Tài liệu Thiết kế bộ lọc ba băng tần mới có thể điều khiển độc lập cho ứng dụng truyền thông không dây: Kỹ thuật điều khiển & Điện tử
N. Đ. Uyên, L. V. Hà, “Thiết kế bộ lọc ba băng tần ứng dụng truyền thông không dây.” 86
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...
9 trang |
Chia sẻ: quangot475 | Lượt xem: 275 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Thiết kế bộ lọc ba băng tần mới có thể điều khiển độc lập cho ứng dụng truyền thông không dây, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Kỹ thuật điều khiển & Điện tử
N. Đ. Uyên, L. V. Hà, “Thiết kế bộ lọc ba băng tần ứng dụng truyền thông không dây.” 86
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.
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
Cấu trúc của bộ lọc đ
ỏ gọn, đ
Như đ
ớc
ởng nửa b
Bộ cộng h
Bộ cộng h
ạn ch
Phân tích v
Các tín hi
tiên là b
ộ cộng h
êm h
ứu khoa học công nghệ
C
ơn gi
ã trình bày trong hình 1, b
M
ết quả l
ình
ên c
ấu
ư
ư
Hình
ạch
ư
ư
ở mạch.
ể đ
ới chế đ
ệu RF đi v
(1):
ứu KH&CN
trúc trên HFSS 15.0 c
ản v
ộ cộng h
ớc sóng. Cấu trúc v
ởng l
tương đương ch
ởng đoạn ch
ởng đoạn ch
ư
à, đi
à giá thành th
àm cho m
2. C
ợc áp dụng để phân tích chế độ chẵn lẻ cho bộ cộng h
ư: ba băng t
ấu trúc của bộ cộng h
Như đư
ỉ ra mạch t
ộ lẻ
ện áp thu đ
ư trong h
ư
ày 0.508 mm và tang t
ưởng h
ào hai ph
quân s
ợc đề xuất đ
êm ch
êm ch
2. C
ình ch
ạch nhỏ gọn.
ợc thể hiện trong h
ư
ự, Số
ẤU TRÚC CỦA BỘ LỌC
ần dải thông đ
ấp. Bộ lọc vi dải đ
òng l
ế độ lẻ (b); Mạch t
ữ thập
ữ thập đ
ương đương c
ợc bằng không tại mặt phẳng O
ình 2(b), do
ủa bộ lọc đề xuất với các bộ cộng h
ộ lọc bao gồm bộ cộng h
ữ nhật đoạn ch
ần đối xứng có độ lớn bằng nhau v
56, 08
ược tr
ặp mở đ
ư
ược đề xuất l
- 20
ình bày trong hình 1. C
ổn hao 0.0009.
ởng đoạn ch
ủa chế độ chẵn v
đó
18
ư
ược sử dụng để ghép các tín hiệu RF giữa
ình 2a, c
,
ợc điều chỉnh độc lập, độ
ược thiết kế tr
êm hình ch
ương đương ch
dẫn nạp đầu v
à m
êm hình ch
ột biến thể của bộ cộng h
ấu trúc đối xứng tự nhi
ưởng b
ên m
ữ thập v
à ch
ấu trúc bộ lọc có một
ên ngoài và bên trong.
ữ thập (a);
ế độ chẵn (c)
ế độ lẻ, t
-O’ t
ào đư
ư
ột chất nền với hằng
à sau đó là b
ạo ra một điểm đối
ởng đoạn ch
ợc thể hiện bởi
lựa chọn cao,
ưởng n
ương
à ngư
.
ộ cộng
ên trong
ày [12].
ứng.
ợc chiều
êm
ưởng
87
.
Kỹ thuật điều khiển & Điện tử
N. Đ. Uyên, L. V. Hà, “Thiết kế bộ lọc ba băng tần ứng dụng truyền thông không dây.” 88
, =
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 Yin,odd = 0. Do đó, tần số cơ bản cho cộng hưởng ở chế độ lẻ
được thể hiện bởi phương trình (2):
=
(2 − 1)
2
(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 (Lb , Lc).
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 Yin,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.
Nghiên c
Tạp chí Nghi
ph
hình 3.
a)
1mm.
2), t
lẻ (ph
b)
hiện trong h
vuông, hình tr
Ph
ần mềm HFSS. Cấu trúc với chiều d
Thi
Trong đó
Các t
ần số cộng h
Kết quả mô phỏng
Kết quả mô phỏng ảnh h
ần n
Đư
ết kế băng thông
Tần số cộn
ương tr
ứu khoa học công nghệ
ày bao g
ờng truyền đầu v
ần số
ên c
,
f
ình 4)
ình 4, hình 5 và hình 6. Trong các hình này, các
òn và d
ứu KH&CN
01, f
ư
ồm thiết
g hư
=
02
ởng nửa b
.
ởng mong muốn của bộ lọc đ
+
, f03
ấu tam giác đánh dấu biểu diễn
2
tương
Hình 4.
Hình 5.
quân s
k
ào và đ
ước sóng (ph
ư
ế ba băng thông của bộ lọc v
=
=
+ 2
ứng với tần số cộng h
ởng của
Ảnh h
ự, Số
ầu ra của bộ lọc có trở kháng đặc tính 50Ω.
(
(
Ảnh h
=
+
L
ư
56, 08
ài c
+
ương tr
3, L
ưởng của L
ởng của L
ủa các đ
6,
- 20
)
)
đư
và
18
= (
ợc cố định khoảng 50mm với chiều rộng
ình 5) và
L8
3
6
ường vi dải đ
ược tính bằng:
1.8
=
=
ư
về đáp ứng tần số của bộ lọc đ
f01
lên băng thông
lên băng thông
~2
(2
(3.
ởng chế độ lẻ c
, f
.2
.4~
2~
tần số cộng h
02, f
à mô ph
2.
3.5
03
ư
)
7
đư
tương
ỏng cấu trúc dựa tr
ợc thể hiện chi tiết trong
)
ờng vạch liền với h
.
.
)
ơ b
ư
ứng.
ản (ph
ởng c
ơ b
ương tr
ản chế độ
ược thể
89
ên
(6)
(7)
(8)
ình
ình
90
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
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
~
Và
ợc thể
Tần số cộng h
ữ thập v
ống bởi chiều d
ởng n
Có th
ổng thể của bộ cộng h
M
ản của bộ lọc đề xuất gồm bộ cộng h
ồn cấp đầu v
ản xạ S
N. Đ. Uyên, L. V. Hà, “Thi
2.7) GHz ph
ợc tính theo ph
ảnh h
ư
ưởng đoạn ch
ùy ch
ều d
ều chỉnh chiều d
8 để thu đ
ột bộ lọc vi ba ba băng tần với cấu trúc nhỏ gọn đ
ình 4 nh
ần số cộng h
hi
ởng thứ hai
à đư
ào
ể tóm tắt rằng bộ lọc ba băng tần có thể đ
21
phỏng đ
f
ư
ện trong mô phỏng ở h
ổi v
ọn bằng cách điều chỉnh độc lập kích th
đối với các dải thông khác đ
ài c
ư
ư
ở tần số cộng h
ận thấy rằng tăng chiều d
01 gi
ởng của chiều d
à th
ợc tính theo ph
ủa đ
ởng của bộ cộng h
ởng chế độ chẵn v
ược
ào/ đ
f03
ư
ảm
ụ thuộc v
ưởng của băng thông thứ ba
ài
ư
f03
ư
= 3.3 GHz. S
ước vật lý của các đ
ợc thể hiện trong h
, và ch
ư
f02
ương tr
(f02
ứ ba cố định.
êm hình ch
L8
ờng truyền của bộ cộng h
như th
ởng nửa b
ầu ra. Tần số trung tâm của ba băng thông y
Hình 6.
ởng của cấu trúc cộng h
của bộ lọc. Tuy nhi
)
tăng lên
ài L
ế độ chẵn c
ào toàn b
ình (7) [5]
càng nh
ưởng đoạn ch
3, liên quan t
ể hiện trong h
ưởng. Các giá trị tối
ết kế bộ lọc ba băng tần ứng dụng truyền thông không dây.
Ảnh h
ài b
ữ thập. Tần số có thể đ
ương tr
L
ư
ử dụng quy tr
ộ cộng h
ình 5. Có th
ỏ
8 l
ư
à c
4. THI
ớc sóng b
ư
ộ chiều d
, trong khi các t
ình (8). Nh
ần l
ởng nửa b
ộng h
ình
ởng của L
ơ b
.
ượt l
ược mô phỏng trong h
êm hình ch
ới chiều d
ẾT K
ường vi dải đ
8.
ài c
ản của nó l
ưởng thứ hai (
à 7.6mm; 8.6mm và 9.6 mm
ưởng chế độ lẻ đều bị ảnh h
ình 6.
ưởng đoạn ch
ên trong và ghép l
ấu trúc b
ên
ài c
ể nhận thấy rằng, khi
f03
ư
ước sóng b
Ế BỘ LỌC
ình thi
8
ưởng nửa b
,
ủa cấu trúc nửa b
ph
ư th
ư
ởng theo cách độc lập. Sự thay đổi chiều
ưu hóa đư
lên băng thông
tần số cộng h
ần số cộng h
ụ thuộc v
ước của đ
ể hiện
ợc thiết kế với các dả
ữ thập b
ài t
ết kế với sự hỗ trợ của phần mềm thiết
ư
ên
à băng thông
L
ược dịch chuyển trong một phạm vi
ổng thể L
ược đề xuất v
ợc tối
ngoài thì t
6) trên các băng thông khác nhau
trong hình 6, ch
ên trong (hình 5
êm ch
ợc thể hiện trong bảng I, v
K
ước sóng b
ào
ường truyền đoạn ch
ình 6.
ên ngoài không
ỏng nghi
ưu hóa đ
ỹ thuật điều khiển & Điện tử
ư
kích thư
a (hình 4), lúc
ữ thập b
êu c
.
f03
ởng
ư
L
ưởng thứ nhất gần nh
à thi
ần số cộng h
ít b
f
ớc sóng đồng nhất v
6 càng l
ư
êng không đ
ầu l
ể tối đa hoa tổn hao
ị thay đổi. Trong
ên trong l
02
ớc tổng thể của bộ
, và không có
i thông ph
). M
ởng lẫn nhau bằng
ết kế với cấu trúc
ên ngoài đư
à
trong ph
ỉ có
ảnh h
f01
ớn th
f03
ặc d
đầu khi thay
= 2 GHz,
ưởng c
ại tạo ra
ì t
êm hình
b
ụ thuộc
ưởng tới
ù
ạm vi
ần số
ị giảm
ảnh
cả hai
ợc kết
ộ g
à đáp
”
ơ
à
ư
iữa
f02
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
Ký hi
Sau khi t
=
ật của bộ lọc đề ra, 5 điểm truyền không của ba băng tần với vị trí của các tần số tại
ệu
w
w1
w2
d
h
L1
L2
2.2
ố h
ết quả
thông.
ứu khoa học công nghệ
và đ
ình h
ên c
ối
ộ d
ạng Vector Agilent N5245A. Các kết quả đo đ
mô ph
Hình 8.
ứu KH&CN
ưu hoá, b
ày
ọc đ
Giá tr
1.52
1.00
0.70
3.05
0.508
11.9
9.10
0.508 mm. Hình 8
ư
ư
ợc thiết kế nh
ỏng v
Hình
K
ị
ộ lọc đ
ợng tốt, chất nền l
ết quả so sánh của bộ lọc ba băng tần đ
quân s
à th
7.
ược thiết kế nhỏ gọn đ
ử nghiệm thu đ
Ảnh của bộ lọc ba băng đ
ự, Số
Đơn v
ư trong b
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
56, 08
B
ị
đưa ra
ảng
à Rogers RT/Duroid 5880 v
ảng 1. Bộ lọc đ
- 20
1.
ảnh của bộ lọc ba băng đ
ược ho
18
Kích thư
Ký hi
ứng, giúp cải thiện cả hai s
L
L
L
L
L
L
ư
àn toàn phù h
ệu
3
4
5
6
7
8
ợc chế tạo với quy tr
ư
ớc vật lý của bộ lọc ba băng tần
ư
ợc chế tạo
ợc chế tạo đ
ược thể hiện lại trong h
ược thiết kế
Giá tr
6.00
7.00
14.6
6.55
6.90
9.60
ợp với các y
.
ới hằng số điện môi
ư
ị
ợc chế tạo với các
ã đư
ình m
ợc đo bằng bộ
ư
.
ạch in hai
êu c
ờn của mỗi
Đơn v
mm
mm
mm
mm
mm
mm
ình 8.
ầu kỹ
91
.
ị
92
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
đư
Bảng 2 tr
Và đ
Trong đó, BW
ần số trung tâm của băng thông. Độ lựa chọn trong băng thông đ
Các k
ương t
N. Đ. Uyên, L. V. Hà, “Thi
ợc mô phỏng của bộ lọc trong khi các đ
Hình 9.
ộ lựa chọn K
ều n
ứng với băng tần thứ nhất, thứ hai v
ố hiệu suất
ạn băng thông
ựa chọn
ết quả đo đ
à th
ự (
ớc) và so sánh đư
ình bày m
ày có ngh
ư
ứ hai v
h
èn
K
èn (S
ợc tóm tắt v
ằng số điện môi, dải thông, tổn hao ch
đư
ết quả so sánh của bộ lọc ba băng tần đ
11
3dB
ư
ờng nét đứt m
ột số kết quả đo c
) và t
S đư
và BW
ĩa l
ợc của bộ lọc ba băng đ
à nh
à đo đ
ổn hao phản xạ (S
ợc cho bởi:
à vùng chuy
ỏ h
ợc đ
Ký hi
20dB
à trích xu
ơn 1dB t
f
IL
RL
FBW
K
ết kế bộ lọc ba băng tần ứng dụng truyền thông không dây.
ạc cuối c
là băng thông t
ưa ra trong b
ệu
0
S
àu h
Đơn v
ển tiếp c
ất trong bảng 2. Tổn hao ch
ại tần số trung tâm, độ lựa chọn cao
GHz
ùng c
ồng v
hi ti
=
ị
dB
dB
%
-
à màu xanh lá
ết của bộ lọc. B
21
=
à th
ảng 3.
ủa sản phẩm đ
ư
), băng thông phân đo
ại S
àng nh
ược chế tạo (suy hao của bộ kết nối /cáp đ
ứ ba. Bộ lọc thiết kế
B
Băng th
ờng liền m
ảng 2.
21=
ỏ th
èn, t
2.08
0.78
60
4.8
2.8
-3dB và S
ì s
K
ứ nhấ
cây th
àu xanh dương và màu nâu th
ược thiết kế sau khi tối
ự suy hao ngo
ổn hao phản xạ, băng thông 3 dB,
ết quả đo của bộ lọc ba băng tần
t
K
ược chế tạo đ
ên c
Băng th
ỹ thuật điều khiển & Điện tử
ể hiện các tham số S
ạnh các thông số phổ biến
21
èn t
ượt l
ạn đ
=-20dB, tương
ốt h
à 4.8%, 4.0% và 4.5%
đư
2.72
3.5
22
4.0
3.0
ư
ược cải thiện khi
ài d
ợc so sánh với các bộ
ứ hai
ư
ợc xác định bởi:
ơn trong d
ợc chỉ ra trong
ải c
KS
Băng th
ưu.
àng t
= 2.32 trong
ứng v
ốt.
ải thông
3.31
1
30
4.5
2.32
11
(10
ư
ứ ba
”
và
ể
(9)
)
à f0
KS
ợc
.
Nghiên cứu khoa học công nghệ
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] 2.4/3.5/5.2 0.99/1.24/2.46 20/40/10 5.6/7.6/5.8
[10] 1.8/2.7/3.3-4.8 2.2/2.1/1.3 >15 2.5/1.7/5
[11] 2.45/3.5/5.25 2/2.4/1.7 18/16/13 2.5/1.7/5
Bài báo 2/2.7/3.3 0.78/3.5/1 60/22/30 4.8/4.0/4.5
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
Kỹ thuật điều khiển & Điện tử
N. Đ. Uyên, L. V. Hà, “Thiết kế bộ lọc ba băng tần ứng dụng truyền thông không dây.” 94
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.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 10_uyen2_7174_2150439.pdf