.32 trong

à 4.8%, 4.0% và 4.5%

Băng th

ợc chỉ ra trong

ưu

20dB, tương ứng v

ợc cải thiện khi àng tốt

ơn trong dải thông

= 2.32 trong

à 4.8%, 4.0% và 4.5%

Băng th 3.31 1 30 4.5 2.32

ợc chỉ ra trong

ể hiện các tham số S11

(10 ứng v

ốt

ợc chế tạo (suy hao của bộ kết nối /cáp đư

i thông

= 2.32 trong

à 4.8%, 4.0% và 4.5%

Băng thứ ba 3.31

1

30 4.5 2.32

ợc chỉ ra trong

11 và

àu xanh dương và màu nâu thể

(9)

10)

ứng và f 0

ợc cải thiện khi K S

ược

i thông

= 2.32 trong

à 4.8%, 4.0% và 4.5%

ết quả đo của bộ lọc ba băng tần.

ứ ba

ợc chỉ ra trong

và

ể

( )

)

f 0

S

ợc

i thông

= 2.32 trong

à 4.8%, 4.0% và 4.5%

( )

Trang 8

Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 56, 08 - 2018 93

Bảng 3 Bảng so sánh một số công trình đã công bố

Công

trình

Băng thông (GHz)

Tổn hao chèn (dB)

Tổn hao phản xạ (dB)

FBW (%)

4 KẾT LUẬN

Bài báo này giới thiệu và đưa ra một phương pháp mới trong việc thiết kế một bộ lọc

ba băng tần đường truyền vi dải hiệu suất cao bằng cách sử dụng cấu trúc cộng hưởng đoạn chêm hình chữ thập, có tính chọn lọc cao và có thể điều khiển độc lập tần số cho từng dải thông của bộ lọc tương ứng đạt được Các kết quả mô phỏng được xác minh bằng thực nghiệm trên phần mềm Ansoft HFSS 15.0 và đo đạc trên bộ phân tích mạng Vector Agilent N5245A Bộ lọc ba băng tần được chế tạo cho các ứng dụng WLAN/RFID/Bluetooth và công nghệ truyền thông hiện đại 4G/5G Kỹ thuật được đề xuất này hứa hẹn sẽ thiết kế các bộ lọc đa băng tần với nhiều băng thông nhỏ gọn về kích thước và có chi phí thấp, tính độc lập và tuỳ chọn băng thông dễ hơn

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] G Hueber; and R B Staszewski, “Multi-Mode/Multi-Band RF Transceivers for

Wireless Communications: Advanced Techniques, Architectures, and Trends”, New

Jersey: Wiley, 2011, pp 1-81

[2] Chao Zhu, Ruizhe Huang, Shuxi Gong, “Design of a compact tripleband antenna for

Bluetooth/WLAN/WiMAX applications”,Antennas Propagation & EM Theory

(ISAPE) 2012 10th International Symposium on, pp 183-185, 2012

[3] C Yunsung, et al, "A Dual Power-Mode Multi-Band PowerAmplifier With Envelope

Tracking for Handset Applications," IEEE Trans on Microwave Theory and

Techniques, vol 61, no 4, pp.1608-1619, April 2013

[4] Bo Liu and Yimin Zhao, “Compact Tri-Band Passband Filter for WLAN and

WiMAX Using Tri-Section Stepped-Impedance Resonators”, Progress In

Electromagenetics Research Letters, vol.45, pp 39-44, 2014

[5] J S Hong and M J Lancaster, “Microwave filter for RF/microwave applications.”

New York Wiley, pp 78-80, pp 18-21, 2001

[6] GL Zhu and K Wu, “A Joint Field Circuit Model of Line-to-Ring CouplingStructures

and Its Application to the Design of Microstrip Dual-Mode Filters and Ring Resonator Circuits,” IEEE Trans Microw Theory Tech., vol 47, no 10, Oct 1999,

pp 1938-1948

[7] R.J Mao and X.H Tang, “Novel Dual-Mode Passband Filters Using Hexagonal

Loop Resonators,” IEEE Trans Microw Theory Tech., vol.54, no 9, Sept 2006,pp

3526-3533

[8] H Miyake, S Kitazawa, T Ishizaki, I Yamada, and Y Nagatomi, "A miniaturized

monolithic dual band filter using ceramic lamination technique for dual mode portable telephones," 1997 IEEE MTTS Int Microwave Symp Dig., pp.789 792, 1997

[9] L.C Tsai and C.W Hsue, Dual band passband filters using equallength coupled serial shunted lines and Z transform technique, "IEEE Trans Microw Theory Tech., vol.52, no.4, pp.1111- 1117, April 2004

[10] Chen, W.-Y., M.-H Weng, S.-J Chang, H Kuan, and Y.-H Su, “A new tri-band

bandpass filter for GSM, WiMAX and ultra-wideband responses by using asymmetric

Trang 9

stepped impedance resonators,” Progress In Electromagnetics Research, Vol 124,

365–381, 2012

[11] Chen, F C and Q X Chu, “Design of compact tri-band bandpass filters using

assembled resonators,” IEEE Trans Microw Theory Tech., Vol 57, 165–171, 2009

[12] Xuehui GUAN, Zhewang MA, Peng CAl, Yoshio KOBAYASHI, Tetsuo ANADA,

and Gen HAGIWARA, "Synthesizing Microstrip Dual Band Passband Filters Using

Frequency Transformation and Circuit Conversion Technique", IEICE Trans

Electron., vol E89 C, no 4 April 2006, pp 459 502

[13] X Y Zhang, J.-X Chen, Q Xue, and S.-M Li, “Dual-Band Bandpass Filters Using

Stub-Loaded Resonators”, Microwave and Wireless Components Letters, IEEE, Vol

17, no 8, pp 583 - 585, 2007

[14] Pozar, D M "Microwave engineering”, New York: J Wiley & Sons, 4th ed., 2011

ABSTRACT

DESIGNING A NEW CONTROLABLE TRI-BAND FILTER

FOR WIRELESS COMMUNICATION APPLICATION

In the article, a new design method for multi- band filters that can be controlled based on improved micro-bandpass is introduced The cross-shaped stub loaded resonator structure is combined into a uniform half wavelength resonator to achieve

a highly selective triple-band filters The position of each passband can be independently corrected by properly changing the length of a microstrip lines, respectively A triple-band microwave filter has been manufacture and tested The experiment results showed asymptomatic with simulation results The designed filter has the advantages of simple process in selecting the individual passband, improved selectivity

Keywords: Filter; Transmission lines; Stub-loaded; Passband

Nhận bài ngày 08 tháng 6 năm 2018 Hoàn thiện ngày 08 tháng 7 năm 2018 Chấp nhận đăng ngày 10 tháng 8 năm 2018

Địa chỉ: 1 Trường Cao đẳng Phát thanh truyền hình I - Phủ Lý, Hà Nam;

2 Viện Khoa học và Công nghệ quân sự

* E-mail: uyenvov@gmail.com

Định dạng
Số trang	9
Dung lượng	1,86 MB