Nghiên cứu phát triển bộ lọc hốc cộng hưởng đồng trục siêu cao tần

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRẦN THỊ THU HƯỜNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN BỘ LỌC HỐC CỘNG HƯỞNG ĐỒNG TRỤC SIÊU CAO TẦN LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG Hà Nội - 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRẦN THỊ THU HƯỜNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN BỘ LỌC HỐC CỘNG HƯỞNG ĐỒNG TRỤC SIÊU CAO TẦN Ngành: Kỹ thuật Viễn thông Mã số: 9520208 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS VŨ VĂN YÊM LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, kết khoa học trình bày luận án kết nghiên cứu thân suốt thời gian làm nghiên cứu sinh chưa xuất công bố tác giả khác Các kết nghiên cứu luận án xác trung thực Hà Nội, ngày Giảng viên hướng dẫn tháng năm 2022 Tác giả luận án i LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, tác giả xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc kính trọng đến thầy GS.TS Vũ Văn Yêm hướng dẫn định hướng khoa học cho tơi suốt khóa học Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy PGS.TS Nguyễn Xuân Quyền thành viên RF Lab hỗ trợ thực số công việc thiết kế luận án Tác giả xin trân trọng cảm ơn Ban Lãnh đạo, quý thầy cô cán Bộ môn Hệ thống Viễn thơng, Viện Điện tử - Viễn thơng Phịng Đào tạo tạo điều kiện thuận lợi nơi học tập, nghiên cứu, thủ tục hành góp ý chun mơn cho tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Tác giả trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học, Ban Lãnh đạo đồng nghiệp Khoa Điện tử - Trường Đại học Kinh tế Kỹ thuật Công nghiệp tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả tập trung nghiên cứu thời gian qua Xin chân thành cảm ơn quan tâm, giúp đỡ, động viên đồng nghiệp, nhóm Nghiên cứu sinh – Viện Điện tử Viễn thơng – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội dành cho tơi Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thành viên gia đình Những người động viên tinh thần giúp đỡ suốt thời gian vừa qua Đây động lực lớn giúp vượt qua khó khăn hồn thành kết luận án Tác giả luận án ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ xi MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ BỘ LỌC HỐC CỘNG HƯỞNG ĐỒNG TRỤC SIÊU CAO TẦN 10 1.1 Tổng quan đặc tính lọc hốc cộng hưởng đồng trục siêu cao tần 10 1.1.1 Bộ tham số đặc tuyến lọc 10 1.1.2 Khảo sát tham số khí điều kiện mơi trường 13 1.2 Phương pháp xây dựng lọc thông dải từ lọc thông thấp mẫu 13 1.2.1 Định nghĩa chung 13 1.2.2 Xây dựng lọc thông dải từ lọc thông thấp mẫu 15 1.2.3 Nguyên tắc tổng hợp lọc 19 1.3 Quy trình thiết kế, mơ tinh chỉnh lọc hốc cộng hưởng đồng trục siêu cao tần 20 1.4 Phương pháp tinh chỉnh, tối ưu lọc hốc cộng hưởng 26 1.4.1 Phương pháp tinh chỉnh lý thuyết độ trễ nhóm 26 1.4.2 Phương pháp tinh chỉnh dựa vào tham số cực trị điện nạp 28 1.5 Kết luận chương 29 CHƯƠNG MƠ HÌNH HÓA VÀ CẤU TRÚC BỘ LỌC HỐC CỘNG HƯỞNG ĐỒNG TRỤC SIÊU CAO TẦN 30 2.1 Mơ hình hóa hốc cộng hưởng 30 2.1.1 Hốc cộng hưởng đơn 30 2.1.2 Ghép hai hốc cộng hưởng 32 2.1.3 Ghép chéo hai hốc cộng hưởng không liền kề 39 2.1.4 Tiếp điện cho lọc hốc cộng hưởng (ghép vào/ra lọc) 41 2.1.5 Mơ hình tương đương lọc hốc cộng hưởng 42 iii 2.2 Mơ hình hóa thiết kế lọc hốc cộng hưởng khơng khí ứng dụng máy thu phát LTE-A sử dụng hai đường ghép chéo kiểu C 43 2.2.1 Tổng hợp lọc hốc cộng hưởng LTE 43 2.2.2 Thiết kế, mô đánh giá 45 2.3 Thiết kế Duplexer có hốc cộng hưởng lục giác ứng dụng trạm thu phát gốc LTE-A 50 2.3.1 Phân tích, lựa chọn topo lọc 52 2.3.2 Phân tích thuộc tính tính tốn kích thước hốc cộng hưởng đơn 53 2.3.3 Mô lọc LTE-A duplexer 54 2.3.4 Thiết kế lọc thông thấp đồng trục Band3 58 2.4 Chế tạo thử nghiệm Duplexer, đo đạc đánh giá 63 2.4.1 Chế tạo thử nghiệm, kết đo đạc 63 2.4.2 Đánh giá kết thảo luận 67 2.5 Kết luận chương 69 CHƯƠNG MỘT SỐ GIẢI PHÁP CẢI TIẾN CẤU TRÚC GHÉP GIỮA HAI HỐC CỘNG HƯỞNG ĐỒNG TRỤC SIÊU CAO TẦN 70 3.1 Nghiên cứu đề xuất cải tiến cấu trúc ghép hai hốc kề 70 3.1.1 Phân tích đánh giá ảnh hưởng cấu trúc ghép điện từ 70 3.1.2 Đề xuất cải tiến cấu trúc ghép hai hốc cộng hưởng liền kề 72 3.1.3 Áp dụng thiết kế lọc hốc cộng hưởng 74 3.1.4 Đánh giá đề xuất 79 3.2 Nghiên cứu đề xuất cải tiến cấu trúc đường ghép kiểu C 79 3.2.1 Đề xuất cấu trúc ghép cải tiến 80 3.2.2 Áp dụng thiết kế lọc hốc cộng hưởng 83 3.2.3 Nhận xét, đánh giá 89 3.3 Kết luận chương 90 CHƯƠNG CẢI TIẾN CẤU TRÚC HỐC CỘNG HƯỞNG ĐỒNG TRỤC SIÊU CAO TẦN CÔNG SUẤT LỚN 92 4.1 Phân tích đặc tính chịu đựng cơng suất lọc hốc cộng hưởng siêu cao tần 92 4.1.1 Đặc điểm khả chịu đựng công suất đường truyền đồng trục 92 iv 4.1.2 Đánh giá yêu cầu độ chịu đựng cơng suất máy thu phát sóng vơ tuyến 93 4.1.3 Phân tích, tính tốn thơng số khả chịu đựng công suất lọc (PH) 95 4.1.4 Tổng quan phương pháp thiết kế tăng độ chịu đựng công suất lọc 96 4.2 Đề xuất cấu trúc cải tiến đặc tính PH lọc 97 4.2.1 Cấu trúc đề xuất 97 4.2.2 Quy trình thiết kế lọc đạt PH mong muốn 99 4.2.3 Áp dụng cấu trúc đề xuất thiết kế lọc hốc eNodeB 100 4.2.4 Áp dụng cấu trúc đề xuất vào thiết kế lọc hốc gNodeB 105 4.3 Kết luận chương 111 KẾT LUẬN 113 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 116 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 124 PHỤ LỤC I: CÁC PHẦN TỬ TRONG BỘ DUPLEXER CHẾ TẠO THỬ125 PHỤ LỤC II: CÁC SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TRONG MÔ PHỎNG BỘ LỌC 129 v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt BNC British Naval Connector Đầu nối BNC BW Bandwidth Băng thông CBW Coupling Bandwidth Băng thông ghép EM Electromagnetic Điện từ FBW Fractional Bandwidth Băng thông tương đối IL Insertion Loss Tổn hao chèn LTE-A Long Term Evolution Advanced Mạng di động hệ 4.5 MEMS Microelectromechanical systems Hệ thống vi điện tử MIMO Multi Input Multi Output Nhiều đầu vào nhiều đầu PH Power Handling Khả chịu đựng công suất RL Return Loss Suy hao phản xạ SMA SubMiniature version A Rắc nối loại nhỏ TNC Threaded Neill–Concelman Rắc nối có khía ren TZ Transimission Zero Điểm không hàm truyền VNA Vector Network Analyzer Máy phân tích mạng vector vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU a Chiều cao đường kim loại nối hai hốc cộng hưởng b Chiều dài đường kim loại nối hai hốc cộng hưởng d Đường kính trụ cộng hưởng đồng trục ds Đường kính ốc tinh chỉnh D Đường kính hốc cộng hưởng (cavity) Dc Đường kính đường trịn ngoại tiếp qua đỉnh đa giác đáy hốc cộng hưởng (cavity) 𝐸�⃗ Cường độ điện trường f0 Tần số trung tâm gi Điện kháng phần tử cộng hưởng thứ i lọc thông thấp mẫu Cường độ từ trường �H �⃗ h Chiều cao trụ cộng hưởng đồng trục H Chiều cao hốc cộng hưởng kE Hệ số ghép kiểu điện dung kM Hệ số ghép kiểu điện cảm [ K −] Ma trận biến đổi trở kháng [ J −] Ma trận biến đổi dẫn nạp LA Hệ số tổn hao truyền sóng L AS Hệ số tổn hao dải chắn L AR Độ gợn dải thông vii [ M −] Ma trận hệ số ghép hốc n Bậc lọc N Số sóng mang Pbr Cơng suất chịu đựng hốc cộng hưởng Qu Hệ số phẩm chất khơng tải Qe Hệ số phẩm chất ngồi RL Hệ số suy hao phản xạ Sij Các hệ số ma trận tán xạ Td Độ trễ nhóm VSWR Tỷ số sóng đứng điện áp w Độ rộng cửa sổ ghép hai hốc liền kề WEM Năng lượng điện trường Wr e s Năng lượng điện trường chứa hốc cộng hưởng Zin Trở kháng vào hốc cộng hưởng Z0 Trở kháng đặc trưng β Hằng số truyền sóng θ Góc nghiêng khối nón cụt Ф Góc pha εr Hằng số điện mơi tương đối λ Bước sóng ω0 Tần số góc trung tâm viii [12] Dean Frickey, Ed (1994), “Using the Inverse Chirp-Z Transform for TimeDomain Analysis of Simulated Radar Signals”, Idaho National Engineering Laboratory, EG&D Idaho, Inc [13] F H Vratislav Sokol (2011), “Tuning and Optimization of Bandpass Filters”, CST-Computer Simulation Technology AG, Darmstadt, Germany [14] Senad Bulja, Efstratios Doumanis, and Dmitry Kozlov, Eds (2018), “Concentric distributed resonators and filters”, 2018 IEEE Radio and Wireless Symposium (RWS), Anaheim, CA, USA [15] Senad Bulja and Martin Gimersky (2017), “Low-Profile Distributed Cavity Resonators and Filters”, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol 65, no 10, pp 3769–3779 [16] Xiu Yin Zhang and Jin-Xu Xu (2020), “Multifunctional Filtering Circuits: 3D Multifunctional Filtering Circuits Based on High-Q Dielectric Resonators and Coaxial Resonators”, IEEE Microwave Magazine, vol 21, no 3, pp 50–68 [17] Dhruba Das, Bijit Biswas, G Arun Kumar, and Sibabrata Mondal (2020), "A Compact Very Narrow Band Coaxial Cavity Resonator Filter at X-band with SMA Connector Feed", 2020 IEEE Calcutta Conference (CALCON), Kolkata, India [18] Zhengjun Du, Jin Pan, Xinyang Ji, Deqiang Yang, Xianfeng Liu (2020), “Ceramic Dielectric-Filled Cavity Filter”, 2020 IEEE 5th Information Technology and Mechatronics Engineering Conference (ITOEC), Chongqing, China [19] Zhi-Chong Zhang, Jian-Ping Yang, Qing-Yun Li, and Jing-Xiang Lv (2019), “Design of Miniaturized Bandpass Filter Using Modified Coaxial Cavity Resonator” 2019 International Conference on Microwave and Millimeter Wave Technology (ICMMT), Guangzhou, China [20] Yulei Ji, Zhuo Li, Jianfeng Shi, Man Tao, Changqing Gu, and Liangliang Liu (2019), “A Miniaturized Dual-Mode Cavity Filter Based on Effective Localized Surface Plasmons”, 2019 IEEE International Conference on Computational Electromagnetics (ICCEM), Shanghai, China [21] Qing-Yuan Lu, Wei Qin, and Jian-Xin Chen (2017), “A Novel Balanced Bandpass Filter Based on Twin-Coaxial Resonator”, IEEE Microwave and Wireless Components Letters, vol 27, no 2, pp 114–116 [22] Giuseppe Macchiarella, Stefano Tamiazzo, and Valentina Verri (2017), “A design methodology for fully canonic NRN filters in coaxial technology”, 2017 IEEE MTT-S International Microwave Symposium (IMS), Honololu, HI, USA 117 [23] Sai Li, Xuedao Wang, Yi Li, and Jianpeng Wang (2019), “Design of Compact Coaxial Cavity Bandpass Filter with High Selectivity”, 2019 IEEE MTT-S International Microwave Biomedical Conference (IMBioC), Nanjing, China [24] Kshitij Sadasivan and Dimitra Psychogiou (2019), “Widely-Reconfigurable 2.5:1 Coaxial-Cavity Resonators Using Actuated Liquid-Metal Posts”, 2019 49th European Microwave Conference (EuMC), Paris, France [25] David R Hendry and Amin M Abbosh (2018), “Compact High-Isolation BaseStation Duplexer Using Triple-Mode Ceramic Cavities”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol 65, no 10, pp 8092–8100 [26] Javier Ossorio, Vicente E Boria, and Marco Guglielmi (2018), “Dielectric Tuning Screws for Microwave Filters Applications”, 2018 IEEE/MTT-S International Microwave Symposium - IMS, Philadelphia, PA, USA [27] Mahadev Sarkar, R Sivakumar, and R Manjunath (2015), “Highly selective cavity based band pass filter using asymmetric double quadruplets”, 2015 International Conference on Microwave, Optical and Communication Engineering (ICMOCE), Bhubaneswar, India [28] D Siva Reddy, B Gowrish, Vamsi K Velidi, A V G Subramanyam, V V Srinivasan, and Yateendra Mehta (2015), “Virtual negative coupling in folded waveguide cavity filter for space applications“, 2015 IEEE MTT-S International Microwave and RF Conference (IMaRC), Hyderabad, India [29] Beyoungyoun Koh, Boyoung Lee, Seunggoo Nam, Tae-Hak Lee, and Juseop Lee (2016), “Integration of Interresonator Coupling Structures With Applications to Filter Systems With Signal Route Selectivity”, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol 64, no 6, pp 2790–2803 [30] Yuxing He, Giuseppe Macchiarella, Zhewang Ma, Liguo Sun, and Nobuyuki Yoshikawa (2019), “Advanced Direct Synthesis Approach for High Selectivity InLine Topology Filters Comprising N - Adjacent Frequency-Variant Couplings”, IEEE Access, vol 7, pp 41659–41668 [31] Etienne Laplanche, Nicolas Delhote, Aurélien Périgaud, Olivier Tantot, Serge Verdeyme,Stéphane Bila, DamienPacaud, and Ludovic Carpentier (2020), “Tunable Filtering Devices in Satellite Payloads: A Review of Recent Advanced Fabrication Technologies and Designs of Tunable Cavity Filters and Multiplexers Using Mechanical Actuation”, IEEE Microwave Magazine, Vol 21, no 3, pp 69–83 118 [32] Winter Dong Yan and Raafat R Mansour (2007), “Tunable Dielectric Resonator Bandpass Filter With Embedded MEMS Tuning Elements”, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol 55, no 1, 154 - 160 [33] F Huang and R R Mansour (2009), “Tunable compact dielectric resonator filters“, 2009 European Microwave Conference (EuMC), Rome, Italy [34] S Fouladi, F Huang, W D Yan, and R R Mansour (2012), “High-Q Narrowband Tunable Combline Bandpass Filters Using MEMS Capacitor Banks and Piezomotors”, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol 61, no 1, pp 393–402 [35] L Pelliccia, F Cacciamani, P Farinelli, and R Sorrentino (2015), “High-Q tunable waveguide filters using ohmic RF MEMS switches”, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol 63, no 10, pp 3381–3390 [36] Uwe Rosenberg, Ralf Beyer, Peter Krauß, Thomas Sieverding, Petronilo Martin Iglesias, and Christoph Erns (2017), "Advanced re-configurable DEMUX design providing flexible channel bandwidth re-allocations", 2016 46th European Microwave Conference (EuMC), London, UK [37] Gowrish Basavarajappa and Raafat R Mansour (2018), “Design methodology of a Design Methodology of a Tunable Waveguide Filter With a Constant Absolute Bandwidth Using a Single Tuning Element”, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol 66, no 12, pp 5632–5639 [38] Christian Arnod, Jean Parlebas, and Thomas Zwick (2015), "Center frequency and bandwidth tunable waveguide bandpass filter with transmission zeros", 2015 10th European Microwave Integrated Circuits Conference (EuMIC), Paris, France [39] Christian Arnold, Jean Parlebas, Richard Meiser, and Thomas Zwick (2017), “Fully Reconfigurable Manifold Multiplexer”, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol 65, no 10, pp 3885–3891 [40] A Périgaud et al (2017), “Continuously Tuned Ku-Band Cavity Filter Based on Dielectric Perturbers Made by Ceramic Additive Manufacturing for Space Applications”, Proceedings of the IEEE, Vol 105, no 4, pp 677–687 [41] Seunggoo Nam, Boyoung Lee, Changsoo Kwak, and Juseop Lee (2018), “A New Class of K-Band High-Q Frequency-Tunable Circular Cavity Filter”, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol 66, no 3, pp 1228– 1237 [42] D P Kshitij Sadasivan (2019), "Tunable 3D-Printed Coaxial-Cavity Filters with Mixed Electromagnetic Coupling", 2019 IEEE International Symposium on 119 Antennas and Propagation and USNC-URSI Radio Science Meeting, Atlanta, GA, USA [43] Jia-Sheng Hong (2011), “Microstrip Filters for RF/Microwave Application: Wiley Series In Microwave And Optical Engineering“, John Wiley & Sons, Inc.,Hoboken, New Jersey [44] Mahmoud El Sabbagh, Kawthar A Zaki, Hui-Wen Yao and Ming Yu (2001), “Full-Wave Analysis of Coupling Between Combline Resonators and Its Application to Combline Filters With Canonical Configurations”, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol 49, pp 2383 – 2393 [45] Hao-Hui Chen, Rong-Chan Hsieh, Yu-Ting Shih, Young-Huang Chou & MingHuei Chen (2010), "Coaxial Combline Filters Using the Stepped-Impedance Resonators", 2010 Asia-Pacific Microwave Conference, Yokohama, Japan [46] Z Zakaria1, M S Jawad, N Omar, A R Othman, V R Gannapathy (2013), “A Low-Loss Coaxial Cavity Microwave Bandpass Filter with Post-Manufacturing Tuning Capabilities”, International Journal of Engineering and Technology, Vol 5, pp 4412-4422 [47] Andrei Muller, Pablo Soto, Vicente E.Boria (2017), “Design Procedure for Coaxial Combline Filters based on Segmentation and Space Mapping Stragies”, 2017 IEEE MTT-S International Conference on Numerical Electromagnetic and Multiphysics Modeling and Optimization for RF, Microwave, and Terahertz Applications (NEMO), Seville [48] Muhammad Sufian Anwar and Hamid Râz Dhanyal (2018), “Design of S-Band Combline Coaxial Cavity Bandpass Filter”, 2018 15th International Bhurban Conference on Applied Sciences and Technology (IBCAST), Islamabad, Pakistan [49] Muhamad Latif, Giuseppe Macchiarella and Farooq Mukhtar (2020), “A Novel Coupling Structure for Inline Realization of Cross-Coupled Rectangular Waveguide Filters”, IEEE Access, Vol.8, pp 107527–107538 [50] Alexander Zakharov, Sergii Rozenko, and Michael Ilchenko (2018), “Two Types of Trisection Bandpass Filters With Mixed Cross-Coupling”, IEEE Microwave and Wireless Components Letters, Vol 28, no [51] Chi Wang and Kawthar A Zaki (2001), "Analysis of Power Handling Capacity of Band Pass Filters", 2001 IEEE MTT-S International Microwave Sympsoium Digest, Phoenix, AZ, USA [52] M Yu (2007), “Power-Handling Capacity for RF Filter”, IEEE Microwave Magazine, Vol 8, no 5, pp 88–97 120 [53] J Monge, J A Ruiz-Cruz, S Anza, C Vicente, K A Zaki, J R Montejo-Garai, J M Rebollar, J Gil, B Gimeno and V E Boria (2009), "High Power Analysis and Design of Dual-Mode Channel Filters", 2009 IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, Boston, MA, USA [54] Piere Blondy and Dimitrios Peroulis (2013), “Handling RF Power: The Latest Advances in RF-MEMS Tunable Filters”, IEEE Microwave Magazine, Vol 14, no 1, pp 24–38 [55] S Saeedi, J Lee and H Sigmarsson (2016), “Prediction of power handling in tunable, high-Q, substrate-integrated, evanescentmode cavity bandpass filters”, Electronics Letters, Vol 52, no 10 [56] Trịnh Xuân Thọ*, Vũ Tuấn Anh, Dương Tuấn Việt (2020), “Nghiên Cứu Thiết Kế Bộ Lọc Thông Dải Sử Dụng Thanh Cộng Hưởng Chữ Nhật Cho Hệ Thống Thu/Phát Ra Đa Băng X”, Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 68 [57] Phan Thanh Giang (2009), “Tự động hóa quy trình thiết kế lọc cho dải tần 4-20GHz”, Luận văn thạc sĩ ngành Vật lý vô tuyến & Điện tử - Kỹ thuật, Trường ĐH Khoa học Tự nhiên - ĐH QH TPHCM [58] Vũ Văn Yêm, Nguyễn Xuân Quyền, Le Huy Hoang (2016), “Design and Implementation of An UHF Tunable Bandpass Filter Using Varactor-based Series Resonators”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ trường kỹ thuật, số 113, trang 105–111 [59] Võ Văn Phúc, Dương Tuấn Việt, Nguyễn Văn Hạnh, Trần Thị Trâm, Đinh Văn Trường, Lê Thị Trang, Cao Văn Vũ (2018), “Ứng dụng công nghệ ống sóng tích hợp vật liệu siw để thiết kế, chế tạo lọc thông dải cho đài đa băng S”, Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 55, 06 - 2018, trang 113–120 [60] Đỗ Văn Phương (2018), “Nghiên cứu nâng cao chất lượng lọc thông dải siêu cao tần sử dụng công nghệ mạch vi dải ứng dụng cho hệ thống vô tuyến”, Luận án tiến sĩ Ngành Kỹ thuật Điện tử, Học viện Kỹ thuật Quân sự, Hà Nội [61] Robert E Collin (2001), “Foundations for Microwave Engineering”, 2nd ed.: Wiley-IEEE Press [62] David M.Pozar (2012), “Microwave Engineering”, Fourth Edition, JohnWiley & Sons, Inc 121 [63] A Borji, D Busuioc, S Safavi-Naeini, and S.K Chaudhuri (2002), "ANN and EM based models for fast and accurate modeling of excitation loops in combline-type filters", 2002 IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, Seattle, WA, USA [64] L Matthew, L Young, and E.M.T Jones (1964), “Microwave Filters, ImpedanceMatching Networks and Coupling Structures”, New York: McGraw-Hill [65] I.C Hunter, L.Billonet, B.Jarry and P.Guillon (2002), “Microwave filters applications and technology”, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol 50, no 3, pp 794–805 [66] Jerry C Whitaker (2005), “The Electronics Handbook”, Taylor & Francis Group [67] M Hagensen (2010), “Narrowband Microwave Bandpass Filter Design by Coupling Matrix Synthesis”, Guided Wave Technology ApS, Hilleroed, Denmark [68] Peter Martin, John Ness (1999), “Coupling Bandwidth and Reflected Group Delay Characterization of Microwave Bandpass Filters”, Applied Microwave & Wireless, pp 86–98 [69] Ana Morán-López, Jorge A Ruiz-Cruz (2015), “Optimization Method For The Design Of Microwave Filters Based On Sequential Stages,” Congresso de Métodos Numéricos em Engenharia [70] Chetioui Mohammed Bouras Bouhafs, Bouhmidi Rachid, Benahmed Nasreddine (2018), “Design and Optimization of Microwave Coaxial Bandpass Filter based on Cauchy Method and Aggressive Space Mapping Technique,” International Journal Of Microwave And Optical Technology, vol 13, no 1, pp.40-50 [71] Profesional Line, Cavity band pass filter Brochure, truy cập lần cuối 04/2021, http://www.pro-line.co.kr/default/Cavity_Filters/LTE_Filter.php?sub=61 [72] Yasir Amer Al-Jawhar, Khairun Nidzam Ramli1, Aida Mustapha, Salama A Mostafa, Nor Shahida Mohd Shah, And Montadar Abas Taher (2019), “Reducing PAPR With Low Complexity for 4G and 5G Waveform Designs”, IEEE Access, vol 7, pp 97673–97688 [73] Huawei Technologies Co.Ltd, Ed (2021), "5G Network Planing and Rollout Engineer Training", tài liệu đào tạo cho kỹ sư Hà Nội, Việt Nam [74] Noorwijk (2003), “Multipaction design and test”, European Space Agency, The Netherlands, ECSS-E-20-01A 122 [75] Rucha A Paradkar, Ian C Hunter, Nutapong Somjit, Evaristo Musonda, Richard Parry, Mustafa S Bakr (2019),“Investigation of Stored Energy Distribution in Filters Using K-Means Clustering Algorithm”, 2019 49th European Microwave Conference (EuMC), 01-03 Oct 2019, Paris, France IEEE , pp.396-399 ISBN 978-2-87487-055-2 [76] Yuliang Chen and Ke-Li Wu (2020), “An All-metal Capacitive Coupling Structure for Coaxial Cavity Filters“, 2020 IEEE/MTT-S International Microwave Symposium (IMS), 10.1109/IMS30576.2020.9223932 2020, pp 583-586, doi: [77] Morten Hagensen (2012), “Power handling analysis of microwave filters using circuit models and single resonator HFSS simulations“, Guided Wave Technology ApS, Hilleroed, Denmark, Anders Edquist, ANSYS Inc., Canonsburg, PA [78] Ace Technologies (2020), “Diplexer Dual Band Diplexer 1821“, truy cập tháng 5/2020 [Online] http://acetech.co.kr/vtn/business/product.asp? catecode=4499223871 [79] DEACHO (2021), “LTE WCDMA FDD duplexer band rf microwave cavity duplexer TX 1710-1785 RX 1805-1880“, https://www.alibaba.com/product-detail, truy cập tháng 10/2021 123 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN [HC1] Tran Thi Thu Huong, Nguyen Xuan Quyen, Duy Do Huy, Vu Van Yem and Do Trong Tan (2017), “10th Order Vacuum Resonator Filter Simulation with Two Transmission Zeros”, The 2017 Vietnam - Japan Microwave, Ha Noi, Viet Nam, pp.52-55 [TC1] Tran Thi Thu Huong, Nguyen Xuan Quyen, Vu Van Yem (2017), “Modeling and design of a vacuum resonator filter for LTE-A transceiver with two cross couplings”, The University Of Danang, Journal Of Science And Technology, No 11(120).2017, Vol.4, pp.27.31 [TC2] Tran Thi Thu Huong, Nguyen Xuan Quyen and Vu Van Yem (2018), “Model And Design Of A Duplexer For Lte-A Transceiver With Hexagon Cylinder Cavities”, JP Journal of Heat and Mass Transfer, Special Volume, Issue III, Advances in Mechanical System and ICT-convergence, pp.381 – 386 http://dx.doi.org/10.17654/HMSI318381 [HC2] Trần Thị Thu Hường, Tô Thị Thảo Nguyễn Trọng Đức (2018), “Phương pháp tăng độ rộng băng tần ghép hai hốc cộng hưởng”, Kỷ yếu hội nghị quốc gia lần thứ XXI điện tử, truyền thông công nghệ thông tin (REV-ECIT 2018), trang 178-183 [HC3] Tran Thi Thu Huong, Anh Do Tuan, To Thi Thao, Van Yem Vu (2019), “A Novel Resonator Structure to Improve Power Handling Capacity in Iris Coupled Cavity Filter”, 2019 International Conference on Advanced Technologies for Communications (ATC), pp 98-102 [TC3] Tran Thi Thu Huong and Vu Van Yem (2022), “A Novel Capacitive Cross Coupling for enhancement of Microwave Cavity Filter”, JST: Smart Systems and Devices, Volume 32, Issue 1, January 2022, 076-084 [TC4] Tran Thi Thu Huong and Vu Van Yem (2021), “A New Method For Improving The Mainline Coupling In Cavity Band-Pass Filter”, gửi đăng tạp chí Journal of Electrical and Electronics Engineering (JEEE), tháng 8/2021 124 PHỤ LỤC I: CÁC PHẦN TỬ TRONG BỘ DUPLEXER CHẾ TẠO THỬ Danh mục vật tư/ vẽ 2T2R Band 75Mhz STT Tên phần tử BASE_DUP_2T2R.dwg Số lượng Yêu cầu 1) Vật liệul: A6061 A6063 2) Mạ NiP lớp 1, chiều dày lớp mạ um 3) Mạ đồng lớp 2, chiều dày lớp đồng nên 3um 4) Mạ bạc lớp 3, chiều dày lớp mạ nên um Cover_Dup.DWG 1) Vật liệu: A5052 2) Mạ NiP lớp 1, chiều dày lớp mạ um 3) Mạ đồng lớp 2, chiều dày lớp đồng nên 3um 4) Mạ bạc lớp 3, chiều dày lớp mạ nên um TX_Resonator.DWG 28 Vật liệu: SUM24L 2.Sau đúc 1) Mạ đồng, chiều dày lớp mạ không điện 2-3um 2) Mạ bạc, độ dày lớp mạ điện 3-5 um TX_Resonator_Probe.DWG 4 Vật liệu: SUM24L 2.Sau đúc 1) Mạ đồng, chiều dày lớp mạ không điện 2-3um 2) Mạ bạc, độ dày lớp mạ điện 3-5 um 28 Vật liệu: SUM24L 2.Sau đúc 1) Mạ đồng, chiều dày lớp mạ không điện 2-3um 2) Mạ bạc, độ dày lớp mạ điện 3-5 um Vật liệu: SUM24L 2.Sau đúc 1) Mạ đồng, chiều dày lớp mạ không điện 2-3um 2) Mạ bạc, độ dày lớp mạ điện 3-5 um RX_Resonator.DWG RX_Resonator_Probe.DWG Connector N 125 Din Connector Vít đai ốc M4 (M4x8, M4x10, M4x12, M4x16, M4x20, M4x28 - 30) Screws for Tuning_Dup.DWG 1) Vật liệu: SUS304 tương đương 150 vít + 150 Đai ốc 2) Mạ bạc, độ dày lớp mạ điện 3-5 um Teflon_PTFE_EVT1A.DWG 10 10 1) Material: PTFE Cross_1_TX.DWG 11 1) Vật liệu: SUS304 tương đương 2) Mạ bạc, độ dày lớp mạ điện 3-5 um 1) Vật liệu: SUS304 tương đương 2) Mạ bạc, độ dày lớp mạ điện 3-5 um 1) Vật liệu: SUS304 tương đương 2) Mạ bạc, độ dày lớp mạ điện 3-5 um Cross_2_TX.DWG 12 Cross_3_TX.DWG 13 126 Cross_RX.DWG 14 1) Vật liệu: SUS304 tương đương 2) Mạ bạc, độ dày lớp mạ điện 3-5 um 1) Vật liệu: SUS304 tương đương 2) Mạ bạc, độ dày lớp mạ điện 3-5 um Vật liệu: PTFE tương đương Vật liệu: PTFE tương đương LPF.DWG 15 LPF_PTFE_SUPPORT_band_3.DWG 16 LPF_TUBE_EVT1C.DWG 17 Probe_RX_DIN.DWG 18 1) Vật liệu: Đồng 2) Mạ bạc, độ dày lớp mạ điện 3-5 um Probe_RX_N.DWG 19 1) Vật liệu: Đồng 2) Mạ bạc, độ dày lớp mạ điện 3-5 um Probe_TX_Din.DWG 20 1) Vật liệu: Đồng 2) Mạ bạc, độ dày lớp mạ điện 3-5 um Probe_TX_N.DWG 21 127 1) Vật liệu: Đồng 2) Mạ bạc, độ dày lớp mạ điện 3-5 um Vít M3xL8 22 250 128 SUS304 PHỤ LỤC II: CÁC SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TRONG MÔ PHỎNG BỘ LỌC Sơ đồ nguyên lý mô lọc LTE-A Tx cải tiến độ chịu đựng công suất C C2 C=TC6_8 pF PRLC PRLC2 R=TR2 kOhm L=TL2 nH C=TC0 pF P PRLC PRLC4 R=TR4 kOhm L=TL4 nH C=TC0 pF PRLC PRLC5 R=TR5 kOhm L=TL5 nH C=TC0 pF L L9 P_Probe L=TL8_9 nH R= P_Probe8 L L10 P_Probe L=TL9_10 nH R= P_Probe9 P L L8 L=TL7_8 nH R= P_Probe P_Probe7 P L L7 L=TL6_7 nH R= P_Probe P_Probe6 L P L11 Attenuator P_Probe L=TL10_11 nHATTEN1 P_Probe R= Loss=0.1 dB P_Probe11 P_Probe10 VSWR=1 P P_Probe P_Probe4 P_Probe3 PRLC PRLC3 R=TR3 kOhm L=TL3 nH C=TC0 pF L L6 L=TL5_6 nH R= P_Probe P_Probe5 P P PRLC PRLC1 R=TR1 kOhm L=TL1 nH C=TC0 pF L L5 L=TL4_5 nH R= L L4 L=TL3_4 nH R= P_Probe P L L3 L=TL2_3 nH R= P_Probe P_Probe2 P L L2 L=TL1_2 nH R= P_Probe P_Probe1 P L L1 Term L=TL0_1 nH Term1 R= Num=1 Z=50 Ohm P C C1 C=TC2_4 pF PRLC PRLC6 R=TR6 kOhm L=TL6 nH C=TC0 pF PRLC PRLC7 R=TR7 kOhm L=TL7 nH C=TC0 pF PRLC PRLC8 R=TR8 kOhm L=TL8 nH C=TC0 pF PRLC PRLC9 R=TR9 kOhm L=TL9 nH C=TC0 pF P_AC PORT2 Num=2 Z=50 Ohm Pac=1 W Freq=freq PRLC PRLC10 R=TR10 kOhm L=TL10 nH C=TC0 pF Sơ đồ nguyên lý mô lọc gNodeB Tx cải tiến độ chịu đựng công suất C C7 C=0.259 pF L Term L1 Term1L=1.928 nH R= Num=1 Z=50 Ohm C L C1 L2 L=0.245 nHC=8 pF R= L L3 L=6.663 nH R= L L4 L=0.257 nH R= L L5 C L=10.233 nH C2 R= C=8 pF L L6 L=0.236 nH R= L L7 C L=6.789 nH C3 R= C=8 pF L L8 L=0.256 nH R= L L9 C L=10.066 nH C4 R= C=8 pF a) Sơ đồ nguyên lý mô lọc 129 L L14 L=6.8 nH R= L L10 L=0.235 nH R= L L11 C L=5.96 nH C5 R= C=8 pF L L12 L=0.264 nH R= L L13 C L=1.54 nH C6 R= C=8 pF Term Term2 Num=2 Z=50 Ohm C C8 C=TC1_3 pF L L15 L=TL4_6 nH R= P L L20 P_Probe L=TL5_6 nH P_Probe5 R= P_Probe P_Probe6 P L L19 P_Probe P_Probe4 L=TL4_5 nH R= P P L L18 P_Probe L=TL3_4 nH P_Probe3 R= P L L16 P_ProbeL=TL1_2 nH R= P_Probe1 L L22 L=TL0_1 nH R= P P L L17 P_Probe L=TL2_3 nH P_Probe2 R= Term Term1 Num=1 Z=50 Ohm PRLC PRLC1 R=TR1 kOhm L=TL1 nH C=TC0 pF PRLC PRLC2 R=TR2 kOhm L=TL2 nH C=TC0 pF PRLC PRLC3 R=TR3 kOhm L=TL3 nH C=TC0 pF PRLC PRLC4 R=TR4 kOhm L=TL4 nH C=TC0 pF PRLC PRLC5 R=TR5 kOhm L=TL5 nH C=TC0 pF b) Sơ đồ tính tốn cơng suất hốc 130 PRLC PRLC6 R=TR6 kOhm L=TL6 nH C=TC0 pF L L21 L=TL6_7 nH R= Attenuator ATTEN1 Loss=0.1 dB VSWR=1 P_Probe P_Probe7 P_AC PORT2 Num=2 Z=50 Ohm Pac=1 W Freq=freq 131 ... luận án nghiên cứu cải tiến lọc hốc cộng hưởng đồng trục siêu cao tần ứng dụng hệ thống thu phát vô tuyến, cụ thể: - Cải tiến cấu trúc lọc hốc cộng hưởng đồng trục siêu cao tần để nâng cao chất... TỔNG QUAN VỀ BỘ LỌC HỐC CỘNG HƯỞNG ĐỒNG TRỤC SIÊU CAO TẦN 10 1.1 Tổng quan đặc tính lọc hốc cộng hưởng đồng trục siêu cao tần 10 1.1.1 Bộ tham số đặc tuyến lọc 10... HÌNH HĨA VÀ CẤU TRÚC BỘ LỌC HỐC CỘNG HƯỞNG ĐỒNG TRỤC SIÊU CAO TẦN 30 2.1 Mô hình hóa hốc cộng hưởng 30 2.1.1 Hốc cộng hưởng đơn 30 2.1.2 Ghép hai hốc cộng hưởng 32 2.1.3