Luận án tiến sĩ 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 - 2021 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 tháng năm 2021 Tác giả luận án Giảng viên hướng dẫn 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 x 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 Bộ tham số đặc tuyến lọc 10 Khảo sát tham số khí điều kiện mơi trường 12 1.2 Phương pháp xây dựng lọc thông dải từ lọc thông thấp mẫu 13 Định nghĩa chung 13 Xây dựng lọc thông dải từ lọc thông thấp mẫu 14 Nguyên tắc tổng hợp lọc 19 1.3 Quy trình thiết kế, mơ lọc hốc cộng hưởng đồng trục siêu cao tần 19 1.4 Phương pháp tinh chỉnh, tối ưu lọc hốc cộng hưởng 26 Phương pháp tinh chỉnh lý thuyết độ trễ nhóm 26 Phương pháp tinh chỉnh dựa vào tham số cực trị điện nạp 27 1.5 Kết luận chương 29 CHƯƠNG MƠ 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 Hốc cộng hưởng đơn 30 Ghép hai hốc cộng hưởng 32 Ghép chéo hai hốc cộng hưởng không liền kề 39 Tiếp điện cho lọc hốc cộng hưởng (ghép vào/ra lọc) 41 Mô hình tương đương lọc hốc cộng hưởng 42 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 Tổng hợp lọc hốc cộng hưởng LTE 43 Thiết kế, mô đánh giá 45 iii 2.3 Thiết kế Duplexer có hốc cộng hưởng lục giác ứng dụng trạm thu phát gốc LTE-A 50 Phân tích, lựa chọn topo lọc 51 Phân tích thuộc tính tính tốn kích thước hốc cộng hưởng đơn 53 Mơ lọc LTE-A duplexer 54 Thiết kế lọc thông thấp đồng trục Band3 58 2.4 Chế tạo thử nghiệm Duplexer, đo đạc đánh giá 63 Chế tạo thử nghiệm, kết đo đạc 63 Đánh giá kết thảo luận 67 2.5 Kết luận chương 68 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 Phân tích đánh giá ảnh hưởng cấu trúc ghép điện từ 70 Đề xuất cải tiến cấu trúc ghép hai hốc cộng hưởng liền kề 72 Áp dụng thiết kế lọc hốc cộng hưởng 74 Đánh giá đề xuất 79 3.2 Nghiên cứu đề xuất cải tiến cấu trúc đường ghép kiểu C 79 Đề xuất cấu trúc ghép cải tiến 80 Áp dụng thiết kế lọc hốc cộng hưởng 83 Nhận xét, đánh giá 90 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 Đặc điểm khả chịu đựng công suất đường truyền đồng trục 92 Đánh giá yêu cầu độ chịu đựng công suất máy thu phát sóng vơ tuyến 93 Phân tích, tính tốn thơng số khả chịu đựng công suất lọc (PH) 95 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 Cấu trúc đề xuất 97 iv Quy trình thiết kế lọc đạt PH mong muốn 99 Áp dụng cấu trúc đề xuất thiết kế lọc hốc eNodeB 100 Áp dụng cấu trúc đề xuất vào thiết kế lọc hốc gNodeB 105 4.3 Kết luận chương 112 KẾT LUẬN 113 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 116 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 124 PHỤ LỤC CÁC PHẦN TỬ TRONG BỘ DUPLEXER CHẾ TẠO THỬ 125 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 Độ 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 khơng 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 vít tinh chỉnh D Đường kính hốc cộng hưởng (cavity) 𝐸⃗ Cường độ điện trường f0 Tần số trung tâm gi Điện kháng phần tử cộng hưởng thứ i lọc thông thấp mẫu ⃗ 𝐻 Cường độ từ trường 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 LAS Hệ số tổn hao dải chắn LAR Độ gợn dải thông  M  Ma trận hệ số ghép hốc n Bậc lọc N Số sóng mang vii Pbr Công suất chịu đựng hốc cộng hưởng Qu Hệ số phẩm chất không tải Qe Hệ số phẩm chất 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 es Năng lượng điện trường chứa hốc cộng hưởng Zin Trở kháng vào hốc cộng hưởng Z0 Trở kháng đặc trưng  Hằng số truyền sóng θ Góc nghiêng khối nón cụt Ф Góc pha r Hằng số điện mơi tương đối λ Bước sóng 0 Tần số góc trung tâm viii lên ~ lần chiều cao kim loại = 10mm chiều dài 15m, tăng ~2 lần chiều dài đạt lớn chiều cao = 4mm.Để kiểm tra đề xuất, nghiên cứu sinh áp dụng vào thiết kế Duplexer Band với độ rộng băng tần 70MHz, độ gợn dải thông đạt 0,42dB, độ cách ly TX – RX đạt 97dB Cấu trúc không áp dụng hệ thống trạm thu phát gốc Band mà cịn áp dụng băng tần khác có ứng dụng công nghệ hốc cộng hưởng Thứ hai đề xuất cải tiến đường ghép kiểu C hai hốc không liền kề Cấu trúc đề xuất thêm ốc tinh chỉnh kim loại đặt miếng điện mơi PTFE Từ đó, thành phần tụ điện biến dung phân bố bổ sung, làm thay đổi sơ đồ tương đương mạng ghép Kết mô cho thấy độ rộng băng tần ghép chéo kiểu C thay đổi khoảng 4,6MHz Hơn nữa, điều chỉnh độ sâu ốc tinh chỉnh làm cho vị trí điểm TZ0 thay đổi, độ dốc lọc cải thiện, việc tinh chỉnh độ dốc lọc linh hoạt Nghiên cứu sinh áp dụng cấu trúc đề xuất vào thiết kế lọc hốc cộng hưởng Band Kết lọc thiết kế đáp ứng đầy đủ yêu cầu kỹ thuật, độ dốc lọc cải thiện ~1dB Các cấu trúc ứng dụng cho lọc băng tần khác lọc hốc cộng hưởng dạng đồng trục Kết trình bày [TC3-TC4], [HC2] Cải tiến cấu trúc hốc cộng hưởng nhằm tăng độ chịu đựng công suất lọc hốc cộng hưởng đồng trục siêu cao tần Trong đó, khối nón cụt kim loại đặt phía miệng trụ cộng hưởng hình trụ trịn có Bằng cách tối ưu góc nghiêng khối nón trụ cộng hưởng, chiều cao nón, cường độ điện trường giảm đạt cực tiểu π/6 Cường độ điện trường lớn hốc cộng hưởng giảm làm PH cải thiện Ngoài ra, quy trình thiết kế hốc cộng hưởng đơn để thỏa mãn yêu cầu PH đề xuất Để đánh giá hiệu quả, lọc hốc TX mạng 4G băng tần 1805-1880 MHz 5G băng tần 3600-3800 MHz thiết kế Kết quả, PH trạm 4G cải thiện từ 148.9W lên 449.4W, mạng 5G cải thiện từ 682W lên 1028W Cấu trúc áp dụng băng tần hệ thống khác phù hợp với ứng dụng lọc công nghệ hốc cộng hưởng Đề xuất trình bày [HC3] Hệ thống hóa xây dựng bước thực thiết kế, kế, mô phỏng, chế tạo, tinh chỉnh lọc song công (duplexer) đồng trục siêu cao tần hồn chỉnh Sau đó, nghiên cứu sinh áp dụng vào để thiết kế chế tạo thử nghiệm lọc song công đồng trục siêu cao tần Band băng thông 75MHz Kết đánh giá cho thấy Duplexer hoàn toàn đáp ứng tiêu kỹ thuật đặt ra, hoàn toàn ứng dụng trạm thu phát gốc hệ thống di động 4G Việc thực giúp công việc thiết kế, chế - 114 tạo trở nên rõ ràng hồn tồn làm chủ cơng nghệ Kết trình bày [TC1-TC2], [HC1] III Hướng phát triển luận án Để hoàn thiện cho kết nghiên cứu đạt được, thời gian tiếp theo, luận án thực chế tạo, đo kiểm với số cấu trúc đề xuất để đánh giá, so sánh với thiết kế mô Đồng thời, nghiên cứu mở rộng băng thông lọc đề xuất cho đáp ứng việc ứng dụng hệ thống thông tin băng rộng Nghiên cứu áp dụng cấu trúc đề xuất sang công nghệ khác công nghệ siêu vật liệu, planar 115 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Dhanasekharan Natarajan (2013), Ed., “A Practical Design of Lumped, SemiLumped and Microwave Cavity Filters: Lecture Notes in Electrical Engineering”, Springer [2] Ralph Levy, Richard V Snyder and George Matthaei (2002), “Design of Microwave Filters”, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol.50, pp 783–793 [3] Richard J Cameron, ChandraM Kudsia, Raafat R Mansour (2018), “Microwave Filters for Communication Systems: Fundamentals, Design, and Applications”, JohnWiley & Sons, Inc [4] N Yildirim, M Karaaslan, Y Sen, and O.A Sen, Eds (1999), "Cascaded triplet and quadruplet filter design using cascade synthesis approach", 4th International Conference on Telecommunications in Modern Satellite, Cable and Broadcasting Services TELSIKS'99 (Cat No.99EX365), Nis, Yugoslavia [5] J B Pierre Jarry (2008), “Advanced Design Techniques and Realizations of Microwave and RF Filters”, John Wiley & Sons, Inc [6] Geogre L Matthaei, Leo Young, E.M.T.Jones (1980), “Microwave Filters, Impedance-matching Networks, and Coupling Structures”, 2nd ed 685 Canton Street, Artech House [7] J Brian Thomas (2003), “Cross-Coupling in Coaxial Cavity Filters—A Tutorial Overview”, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol 51, no 4, pp.1368 - 1376 [8] Tim Reevest, Nicholas van Stigttt, Ed (2004), "Inter-Cavity Coupling in Asymmetric Cavity Filters", 2004 IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest (IEEE Cat No.04CH37535), Fort Worth, TX, USA [9] Richard J Cameron (2011), “Advanced Filter Synthesis”, IEEE Microwave Magazine, Vol 12, no 6, pp 42–61 [10] Fu Chang Chen, Qing Xin Chu and Ji Song Yang, Ed.(2007), “An improved Groupdelay approach to the tuning of coupled-resonators filter”, 2007 International Conference on Microwave and Millimeter Wave Technology, Guilin, China [11] James C.Rautio, Ed (2017), “Tuning ports in the middle of resonators”, IEEE MTT-S International Microwave Symposium (IMS), Honololu, HI, USA [12] Dean Frickey, Ed (1994), “Using the Inverse Chirp-Z Transform for Time-Domain Analysis of Simulated Radar Signals”, Idaho National Engineering Laboratory, EG&D Idaho, Inc 116 [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 MTTS International Microwave Symposium (IMS), Honololu, HI, USA [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 117 [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 [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 - 160 118 [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 Antennas and Propagation and USNC-URSI Radio Science Meeting, Atlanta, GA, USA 119 [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), “FullWave 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 [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 120 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 420GHz”, 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 Công 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 cơng 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 [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 121 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 [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 122 Conference (EuMC), 01-03 Oct 2019, Paris, France IEEE , pp.396-399 ISBN 9782-87487-055-2 [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), 2020, pp 583-586, doi: 10.1109/IMS30576.2020.9223932 [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 123 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG 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.5255 [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 (2021), “A Novel Capacitive Cross Coupling for enhancement of Microwave Cavity Filter”, gửi đăng tạp chí JST: Smart Systems and Devices, May 2021, có kết phản biện lần vào 17/10/2021 [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 Indian Journal of Computer Science and Engineering 124 PHỤ LỤC 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 Probe_TX_Din.DWG 20 1) Vật liệu: Đồng 2) Mạ bạc, độ dày lớp mạ điện 3-5 um 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 ... vi nghiên cứu a) Mục tiêu nghiên cứu: Mục tiêu 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. .. 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 Bộ tham số đặc tuyến lọc 10 Khảo sát... thiết kế lọc sử dụng trạm thu phát gốc CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ BỘ LỌC HỐC CỘNG HƯỞNG ĐỒNG TRỤC SIÊU CAO TẦN Nội dung trình bày chương bao gồm kết nghiên cứu tổng quan lọc hốc cộng hưởng siêu cao tần Trong