Phân tích thiết kế và mô phỏng bộ lọc thông dải băng tần 3G
3.2.1. Các mode sóng trên vòng cộng hưởng
Hai mode sóng với hai tần số tách biệt nhau có thể được kích thích trên vòng cộng hưởng bằng cách làm mất cấu trúc đối xứng của vòng, như sử dụng các đường tiếp điện không đối xứng, hay thêm vào các nhánh đường truyền … Hai mode sóng là nghiệm của phương trình Maxwell cho mô hình vách từ của vòng cộng hưởng:
(3.1a) (3.1b) (3.1b) (3.1c) Và: (3.2a) (3.2b) (3.2c) Hiện tượng hai mode sóng có thể được giải thích trên mô hình vách từ như sau: Nếu một vòng cộng hưởng không bị xáo trộn cấu trúc và được tiếp điện đối xứng, thì chỉ một trong số các mode sóng suy biến được kích thích. Cả hai mode sóng được truyền theo hai chiều ngược nhau trên vòng cộng hưởng và trực giao với nhau nên không xảy ra ảnh hưởng tương hỗ. Tuy nhiên, nếu vòng cộng hưởng bị
xáo trộn cấu trúc đối xứng, thì hai mode sóng sẽ cùng bị kích thích và ghép tương hỗ với nhau.
+
Hình 3. 1 Mạch cộng hưởng dạng vòng
Các biểu thức (3.1) và (3.2) chưa giải thích được tại sao hiện tượng hai mode sóng chỉ xảy ra với các mode lẻ thay vì mode chẵn khi vòng cộng hưởng được thêm vào các nhánh hay được xẻ rãnh. Thêm vào đó, mô hình vách từ cũng không giải thích được hiện tượng này với điều kiện biên phức tạp. Hiện tượng hai mode sóng có thể được giải thích một cách đơn giản và tổng quát hơn nhờ mô hình đường truyền được trình bày trong Mục 2.3.1, bằng cách coi vòng cộng hưởng như hai mạch cộng hưởng giống nhau được nối song song. Nếu cấu trúc vòng không bị xáo trộn và được kích thích bằng các đường tiếp điện đối xứng, hai mạch cộng hưởng giống nhau sẽ có cùng kiểu đáp ứng tần chồng lấn lên nhau. Tuy nhiên, nếu một trong hai bộ cộng hưởng nửa sóng bị thay đổi, hai chế độ tần số khác nhau sẽ được kích thích và ảnh hưởng tương hỗ lẫn nhau. Để khảo sát trạng thái hai mode sóng, phân bố mật độ dòng điện trên một vòng cộng hưởng được gây xáo trộn cấu trúc bằng một tấm dẫn nhỏ phía trên bên phải, như trong Hình 3.1, sẽ được mô phỏng bằng phần mềm HFSS và kết quả được trình bày trong Hình 3.2. Cấu trúc vòng
cộng hưởng hình vuông được thiết kế sao cho mode sóng cộng hưởng cơ bản có tần số là 2 GHz, đế điện môi có và chiều dày .