Thiết kế bộ chia công suất băng x trên công nghệ siw có độ cách ly cao và phối hợp đầu ra tốt

Hội nghị Quốc gia lần thứ 25 Điện tử, Truyền thông Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2022) Thiế t kế bô ̣ chia công suấ t băng X công nghê ̣ SIW có đô ̣ cách ly cao và phố i hơ ̣p đầ u tố t Nguyễn Ngo ̣c Nhâ ̣t Tân1, Bùi Thanh Trà1, Lương Duy Ma ̣nh1, Đỗ Duy Nhấ t2 và Nguyễn Thi Anh ̣ Khoa Vô tuyế n điêṇ tử, Đa ̣i ho ̣c Kỹ thuâ ̣t Lê Quý Đôn Phòng Hợp tác Quố c tế và Quản lý lưu ho ̣c sinh QS, Đa ̣i ho ̣c Kỹ thuâ ̣t Lê Quý Đôn Công ty TNHH GIẢ I PHÁ P CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ VIỆT Email: nhattanfeb@gmail.com, trabuibxlc@gmail.com, nhatdd@lqdtu.edu.vn, anhdola2210@gmail.com, manhld@lqdtu.edu.vn Tóm tắ t – Công nghệ SIW công nghệ với tiềm lớn ứng dụng mạch cao tần Bài báo trin ̀ h bày thiết kế cải tiế n chia công suất da ̣ng chữ Y, làm việc băng tần X công nghệ SIW bằ ng cách khoét thêm khe chữ nhâ ̣t có tác du ̣ng mô ̣t vách ngăn tín hiêụ và mắ c thêm điêṇ trở cách ly hấ p thu ̣ tín hiêụ bi ̣ bức xa ̣ ngoài giúp cải thiêṇ ̣ số cách ly và ̣ số phản xa ̣ ở các cổ ng đầ u nhằ m ta ̣o bô ̣ chia công suấ t có đô ̣ cách ly cao và phố i hợp tố t các cổ ng, tiến hành mô so sánh kết với số cấu trúc cũ Kết cho thấy cải thiện mặt tham số so với cấu trúc chia cũ hệ số chia đa ̣t -3,8 dB, hệ số phản xạ cổng và ̣ số cách ly nhỏ -10 dB toàn bô ̣ dải thông, hệ số cân biên độ, cân pha gầ n lý tưởng, dải thông rô ̣ng, FBW 40% ông đưa cấu trúc đường truyền dạng phẳng cách chèn hàng vias kim loại để thay kim loại, thiết kế chế tạo công nghệ mạch in truyền thống (PCB) Công nghệ SIW tận dụng ưu điểm ống dẫn sóng thơng thường mạch dải khắc phục nhược điểm chúng Từ khóa - SIW, chia công suất, băng X, độ cách ly cao I GIỚI THIỆU Bộ chia công suất tảng cho hệ thống mạch làm việc dải siêu cao tần ghép nh ̣ hướ ng, trô ̣n tầ n , anten cấp nguồn cho mạng liệu,… Bộ chia công suất thiết bị tương hỗ, đươ c̣ sử dụng để chia, cũ n g có thể sử du ṇ g để cô ̣ng công suất tùy vào yêu cầu cụ thể Thiết kế chia công suất đòi điều kiện tham số như: hệ số chia, hệ số phản xạ riêng cổng, độ cân biên độ cân pha, tổ n hao chèn, hệ số cách ly,…Bài viết đánh giá cụ thể tham số củ a mô ̣t số cấ u trú c sử dụng công nghệ SIW và đề xuấ t giả i phá p khắ c phu c̣ khuyế t điể m củ a cá c cấ u trú c đó Ống dẫn sóng chữ nhật công nghệ sử dụng rộng rãi đối cho đường truyền siêu cao tần tham số ma trận tán xạ cho kết tốt, tổn hao thấp phạm vi sóng siêu cao tần chịu công suất cao Tuy nhiên lại có nhược điểm cấu trúc cồng kềnh địi hỏi độ xác cao lắp ráp khí gây khó khăn tích hợp chúng với hệ thống mạch khác đường truyền Ngược lại, cấu trúc đường truyền mạch dải (microstrip) lại có kích thước nhỏ gọn, thiết kế đơn giản công nghệ mạch in, dễ dàng lắp ghép với mạng chuyển tiếp giá thành rẻ Thế nhưng, làm việc dải tần số cao lại gây xạ đáng kể làm tăng tổ n hao chèn từ làm giảm hiệu suất chia Cơng nghệ SIW đươ c̣ mơ tả Hình 1, lần đề xuất vào năm 1994 tác giải F.Shigeki, ISBN 978-604-80-7468-5 Hình 1: Cấu trúc SIW: (a) mặt bên, (b) mặt trên, (c) ống dẫn sóng chữ nhật tương đương Vớ i cá c ưu điể m của mi ǹ h, SIW đa ̃ đươ c̣ xuấ t hiê ̣n ngà y cà n g nhiề u thư c̣ tế , nhiề u nhà nghiên cũn g cũn g đã bắ t đầ u nghiên cứ u về công nghê ̣ SIW với nhữn g cấ u trú c, chứ c khá c và cũng đã đa ̣t đươ c̣ mô ̣t số kế t quả khá khả quan Trong đó, có nhiề u nghiên cứ u về bô ̣ chia công suấ t như: sử du ̣ng vòng cô ̣ng hưởng CSRR (Complementary Split-Ring Resonators) [1] dả i tầ n 1,0 ÷ 2,5 GHz, OCSRR (Open Complementary SplitRing Resonators) [2] dả i tầ n 4,5 ÷ 6,0 GHz, Half Mode SIW [3] dả i tầ n 10 ÷ 16 GHz, SIW da ̣ng chữ Y [4] băng tầ n X Cấ u trú c bô ̣ chia sử du ̣ng vòn g cô ̣ng hưởng [1], [2] có ki ́ch thướ c 12  12 (mm), ̣ số chia đa ̣t được là -4 dB [1], -4,3 dB [2], ̣ số phả n xa ̣ riêng ta ̣i đầ u và o -13 dB [1], [2], FBW 5,8% [1], 13,7% [2] Dễ nhâ ̣n thấ y bô ̣ chia sử du ̣ng vòn g cô ̣ng hưởng [1], [2] có ưu điể m là ki ́ch thướ c nhỏ go ̣n, đơn giả n, dễ chế ta ̣o Chúng có cấ u trú c đố i xứng nên ̣ số cân bằ ng biên đô ̣ và pha thấ p, mức ti n ́ hiê ̣u phả n xa ̣ về khá thấ p Tuy nhiên, nhược điể m là băng thông rấ t he ̣p hầ u chi ̉ hoa ̣t đô ̣ng tố t ở tầ n số (do vòng cô ̣ng hưởng có cấ u ta ̣o mô ̣t ma ̣ch lo ̣c), ở ngoà i dả i thông chấ t lươṇ g cá c tham số rấ t kém : 287 Hội nghị Quốc gia lần thứ 25 Điện tử, Truyền thông Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2022) tổ n hao lớn, ̣ số chia thấ p, ̣ số phả n xa ̣ riêng và cá ch ly cá c cổ n g đầ u ké m II 1,50 mm 3,30 mm Cấ u trú c bô ̣ chia sử du ̣ng Half Mode SIW [3] có ki ́ch thướ c 72,0  43,5 (mm), ̣ số chia trung bi ̀nh, tố t nhấ t là -3,7 ± 0,5 dB (loa ̣i 3) [3], ̣ số phản xa ̣ riêng ta ̣i đầ u và o nhỏ -15 dB, FBW 13,3%, ̣ số cân biên đô ̣ nhỏ 0,5dB, ̣ số cân bằ n g pha 73,0 ± 8,0o (loa ̣i 1) [3], 21,5 ± 2,5o (loa ̣i 2) [3], -73,0 ± 2,0o (loa ̣i 3) [3] Bô ̣ chia sử du ̣ng HMSIW [3] có ưu điể m là ̣ số chia và ̣ số phản xa ̣ ta ̣i đầ u và o tương đố i tố t có cả i thiê ̣n so vớ i cấ u trú c sử du ̣ng vòn g cô ̣ng hưởng [1], [2], đô ̣ cân bằ ng biên đô ̣ dả i thông nhỏ Tuy nhiên cấ u trúc nà y có nhược điể m giố n g vớ i bô ̣ chia sử du ̣ng vòn g cô ̣ng hưởng [1], [2] là dả i thông khá he ̣p, ̣ số phả n xa ̣ riêng ở cổ n g đầ u còn lớn, cá ch ly giữa cổ ng đầ u kém Mă ̣t khá c cấ u trú c không đố i xứng nên ̣ số cân bằ ng pha và ̣ số cân bằ ng biên đô ̣ còn khá thấ p Mô ̣t nhươ c̣ điể m nữ a của bô ̣ chia sử du ̣ng HMSIW [3] so vớ i cấ u trú c sử du ̣ng vòn g cô ̣ng hưởng [1], [2] là ki ́ch thướ c của nó khá lớn, chế ta ̣o phức ta ̣p hơn, tố n kém 1,00 mm 0,80 mm 30,00 mm ng 1,74 mm 12,00 mm 1,60 mm ng 5,00 mm 9,00 mm 19,00 mm ng 10,00 mm 79,20 mm Hình Cấ u trúc đề xuấ t Để khắ c phu ̣c nhược điể m ̣ số phản xa ̣ ta ̣i cổ ng đầ u cao, cách ly kém giữa cổ ng đầ u ra, chúng thực hiê ̣n mô ̣t số thay đổ i so với cấ u trúc bô ̣ chia SIW da ̣ng chữ Y [4] Cấ u trúc đề xuấ t được mô tả với các kích thước Hin ̀ h Giải pháp chúng đưa là thay đổ i thành vuông góc sang thành da ̣ng xiên, ta ̣o mô ̣t vách ngăn tiń hiê ̣u giữa cổ ng đầ u bằ ng cách thêm khoét mô ̣t khe chữ nhâ ̣t với kích thước phù hợp, đó sẽ có tín hiê ̣u bi ̣ bức xa ̣ ở thành của khe chữ nhâ ̣t ở cấ u trúc có da ̣ng hở, vi vâ ̣y chúng mắ c thêm điêṇ trở cách ly để hấ p thu ̣ các tiń hiê ̣u bi ̣ bức xa ̣ ngoài Bô ̣ chia SIW da ̣ng chữ Y [4] có ki ́ch thướ c 20  20 (mm), ̣ số chia đa ̣t -3,5 dB dả i ÷ 12 GHz, ̣ sớ phả n xa ̣ đầ u và o nhỏ -10 dB dả i ÷ 12 GHz và nhỏ -20 dB dả i 9,5 ÷ 11,0 GHz, ̣ số cá ch ly lớ n -7 dB, FBW 40% Qua kế t quả ở có thể thấ y, cấ u trú c bô ̣ chia SIW da ̣ng chữ Y [4] có ̣ số chia khá cao, ̣ số phả n xa ̣ ta ̣i đầ u và o thấ p, đa ̃ khắ c phu c̣ đươ c̣ nhươ c̣ điể m dả i tầ n he ̣p củ a bô ̣ chia sử du ṇ g vòn g cô ̣ng hưở ng [1], [2] và bô ̣ chia sử du ṇ g HMSIW [3], có cấ u trú c đố i xứ ng nên cấ u trú c bô ̣ chia SIW da ̣ng chữ Y [4] có ̣ số cân bằ ng biên đô ̣ và cân bằ ng pha tố t Tuy nhiên nhươ c̣ điể m củ a cấ u trú c nà y là ̣ số phả n xa ̣ ta ̣i cổ n g đầ u và ̣ số cá ch ly còn khá cao (lớ n -7 dB) Ta có thể thấ y cấ u trú c bô ̣ chia SIW da ̣ng chữ Y [4] cả i thiê ̣n đươ c̣ nhữn g tham số so vớ i nhữ ng cấ u trú c trướ c [1], [2], [3] ̣ số chia cao, ̣ số phả n xa ̣ ta ̣i đầ u và o thấ p, dả i thông rô ̣ng, ̣ số cân bằ ng biên đô ̣ và cân bằ ng pha tố t Tuy nhiên nhươ c̣ điể m chung củ a cấ u trú c bô ̣ chia SIW da ̣ng chữ Y [4] cũ n g bô ̣ chia sử du ṇ g vòn g cô ̣ng hưởng [1], [2] và bô ̣ chia sử du ṇ g HMSIW [3] là ̣ số phả n xa ̣ ta ̣i cá c cổ n g đầ u cao, cá ch ly giữ a cổ n g đầ u ké m Để khắ c phu c̣ nhươ c̣ điể m đó, chú ng xin đề xuấ t cấ u trú c bô ̣ chia công suấ t có đô ̣ cá ch ly cao và phố i hơ p̣ đầ u tố t đươ c̣ cả i tiế n từ cấ u trú c bô ̣ chia SIW da ̣ng chữ Y [4] bằ ng cá ch thay đổ i từ thà nh vuông gó c sang thà nh da ̣ng xiên, khoé t thêm khe chữ nhâ ̣t và mắ c thêm điê ̣n trở cá ch ly mu c̣ ́ch là ̣n chế ti ń hiê ̣u từ cổ n g truyề n sang cổ n g cũ n g phả n xa ̣ trở về cổ n g 2, kế t quả là ̣ số cá ch ly và ̣ số phả n xa ̣ ở cá c đầ u đươ c̣ cả i thiê ̣n đá n g kể Trong bà i bá o nà y chú ng khả o sá t băng tầ n X vớ i tầ n số trung tâm 10 GHz, chấ t nề n sử du ṇ g là Rogers 4350B (30-mil) vớ i ε r = 3,48, sử du ṇ g phầ n mề m thiế t kế 3D CST và kiể m tra la ̣i kế t quả ADS Phần lại báo tổ chức sau: phần II, mô tả cấ u trúc đề xuất Trong phần III, đá nh giá kế t quả đa ̣t được Sau đó chúng kế t luâ ̣n bà i bá o kè m lờ i cả m ơn ở phầ n IV ISBN 978-604-80-7468-5 XÂY DỰNG CẤU TRÚC VÀ MƠ PHỎNG Thứ nhấ t, viê ̣c thay đở i sang thành da ̣ng xiên sẽ ̣n chế được tin ́ hiê ̣u phản xa ̣ trở về sử dụng chế độ cộng công suấ t Thứ hai, khoét thêm khe chữ nhâ ̣t nhằ m thay đổ i cấ u trúc của trường, khe chữ nhâ ̣t có bề rộng he ̣p nằ m dọc theo đường truyề n sóng nên sử dụng để chia công suấ t gầ n sẽ không có ảnh hưởng gi;̀ còn sử dụng theo chiề u ngược la ̣i, khe chữ nhât có tác dụng vách ngăn ̣n chế tiń hiê ̣u từ cổ ng về cổ ng Cuố i cùng, mắ c thêm điêṇ trở để hấ p thụ lượng rò rỉ, mục đić h là để cải thiêṇ ̣ số cách ly giữa cổ ng và cổ ng Nghiên cứu bô ̣ chia SIW chưa lắ p tapper ng 1,10 mm ng 1,60 mm 11,50 mm 1,50 mm n ng Hình Cấ u trúc Cấ u trúc bô ̣ chia chưa lắ p tapper được mô tả với các kić h thước Hin ̀ h Hin ̀ h thể hiêṇ kế t quả tham số S thay đổ i n (n = 20) (n = 19) Tham sô S (dB) (n = 20) (n = 19) (n = 20) (n = 19) n sô (GHz) Hình Kế t quả của cấ u trúc thay đổ i n Sau điề u chin̉ h ̣ số chia hầ u không có thay đổ i 288 Hội nghị Quốc gia lần thứ 25 Điện tử, Truyền thông Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2022) gi,̀ ̣ số phản xa ̣ ta ̣i đầ u vào thấ p ta ̣i tầ n số trung tâm, dải thông được tăng đáng kể Sau điề u chin̉ h ̣ số truyề n bằ ng phẳ ng hơn, giá tri ̣ ta ̣i tầ n số trung tâm được cải thiên, ̣ dải thông được mở rô ̣ng, ̣ số phản xa ̣ ta ̣i đầ u vào giảm Nghiên cứu tapper Lắ p ghép bô ̣ chia hoàn chin̉ h ng ng 1,50 mm 3,30 mm 0,80 mm 30,00 mm ng 1,74 mm (a) 12,00 mm 1,60 mm 5,00 mm 19,00 mm d ng 10,00 mm w2 w 79,20 mm w1 Hình Bô ̣ chia hoàn chin̉ h p Sau nghiên cứu, điề u chin̉ h các bô ̣ phâ ̣n, chúng tiến hành chắ p ghép các bô ̣ phâ ̣n la ̣i với để thu được cấ u trúc bô ̣ chia hoàn chin̉ h với các kích thước được mô tả Hiǹ h Mô phỏng, kiể m tra kế t quả bằ ng phầ n mề m CST Giá tri ̣tham số S và cấ u trúc trường được thể hiêṇ lầ n lượt ở Hiǹ h và Hình Tham sô S (dB) (b) Hình Cấ u trúc tapper Do cá c cổ ng đầ u và o khá bé không thể mắ c trư c̣ tiế p và o cấ u trú c đườ ng truyề n da ̣ng SIW nên ta cầ n lắ p thêm mô ṭ đoa ̣n tapper để thay đổ i từ cấ u trú c SIW thà n h cấ u trú c ma ̣ch dả i Cấ u trú c và ki ́ ch thướ c củ a tapper đươ c̣ mô tả Hi ̀n h Vi ̀ đầ u và o cố ̣nh 50 Ω nên ta cố nh ̣ w2 = 1,74 mm Chi ̉ thay đổ i cá c tham số w, w1, d, p Bảng Tham số tapper w w1 d p (1) 11,50 mm 4,63 mm 1,00 mm 1,50 mm (2) 12,00 mm 3,30 mm 0,80 mm 1,50 mm Ban đầ u khở i ta ̣o bô ̣ tham số (1), sau mô phỏn g và kiể m tra, nhâ ̣n thấ y ̣ số truyề n không bằ ng phẳ n g, đă ̣c biê ̣t ta ̣i tầ n số trung tâm, ̣ số truyề n nhỏ -1 dB vi ̀ vâ ̣y đò i hỏi cầ n phả i điề u chi ̉nh Sau quá tri ̀nh thay đổ i cá c tham số , chú ng cho ̣n đươ c̣ bô ̣ tham số (2) đa ̣t kế t quả tố i ưu nhấ t, ̣ số truyề n tương đố i bằ ng phẳ n g, dả i thông rô ̣ng củ a bô ̣ tham số (1), ta ̣i tầ n số trung tâm ̣ số truyề n đa ̣t -0,5 dB, mứ c ti ń hiê ̣u phả n xa ̣ về thấ p, phố i hơ p̣ ở đầ u và o tố t Giá tri ̣ cá c tham số củ a bô ̣ tham số (1) và bô ̣ tham số (2) đươ c̣ mô ta ở Bả n g Kế t quả mô phỏn g đươ c̣ thể hiê ̣n ở Hi ̀nh Log(Cân ng biên đô (dB)) n sô (GHz) n sô (GHz) (1) (2) Cân ng pha (đô) Tham sô S (dB) (1) (2) n sô (GHz) (1) n sô (GHz) (2) S21 (dB) Hình Kế t quả mô phỏng bô ̣ chia hoàn chin̉ h Các tham số bản tố t, ̣ số chia ta ̣i tầ n số trung tâm 3,8 dB, ̣ số phản xa ̣ đầ u vào nhỏ -15 dB dải từ 7,8 ÷ 11,5 GHz, ta ̣i tầ n số trung tâm đa ̣t -26 dB, ̣ số cân bằ ng biên đô ̣ và pha gầ n lý tưởng Tuy nhiên có thể nhiǹ thấ y rõ nhược điể m là ̣ số phản xa ̣ riêng ta ̣i đầ u và ̣ số cách ly còn khá cao -7,5 dB và -6,7 dB n sô (GHz) Hiǹ h Kế t quả tapper ban đầ u và sau điề u chin̉ h ISBN 978-604-80-7468-5 ng 289 Hội nghị Quốc gia lần thứ 25 Điện tử, Truyền thông Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2022) (a) Kích thích tiń hiê ̣u ta ̣i cổ ng (b) Kić h thích tiń hiê ̣u ta ̣i cổ ng Hình 10 Mô phỏng EM của bô ̣ chia cải tiế n Qua cấ u trúc trường thể hiêṇ ở Hình 10, có thể thấ y khe chữ nhâ ̣t mô ̣t vách ngăn không cho tiń hiê ̣u từ cổ ng qua, đẩ y điể m phản xa ̣ về phiá cổ ng từ đó sẽ giảm được tiń hiê ̣u phản xa ̣ về cổ ng cũng truyề n sang cổ ng vâ ̣y sẽ giảm được ̣ số phản xa ̣ ta ̣i cổ ng đầ u và tăng đô ̣ cách ly giữa cổ ng đầ u ra, vẫn còn tiń hiê ̣u được về cổ ng xét về đô ̣ lớn thì có thể bỏ qua Mă ̣t khác tiń hiêụ vào từ cổ ng gầ n không có ảnh hưởng gi.̀ Trong cho tiń hiê ̣u vào từ cổ ng 1, cấ u trúc trường bô ̣ chia gầ n không thay đổ i, vâ ̣y các tham số về chia công suấ t ̣ số chia, ̣ số phản xa ̣ đầ u vào ta ̣i cổ ng đầ u vào, băng thông, đô ̣ cân bằ ng biên đô ̣ và pha sẽ không thay đổ i Kế t quả các tham số được biể u diễn ở Hình 11 (b) Kích thích tiń hiê ̣u ta ̣i cổ ng Hin ̀ h Mô phỏng EM của bô ̣ chia Tham sô S (dB) Có thể thấ y tiń hiê ̣u vào từ cổ ng bi ̣ phản xa ̣ về cổ ng là nguyên nhân chiń h dẫn đế n ̣ số phản xa ̣ ta ̣i cổ ng đầ u và ̣ số cách ly khá cao Để khắ c phu ̣c nhược điể m này, chúng thực hiêṇ khoét mô ̣t khe chữ nhâ ̣t có tác du ̣ng vách ngăn kić h thić h tiń hiê ̣u ta ̣i cổ ng và cổ ng 3, không có ảnh hưởng gì kić h thić h tiń hiê ̣u ta ̣i cổ ng Do ở phầ n khe chữ nhâ ̣t cấ u trúc ma ̣ch hở sẽ có các tiń hiê ̣u bức xa ̣, rò rỉ bên ngoài nên cầ n kế t hợp mắ c điên trở cách ly để hấ p thu ̣ các tiń hiê ̣u rò rỉ đó và cấ u trúc này tương tự cấ u trúc bô ̣ chia công suấ t Wilkinson [5] Cấ u trúc cải tiến khắ c phu ̣c nhược điểm Tiến hành khoét khe chữ nhâ ̣t và lắ p điêṇ trở cách ly ta được cấ u trúc Hiǹ h Với khe chữ nhâ ̣t phải đảm bảo kić h thước cho chiề u dài đủ lớn để hiǹ h thành vách ngăn không cho tiń hiê ̣u từ cổ ng qua; chiề u rô ̣ng phải đủ nhỏ để không làm ảnh hưởng đến bô ̣ chia cho tiń hiê ̣u vào cổ ng và đủ lớn để tiń hiê ̣u từ cổ ng không bức xa ̣ qua khe; ngoài chiề u rô ̣ng còn phải phù hợp với kích thước điê ̣n trở có giá tri ̣đã cho ̣n Cho ̣n khe chữ nhâ ̣t có kích thước 9,0  1,0 (mm) và điê ̣n trở có giá tri 39 ̣ Ω n sô (GHz) Hình 11 Kế t quả cải thiê ̣n tham số của bô ̣ chia cải tiế n So sánh với kết quả trước cải tiến, bô ̣ chia vẫn giữ được ưu điểm là ̣ số chia tố t, dải thông rô ̣ng, đô ̣ cân bằ ng biên đô ̣ và pha tố t, ̣ số phản xa ̣ đầ u vào tố t (có cải thiêṇ thêm) Ngoài ra, đã khắ c phu ̣c được nhược điểm là ̣ số phản xa ̣ ta ̣i đầ u và ̣ số cách ly thấ p Hê ̣ số phản xa ̣ ta ̣i đầ u nhỏ -10 dB dải tầ n 7,5 ÷ 11,5 GHz và ta ̣i tầ n số trung tâm đa ̣t -20,7 dB, còn ̣ số cách ly nhỏ -10 dB dải tầ n 7,5 ÷ 12,5 GHz và ta ̣i tầ n số trung tâm đa ̣t -19,8 dB Như vâ ̣y ̣ số phản xa ̣ và ̣ số cách ly ở mức cho phép toàn bô ̣ dải thông và rấ t tố t ta ̣i tầ n số trung tâm (10 GHz) Trong đó các tham số còn la ̣i vẫn được đảm bảo ̣ số chia, phố i hợp đầ u vào tố t, dải thông khá rô ̣ng III Sau quá triǹ h nghiên cứu, điề u chin̉ h và cải tiến, hoàn thiêṇ cấ u trúc, tiế n hành cha ̣y mô phỏng trường điêṇ từ để kiể m tra kế t quả các tham số của bô ̣ chia CST và xác nhâ ̣n la ̣i phầ n mề m Keysight ADS 2019 Update1 Cấ u trúc được sử du ̣ng để cha ̣y mô phỏng CST và ADS được mô tả Hình và Hin ̀ h 12 Kế t quả so sánh được thể hiêṇ ở Hiǹ h 13 (a) Kích thích tiń hiê ̣u ta ̣i cổ ng ISBN 978-604-80-7468-5 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 290 Hội nghị Quốc gia lần thứ 25 Điện tử, Truyền thông Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2022) ng Hê ̣ số cách ly (dB) - - - > -7 < -10 Dải thông (FBW) 5,8% 13,7% 12,5% 40% 40% Tầ n số trung tâm (GHz) 1,54 5,39 12,8 10 10 - - 0,5 ≈0 ≈0 ≈0 ≈0 20  20 52,2  30,0 ng ng Hin ̀ h 12 Mô phỏng kiể m tra kế t quả ADS Tham sô S (dB) Biên đô ̣ (dB) Hê ̣ sô cân bằ ng ADS CST Pha (đô ̣) 21,5 ± 2,5 (loa ̣i 2) - -73,0 ± 2,0 (loa ̣i 3) n sô (GHz) Hin ̀ h 13 Kế t quả của cấ u trúc đề xuấ t Như kế t quả được thể hiêṇ ở Hiǹ h 13, bô ̣ chia đã đa ̣t được các tham số khá tố t ̣ số chia -3,8 dB, ̣ số phản xa ̣ ta ̣i đầ u vào nhỏ -15 dB dải tầ n 7,5 ÷ 11,5 GHz ta ̣i tầ n số trung tâm đa ̣t -33,5 dB, ̣ số phản ta ̣i đầ u nhỏ -10 dB dải tầ n 7,5 ÷ 11,5 GHz, ̣ sớ cách ly giữa cổ ng đầ u nhỏ -10 dB dải tầ n 7,5 ÷ 12,5 GHz, ̣ số cân bằ ng biên đô ̣ và cân bằ ng pha gầ n lý tưởng, dải thông 7,5 ÷ 11,5 GHz với tầ n số trung tâm 10 GHz, FBW 40% Kích thước toàn ma ̣ch (mm) IV [2] [3] [4] Nghiên cứu này Phân loa ̣i CSRR OCSRR HMSIW SIW chữ Y Cấ u trúc đề xuấ t Hê ̣ số chia (dB) -4 -4,3 -3,7 ± 0,5 -3,5 -3,8 ± 0,1 Hê ̣ số phản xa ̣ đầ u vào (dB) < -13 < -13 < -15 < -10 < -15 Hê ̣ số phản xa ̣ đầ u (dB) - - - > -7 < -10 ISBN 978-604-80-7468-5 72,0  43,5 KẾT LUẬN Trong bài báo này, chúng đã đề xuấ t cấ u trúc bô ̣ chia công suấ t siêu cao tầ n băng X có đô ̣ cách ly cao và phố i hợp đầ u tố t sử du ̣ng công nghê ̣ SIW được cải tiế n từ bô ̣ chia công suấ t SIW da ̣ng chữ Y bản nhằ m tâ ̣n du ̣ng ưu điể m của nó ̣ số chia, ̣ số phản xa ̣ đầ u vào, đô ̣ cân bằ ng biên đô ̣, đô ̣ cân bằ ng pha tố t và băng thông rô ̣ng Bằ ng cách thay đổ i sang da ̣ng xiên giảm mức tiń hiê ̣u phản xa ̣ về các cổ ng đầ u ra, ta ̣o vách ngăn tiń hiê ̣u từ cổ ng truyề n qua cổ ng giúp tăng ̣ số cách ly bằ ng cách khoét thêm khe chữ nhâ ̣t và cuố i cùng, mắ c điê ̣n trở cách ly để hấ p thu ̣ hế t các tiń hiê ̣u bức xa ̣ cấ u trúc ở thành khe chữ nhâ ̣t gây nên Qua đánh giá kế t quả mô phỏng của cấ u trúc đề xuấ t có thể thấ y cấ u trúc bô ̣ chia đề xuấ t có đô ̣ cách ly cao, phố i hợp tố t ở các cổ ng đầ u ra, ̣ số cách ly và ̣ số phản xa ̣ ta ̣i các cổ ng đầ u nhỏ -10 dB cả dải thông, đó các chỉ tiêu còn la ̣i vẫn đảm bảo ̣ số chia đa ̣t -3,8 dB, phố i hợp đầ u vào tố t, dải thông rô ̣ng (FBW 40%) và ̣ số cân bằ ng biên đô ̣ và cân bằ ng pha gầ n lý tưởng Kích thước của ma ̣ch khá lớn nhiên có thể giảm bằ ng cách giảm đô ̣ dài các đoa ̣n đường truyề n hoă ̣c thay đổ i chấ t nề n Bảng So sánh tham số của các cấ u trúc [1] 12  12 Bảng đã triǹ h bày, so sánh kế t quả đa ̣t được của mô ̣t số công triǹ h trước về bô ̣ chia công suấ t và của cấ u trúc đề xuấ t Từ kế t quả cho thấ y những ưu điể m của nghiên cứu này so với các công triǹ h trước ̣ số chia khá tố t, bằ ng phẳ ng toàn bô ̣ dải thông, phố i hợp tố t ta ̣i các cổ ng vào ra, dải thông rấ t rô ̣ng, ̣ số cân bằ ng biên đô ̣ và cân pha gầ n lý tưởng, cuố i cùng là cách ly tố t giữa các cổ ng đầ u Như vâ ̣y, cấ u trúc đề xuấ t đã đa ̣t được những chỉ tiêu đề Từ cấ u trú c trường thể hiê ̣n ở Hi ̀nh 10 có thể thấ y ki ́ch thích tín hiê ̣u ta ̣i cổ n g gầ n không có ti ́n hiê ̣u về cổ n g 3, điề u nà y chứng minh bô ̣ chia có đô ̣ cá ch ly cao, ngoà i cấ u trú c bô ̣ chia là ki ́n, hoà n toà n không có ti ́n hiê ̣u bứ c xa ̣ ngoà i, điề u nà y se ̃ đả m bả o cho quá triǹ h hoa ̣t đô ̣ng không có ả nh hưởng tương hỗ giữ a cá c phầ n tử siêu cao tầ n gây sai số thư c̣ tế , tăng chấ t lươṇ g của ̣ thố ng siêu cao tầ n Công trình 12  12 LỜI CẢM ƠN Nghiên cứu hỗ trợ phần công ty TNHH GIẢ I PHÁ P CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ VIỆT 291 Hội nghị Quốc gia lần thứ 25 Điện tử, Truyền thông Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2022) TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] D K Choudhary and R K Chaudhary, "A compact SIW based filtering power divider with improved selectivity using CSRR," 2017 Progress in Electromagnetics Research Symposium - Fall (PIERS - FALL), 2017, pp 1334-1337, doi: 10.1109/PIERS-FALL.2017.8293337 [2] M Danaeian, A Moznebi, K Afrooz, & A Hakimi, (2017) Miniaturized filtering SIW power divider with arbitrary power-dividing ratio loaded by open complementary split-ring resonators International Journal of Microwave and Wireless Technologies, 9(9), pp 1827-1832 doi:10.1017/S175907871700071X [3] B Liu, B Tian, Z Xie, S Xu and P Chen, "A novel image transition in half mode substrate integrated waveguide power divider design," Proceedings of 2011 Cross Strait Quad-Regional Radio Science and Wireless Technology Conference, 2011, pp 621-624, doi: 10.1109/CSQRWC.2011.6037027 [4] S Kurudere, “DESIGN OF SUBSTRATE INTEGRATED WAVEGUIDE BASED BANDPASS FILTERS AND POWER DIVIDERS”, Master's thesis, Department of Electrical and Electronics engineering, The graduate school of Engineering and Science of Bilkent University, 2013 [5] T Torgersen, “THEORY”, Wilkinson Power Divider A Miniaturized MMIC Lumped Component Equivalent, T.Torgersen Norwegian University of Science and Technology: Institutt for elektronikk og telekommunikasjon, 2009, pp 5-13 [6] S H Shehab, N C Karmakar and J Walker, "Substrate-IntegratedWaveguide Power Dividers: An Overview of the Current Technology," in IEEE Antennas and Propagation Magazine, vol 62, no 4, pp 2738, Aug 2020, doi: 10.1109/MAP.2019.2943308 ISBN 978-604-80-7468-5 292 ... 43,5 KẾT LUẬN Trong bài báo này, chúng đã đề xuấ t cấ u trúc bô ̣ chia công suấ t siêu cao tầ n băng X có đô ̣ cách ly cao và phố i hợp đầ u tố t sử du ̣ng công nghê ̣ SIW được... c̣ điể m đó, chú ng xin đề xuấ t cấ u trú c bô ̣ chia công suấ t có đô ̣ cá ch ly cao và phố i hơ p̣ đầ u tố t đươ c̣ cả i tiế n từ cấ u trú c bô ̣ chia SIW da ̣ng chữ Y [4]... doi:10.1017/S17590787170007 1X [3] B Liu, B Tian, Z Xie, S Xu and P Chen, "A novel image transition in half mode substrate integrated waveguide power divider design," Proceedings of 2011 Cross Strait Quad-Regional Radio