I. Tổng quan về bộ lọc hốc cộng hưởng đồng trục siêu cao tần
Bộ lọc hốc cộng hưởng là một thành phần không thể thiếu trong các hệ thống siêu cao tần, đặc biệt trong lĩnh vực kỹ thuật viễn thông. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc lọc tín hiệu, loại bỏ các tần số không mong muốn và chỉ cho phép tín hiệu có tần số mong muốn truyền qua. Luận án tiến sĩ này tập trung vào nghiên cứu phát triển các bộ lọc này, đặc biệt là dạng đồng trục, nhằm cải thiện hiệu suất và ứng dụng trong các hệ thống thông tin hiện đại. Các đặc tính chính của bộ lọc bao gồm dải thông, hệ số phản xạ, tổn hao trong dải thông, và độ dốc của đặc tuyến truyền đạt.
1.1. Đặc tính và tham số của bộ lọc
Các bộ lọc siêu cao tần được thiết kế dựa trên các tham số như dải thông, hệ số phản xạ, và tổn hao trong dải thông. Bộ lọc hốc cộng hưởng đồng trục có khả năng chịu đựng công suất cao và độ ổn định tốt, phù hợp cho các ứng dụng trong kỹ thuật viễn thông siêu cao tần. Các tham số cơ khí và điều kiện môi trường cũng được khảo sát để đảm bảo hiệu suất tối ưu của bộ lọc.
1.2. Phương pháp xây dựng bộ lọc
Phương pháp xây dựng bộ lọc thông dải từ bộ lọc thông thấp mẫu được trình bày chi tiết. Quy trình thiết kế bao gồm việc tổng hợp các phần tử cộng hưởng và tối ưu hóa các tham số để đạt được hiệu suất mong muốn. Các phương pháp tinh chỉnh như lý thuyết về độ trễ nhóm và tham số cực trị điện nạp cũng được áp dụng để cải thiện hiệu suất của bộ lọc.
II. Mô hình hóa và cấu trúc bộ lọc hốc cộng hưởng đồng trục siêu cao tần
Mô hình hóa hốc cộng hưởng là bước quan trọng trong quá trình thiết kế bộ lọc. Các mô hình này bao gồm hốc cộng hưởng đơn, ghép giữa hai hốc cộng hưởng, và ghép chéo giữa các hốc không liền kề. Các mô hình tương đương RLC được sử dụng để mô phỏng và phân tích hiệu suất của bộ lọc. Kỹ thuật đồng trục được áp dụng để thiết kế các bộ lọc có độ ổn định cao và khả năng chịu đựng công suất lớn.
2.1. Mô hình hóa hốc cộng hưởng
Mô hình hóa hốc cộng hưởng đơn bao gồm việc phân tích phân bố điện trường và từ trường trong hốc. Các mô hình ghép giữa hai hốc cộng hưởng liền kề và ghép chéo cũng được nghiên cứu để tạo ra các điểm không của hàm truyền (TZ0), giúp tăng độ dốc của đặc tuyến truyền đạt.
2.2. Thiết kế và mô phỏng bộ lọc
Quy trình thiết kế và mô phỏng bộ lọc hốc cộng hưởng được thực hiện bằng các phần mềm chuyên dụng. Các bước bao gồm tổng hợp bộ lọc, tối ưu hóa các tham số, và đánh giá hiệu suất thông qua các tham số tán xạ. Các kết quả mô phỏng cho thấy hiệu suất cao của bộ lọc trong các ứng dụng thực tế.
III. Cải tiến cấu trúc ghép giữa các hốc cộng hưởng đồng trục siêu cao tần
Các cải tiến trong cấu trúc ghép giữa các hốc cộng hưởng được đề xuất nhằm tăng hiệu suất và độ ổn định của bộ lọc. Các cấu trúc ghép điện từ và ghép kiểu C được nghiên cứu để tối ưu hóa hệ số ghép và tạo ra các điểm không của hàm truyền. Các đề xuất này được áp dụng trong thiết kế các bộ lọc cho các hệ thống LTE-A và gNodeB.
3.1. Cải tiến cấu trúc ghép điện từ
Các cải tiến trong cấu trúc ghép điện từ giữa các hốc cộng hưởng được đề xuất để tăng hệ số ghép và cải thiện hiệu suất của bộ lọc. Các mô hình mô phỏng cho thấy sự cải thiện đáng kể trong độ rộng băng tần ghép và độ ổn định của bộ lọc.
3.2. Ứng dụng trong thiết kế bộ lọc
Các cải tiến được áp dụng trong thiết kế các bộ lọc cho các hệ thống LTE-A và gNodeB. Các kết quả mô phỏng và thử nghiệm cho thấy hiệu suất cao của các bộ lọc được thiết kế theo các cấu trúc ghép cải tiến.
IV. Cải tiến cấu trúc hốc cộng hưởng đồng trục siêu cao tần công suất lớn
Các cải tiến trong cấu trúc hốc cộng hưởng được đề xuất để tăng khả năng chịu đựng công suất của bộ lọc. Các phân tích về đặc tính chịu đựng công suất của đường truyền đồng trục và các phương pháp thiết kế tăng độ chịu đựng công suất được trình bày chi tiết. Các cấu trúc đề xuất được áp dụng trong thiết kế các bộ lọc cho các trạm thu phát sóng vô tuyến.
4.1. Phân tích đặc tính chịu đựng công suất
Các phân tích về đặc tính chịu đựng công suất của hốc cộng hưởng và đường truyền đồng trục được thực hiện để đánh giá yêu cầu về độ chịu đựng công suất trong các hệ thống vô tuyến. Các phương pháp thiết kế tăng độ chịu đựng công suất cũng được nghiên cứu và đề xuất.
4.2. Ứng dụng trong thiết kế bộ lọc
Các cấu trúc đề xuất được áp dụng trong thiết kế các bộ lọc cho các trạm thu phát sóng vô tuyến. Các kết quả mô phỏng và thử nghiệm cho thấy hiệu suất cao của các bộ lọc được thiết kế theo các cấu trúc cải tiến.
