Tên luận án:
NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN BỘ LỌC HỐC CỘNG HƯỞNG ĐỒNG TRỤC SIÊU CAO TẦN
Ngành:
Kỹ thuật Viễn thông
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án tập trung nghiên cứu và phát triển bộ lọc hốc cộng hưởng đồng trục siêu cao tần, một thành phần thiết yếu trong máy thu phát vô tuyến để loại bỏ tín hiệu không mong muốn. Mở đầu, luận án nêu bật tính cấp thiết của việc cải tiến bộ lọc hốc cộng hưởng do những hạn chế hiện có về mô hình hóa chi tiết, quy trình hoàn chỉnh, khả năng chịu đựng công suất (PH) và độ rộng băng tần. Mục tiêu nghiên cứu là cải tiến cấu trúc bộ lọc để nâng cao chất lượng, đặc tuyến truyền đạt và khả năng chịu đựng công suất, đồng thời mô hình hóa, xây dựng quy trình thiết kế, mô phỏng và chế tạo, tinh chỉnh chi tiết.
Các kết quả chính bao gồm ba nhóm đóng góp khoa học. Thứ nhất, luận án đề xuất các cải tiến cấu trúc ghép giữa hai hốc cộng hưởng: một đường kim loại nối giữa hai trụ cộng hưởng liền kề để tăng độ ghép nối và độ rộng băng tần ghép (CBW), đã được áp dụng thành công trong thiết kế bộ Duplexer Band 7 với BW 70MHz và cách ly TX-RX 97dB. Đồng thời, một cấu trúc ghép kiểu C cải tiến được đề xuất với ốc tinh chỉnh bổ sung, tạo thành thành phần tụ điện biến dung mới, giúp cải thiện độ dốc của bộ lọc và tinh chỉnh linh hoạt hơn. Thứ hai, luận án tập trung vào việc cải tiến cấu trúc hốc cộng hưởng nhằm tăng khả năng chịu đựng công suất (PH). Cấu trúc mới với khối nón cụt kim loại đặt phía trên hộp cộng hưởng hình trụ giúp giảm cường độ điện trường và cải thiện đáng kể PH, từ 148.9W lên 449.4W cho bộ lọc TX Band 3 (4G) và từ 682W lên 1028.85W cho bộ lọc gNodeB (5G, 3600-3800MHz). Cuối cùng, luận án hệ thống hóa quy trình thiết kế, mô phỏng, chế tạo và tinh chỉnh bộ lọc song công (Duplexer) đồng trục siêu cao tần hoàn chỉnh, đã được kiểm nghiệm qua việc thiết kế và chế tạo thử nghiệm bộ Duplexer Band 3, đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật cho trạm thu phát gốc 4G. Phạm vi nghiên cứu bao gồm bộ lọc thông dải hốc cộng hưởng đồng trục siêu cao tần hoạt động trong dải tần 1GHz – 12GHz, ứng dụng trong các hệ thống thông tin di động, phát thanh truyền hình, thông tin vệ tinh và Radar.
Mục lục chi tiết:
- MỞ ĐẦU
- 1. Tính cấp thiết của luận án
- 2. Mục tiêu, đối tượng, phương pháp và phạm vi nghiên cứu
- Mục tiêu nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu
- Phạm vi nghiên cứu
- 3. Các kết quả đạt được của luận án
- a) Cải tiến cấu trúc ghép giữa hai hốc cộng hưởng, cụ thể:
- b) Cải tiến cấu trúc hốc cộng hưởng nhằm tăng độ chịu đựng công suất (PH) của bộ lọc, cụ thể:
- c) Hệ thống hóa và xây dựng các bước thực hiện thiết kế, mô phỏng, chế tạo và tinh chỉnh một bộ lọc hốc cộng hưởng siêu cao tần hoàn chỉnh.
- 4. Cấu trúc của luận án
- Chương 1 – TỔNG QUAN VỀ BỘ LỌC HỐC CỘNG HƯỞNG ĐỒNG TRỤC SIÊU CAO TẦN
- 1.1 Tổng quan về đặc tính của bộ lọc hốc cộng hưởng đồng trục siêu cao tần
- 1.1.1 Bộ tham số đặc tuyến của bộ lọc
- 1.1.2 Các tham số về cơ khí và điều kiện môi trường
- 1.2 Phương pháp xây dựng bộ lọc thông dải từ bộ lọc thông thấp mẫu
- 1.2.1 Định nghĩa chung
- 1.2.2 Xây dựng bộ lọc thông dải từ bộ lọc thông thấp mẫu
- 1.2.3 Nguyên tắc tổng hợp bộ lọc
- 1.3 Quy trình thiết kế, mô phỏng bộ lọc hốc cộng hưởng đồng trục siêu cao tần
- 1.4 Phương pháp tinh chỉnh, tối ưu bộ lọc hốc cộng hưởng
- 1.4.1 Phương pháp tinh chỉnh bằng lý thuyết về độ trễ nhóm
- 1.4.2 Phương pháp tinh chỉnh dựa vào tham số cực trị điện nạp
- 1.5 Kết luận chương
- CHƯƠNG 2 – MÔ HÌNH HÓA VÀ CẤU TRÚC BỘ LỌC HỐC CỘNG HƯỞNG ĐỒNG TRỤC SIÊU CAO TẦN
- 2.1 Mô hình hóa hốc cộng hưởng
- 2.1.1 Hốc cộng hưởng đơn
- 2.1.2 Ghép giữa hai hốc cộng hưởng
- 2.1.3 Ghép giữa hai hốc cộng hưởng chéo
- 2.1.4 Tiếp điện cho bộ lọc hốc cộng hưởng (liên kết ngoài)
- 2.1.5 Mô hình tương đương của bộ lọc hốc cộng hưởng siêu cao tần
- 2.2. Mô hình hóa và thiết kế bộ lọc hốc cộng hưởng không khí ứng dụng trong máy thu phát LTE-A sử dụng hai liên kết chéo.
- 2.2.1 Tổng hợp bộ lọc hốc cộng hưởng LTE
- 2.2.2. Thiết kế, mô phỏng và đánh giá
- 2.3 Thiết kế bộ Duplexer có hốc cộng hưởng hình lục giác ứng dụng trong trạm thu phát gốc LTE-A
- 2.3.1 Phân tích lựa chọn topo của Duplexer
- 2.3.2 Phân tích thuộc tính và tính toán kích thước hốc cộng hưởng đơn
- 2.3.3. Mô phỏng bộ lọc LTE-A và duplexer
- 2.3.4. Thiết kế bộ lọc thông thấp đồng trục Band3
- 2.4 Chế tạo thử nghiệm bộ Duplexer, đo đạc và đánh giá
- 2.4.1 Chế tạo thử nghiệm, kết quả đo đạc
- 2.4.2. Đánh giá kết quả và thảo luận
- 2.5 Kết luận chương
- CHƯƠNG 3. MỘT SỐ GIẢI PHÁP CẢI TIẾN CẤU TRÚC GHÉP GIỮA HAI HỐC CỘNG HƯỞNG ĐỒNG TRỤC SIÊU CAO TẦN
- 3.1. Nghiên cứu đề xuất cải tiến cấu trúc ghép giữa hai hốc kề nhau
- 3.1.1. Phân tích, đánh giá yếu tố ảnh hưởng đến năng lượng trường điện từ
- 3.1.2. Đề xuất cấu trúc liên kết cải tiến
- 3.1.3 Áp dụng trong thiết kế bộ lọc hốc cộng hưởng
- 3.1.4 Đánh giá đề xuất
- 3.2 Nghiên cứu đề xuất cải tiến cấu trúc ghép kiểu C
- 3.2.1. Đề xuất cấu trúc cải tiến cấu trúc
- 3.2.2 Áp dụng trong thiết kế bộ lọc hốc cộng hưởng
- 3.2.3 Nhận xét đánh giá
- 3.3 Kết luận chương 3
- CHƯƠNG 4. CẢI TIẾN CẤU TRÚC HỐC CỘNG HƯỞNG ĐỒNG TRỤC SIÊU CAO TẦN CÔNG SUẤT LỚN
- 4.1 Phân tích về đặc tính chịu đựng công suất của bộ lọc
- 4.1.1. Đặc điểm về khả năng chịu đựng công suất của đường truyền đồng trục
- 4.1.2 Đánh giá yêu cầu về độ chịu đựng công suất trong máy thu phát sóng vô tuyến
- 4.1.3. Phân tích, tính toán thông số về khả năng chịu đựng công suất của bộ lọc (PH)
- 4.1.4 Tổng quan về các phương pháp thiết kế tăng độ chịu đựng công suất của bộ lọc
- 4.2 Đề xuất cấu trúc cải tiến đặc tính PH của bộ lọc
- 4.2.1 Cấu trúc đề xuất
- 4.2.2 Quy trình thiết kế bộ lọc đạt PH mong muốn
- 4.2.3 Áp dụng cấu trúc đề xuất vào thiết kế bộ lọc hốc eNodeB
- 4.2.4 Áp dụng cấu trúc đề xuất vào thiết kế bộ lọc hốc gNodeB
- 4.3 Kết luận chương
- KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
- Nội dung và các kết quả đạt được của luận án
- Đóng góp khoa học của luận án
- Hướng phát triển của luận án
- DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN