Tổng quan luận án

Nghiên cứu được trích xuất từ luận án tiến sĩ kỹ thuật của tác giả Trần Thị Trâm với đề tài "Nghiên cứu ứng dụng công nghệ vật liệu nền SIW để nâng cao chất lượng một số phần tử siêu cao tần trong đài ra đa", chuyên ngành Kỹ thuật Ra đa dẫn đường (mã số: 9 52 02 04), thực hiện tại Viện Khoa học và Công nghệ quân sự thuộc Bộ Quốc phòng, dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. TS Lê Vĩnh Hà và TS Dương Tuấn Việt (Hà Nội, 2023).

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Trong các hệ thống truyền thông vô tuyến băng rộng hiện đại và các hệ thống ra đa số sử dụng ăng-ten mạng pha tích cực (thực hiện đồng thời các chức năng cảnh giới, dẫn đường, chỉ thị mục tiêu và điều khiển hỏa lực), tuyến thu - phát và hệ thống ăng-ten - đường truyền siêu cao tần đóng vai trò quyết định đến hiệu năng tổng thể. Việc nâng cao chất lượng các phần tử siêu cao tần luôn là bài toán trọng tâm.

Các mạch vi dải truyền thống hoạt động tốt ở tần số thấp nhưng chịu tổn hao lớn khi lên dải sóng siêu cao tần và sóng milimet, đồng thời độ chính xác gia công đòi hỏi rất khắt khe. Ngược lại, các ống dẫn sóng kim loại cổ điển (Waveguide - WG) tuy có hệ số phẩm chất $Q$ cao và tổn hao thấp nhưng lại cồng kềnh, nặng nề, chi phí chế tạo cao và rất khó tích hợp trực tiếp với các vi mạch phẳng liền kề.

Công nghệ ống dẫn sóng tích hợp vật liệu nền (Substrate Integrated Waveguide - SIW) ra đời như một giải pháp dung hòa giữa ống dẫn sóng kim loại và công nghệ mạch phẳng. Tuy nhiên, phần lớn các công trình trên thế giới trước đây chỉ tập trung vào các dải tần số rất cao như băng Ka, băng V, băng Q phục vụ viễn thông, trong khi các dải tần hoạt động phổ biến của đài ra đa quân sự như băng S, băng C và băng X chưa được nghiên cứu đầy đủ. Thêm vào đó, việc kết hợp công nghệ SIW với các cấu trúc dải chắn điện từ trường (EBG) và cấu trúc mặt đế khuyết (DGS) nhằm tối ưu hóa diện tích, giảm tổn hao và mở rộng băng thông vẫn còn nhiều khoảng trống kỹ thuật cần giải quyết.

Mục tiêu nghiên cứu

Luận án xác định các mục tiêu cụ thể:

  1. Nghiên cứu cơ sở lý thuyết và công nghệ thực hiện các phần tử siêu cao tần trên vật liệu nền (EBG, DGS, SIW) để đề xuất các giải pháp nâng cao chất lượng phần tử siêu cao tần ứng dụng trong tuyến thu - phát của đài ra đa.
  2. Đề xuất giải pháp ứng dụng công nghệ SIW chế tạo:
    • Bộ lọc thông dải dạng ống dẫn sóng tích hợp vật liệu nền nửa chế độ (HMSIW) có suy hao thấp, kích thước nhỏ và độ chọn lọc cao.
    • Bộ di pha SIW cấu trúc chữ nhật 2 lớp có băng thông rộng, tổn hao thấp, cho phép điều khiển mức di pha bằng điện tử.
    • Bộ dao động điều khiển bằng điện áp (VCO) có tạp pha thấp ở băng tần X sử dụng bộ cộng hưởng SIW gây nhiễu chế độ kép.
  3. Đề xuất giải pháp kết hợp công nghệ SIW với công nghệ EBG và DGS nhằm thiết kế bộ lọc thông dải SIW-CPW băng C và băng X đạt dải thông rộng, độ chọn lọc cao và kích thước thu gọn.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: Các giải pháp nâng cao chất lượng của các phần tử siêu cao tần thụ động và tích cực, bao gồm bộ lọc thông dải (băng S, C, X), bộ di pha (băng X) và bộ dao động VCO (băng X) dùng trong đài ra đa.
  • Phạm vi nghiên cứu:
    • Ứng dụng công nghệ SIW độc lập để cải thiện hiệu năng bộ lọc, bộ di pha và bộ dao động.
    • Ứng dụng công nghệ SIW kết hợp với công nghệ EBG và DGS để nâng cao chất lượng các bộ lọc thông dải băng rộng ở dải tần số siêu cao tần (băng S, C, X).

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án đã tổng hợp các hướng nghiên cứu trong và ngoài nước về công nghệ vật liệu nền:

  1. Công nghệ dải chắn điện từ trường (EBG): Các công trình của Yang, Rahmat-Samii cùng nhiều nhóm nghiên cứu đã phân tích cấu trúc EBG tuần hoàn 1D, 2D và 3D. Cấu trúc EBG hình nấm (với mô hình mạch $LC$ tương đương) và EBG đồng phẳng (Uniplanar Compact - UC-EBG) được chứng minh có khả năng triệt tiêu sóng bề mặt và tạo dải chắn phản xạ đồng pha, ứng dụng trong việc tăng hệ số tăng ích và giảm bức xạ ngược của ăng-ten.
  2. Công nghệ cấu trúc mặt đế khuyết (DGS): Bắt nguồn từ EBG, DGS được thực hiện bằng cách khắc các hình dạng hình học (hình quả tạ, khe xoắn ốc, hình chữ H, chữ U, vòng hở CSRR...) trên mặt đế kim loại. DGS mang hai đặc tính cốt lõi là hiệu ứng chắn sóng và hiệu ứng đường truyền sóng chậm, giúp tăng điện cảm và điện dung tương đương, từ đó thu nhỏ kích thước hình học của phần tử.
  3. Công nghệ ống dẫn sóng tích hợp vật liệu nền (SIW): Các nghiên cứu nền tảng của Ke Wu và các cộng sự đã thiết lập mô hình chuyển đổi từ ống dẫn sóng lấp đầy điện môi (Dielectric Filled Waveguide - DFW) sang SIW thông qua hai hàng lỗ khoan kim loại định kỳ kết nối hai mặt phẳng dẫn điện.
  4. Các ứng dụng công nghệ vật liệu nền đã công bố:
    • Truyền thông sóng milimet (hệ thống Q-LINKPAN).
    • Hệ thống phân kênh, mạng không dây, cảm biến hình ảnh và thiết bị y sinh.
    • Các cấu trúc ăng-ten kích thước nhỏ, ăng-ten lưỡng cực, bộ lọc, bộ dao động và hệ thống thu phát ra đa MIMO ở các băng tần Ka, Q, V.

Khoảng trống nghiên cứu được luận án giải quyết: Phần lớn các nghiên cứu SIW trước đây tập trung ở tần số rất cao trên 30 GHz (băng Ka, V, Q) cho mục đích viễn thông. Khi áp dụng xuống các dải tần số cm thấp hơn của đài ra đa (băng S, C, X), cấu trúc SIW chuẩn gặp hạn chế lớn về kích thước vật lý cồng kềnh. Luận án đã giải quyết bài toán này bằng cách đề xuất các cấu trúc biến thể (nửa chế độ HMSIW, cấu trúc nhiều lớp 2 tầng) và giải pháp phối hợp lai giữa SIW với CPW, EBG và DGS để tối ưu hóa đồng thời kích thước, băng thông, suy hao chèn và tạp pha.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết và mô hình toán học

  • Lý thuyết trường điện từ trong ống dẫn sóng: Phương trình Maxwell xác định hằng số lan truyền phức $\gamma = \alpha + j\beta$. Sóng truyền trong SIW có chế độ cơ bản là chế độ sóng điện ngang $\text{TE}_{10}$, tương tự ống dẫn sóng chữ nhật truyền thống lấp đầy điện môi.
  • Quan hệ tương đương giữa SIW và DFW: Chiều rộng hiệu dụng $W_{\text{eff}}$ của ống dẫn sóng chữ nhật tương đương được xác định qua chiều rộng thực tế $W$, đường kính lỗ khoan $d$ và khoảng cách giữa các tâm lỗ khoan $s$ theo công thức thực nghiệm: $$\frac{W}{W_{\text{eff}}} \approx 1 + \frac{d}{W} \left[ 0.74 \left(\frac{s}{d}\right) - 0.44 \left(\frac{s}{d}\right)^2 \right]$$ với điều kiện giới hạn bức xạ: $d < \frac{\lambda_g}{5}$ và $s \le 2d$.
  • Cơ chế tổn hao trong SIW: Tổn hao tổng cộng gồm 3 thành phần chính: $$\alpha_{\text{total}} = \alpha_c + \alpha_d + \alpha_r$$
    • $\alpha_c$: Tổn hao do độ dẫn điện của kim loại (giảm khi chiều dày đế $h$ tăng).
    • $\alpha_d$: Tổn hao điện môi (phụ thuộc vào $\tan\delta$ và tần số).
    • $\alpha_r$: Tổn hao do bức xạ rò rỉ qua khe hở giữa các lỗ kim loại (được triệt tiêu khi chọn tỷ lệ $s/d$ và $d/\lambda_g$ hợp lý).
  • Nguyên lý gây nhiễu trong hốc cộng hưởng: Biến đổi tần số cộng hưởng $\Delta \omega / \omega_0$ dưới tác động của sự thay đổi hằng số điện môi $\Delta \varepsilon$, độ từ thẩm $\Delta \mu$, hoặc thay đổi hình học của hốc theo lý thuyết nhiễu loạn trường điện từ.
  • Mô hình dao động phản hồi và tạp pha Leeson: Xác định mối quan hệ giữa hệ số phẩm chất $Q$, độ trễ nhóm $\tau_d$ của mạch lọc phản hồi hốc cộng hưởng kép với việc suy giảm mật độ phổ tạp pha của bộ dao động VCO.

Phương pháp nghiên cứu

  • Phương pháp mô phỏng số: Sử dụng các công cụ phân tích toàn sóng 3D dựa trên phương pháp phần tử hữu hạn và tích phân hữu hạn miền thời gian/tần số (phần mềm chuyên dụng Ansoft HFSS, CST Studio Suite, ADS).
  • Phương pháp thực nghiệm:
    • Thiết kế mạch in trên các vật liệu nền cao tần chuyên dụng (Rogers RT/duroid 5880, Rogers 6035HTC).
    • Chế tạo mẫu thử nghiệm bằng công nghệ mạch in nhiều lớp và kỹ thuật mạ lỗ xuyên mạch.
    • Đo đạc thực nghiệm các tham số tán xạ ($S_{11}, S_{21}$), biên độ di pha, phổ tạp pha dao động và giản đồ bức xạ góc tà của ăng-ten mạng pha trong phòng thí nghiệm chuyên dụng và buồng hấp thụ sóng phản xạ.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về công nghệ vật liệu nền

Chương này phân tích tổng quan cấu trúc và nguyên lý của ba công nghệ vật liệu nền: EBG, DGS và SIW; làm rõ sơ đồ khối tuyến thu - phát của đài ra đa hiện đại và vị trí của các phần tử siêu cao tần.

Tiêu chí Công nghệ mạch phẳng (Microstrip) Ống dẫn sóng kim loại cổ điển (WG) Công nghệ SIW
Dải tần ứng dụng Tốt dưới băng Ku, kém hiệu quả ở tần số rất cao Lý tưởng cho tần số cao và công suất lớn Ứng dụng linh hoạt từ băng thấp đến băng V
Yêu cầu chế tạo Quy trình nghiêm ngặt ở tần số cao Gia công cơ khí chính xác, khó chế tạo Công nghệ PCB thông thường, dễ gia công
Chi phí chế tạo Tiết kiệm Rất đắt Vừa phải
Khả năng tích hợp Rất dễ tích hợp mạch phẳng Rất khó tích hợp với mạch phẳng Dễ dàng tích hợp với vi dải và linh kiện tích cực
Kích thước, khối lượng Rất nhỏ gọn, nhẹ Rất cồng kềnh, nặng Nhỏ gọn, phẳng
Hệ số phẩm chất $Q$ Thấp Rất cao Tốt
Khả năng chịu công suất Thấp Rất cao Tốt
Công nghệ Ưu điểm chính Nhược điểm chính Ứng dụng điển hình
EBG Thiết kế đa băng tần, dải siêu rộng, kích thước nhỏ gọn Khó chế tạo nếu chuyển sang cấu trúc phi đồng phẳng 3D Bộ lọc, ăng-ten, bộ cộng/chia công suất
DGS Hiệu ứng sóng chậm giúp thu nhỏ kích thước, dễ tạo dải chắn Cấu trúc phức tạp khó mô hình hóa giải tích Bộ lọc, ăng-ten mảng giảm tương hỗ
SIW Giữ được ưu điểm che chắn điện từ và hệ số $Q$ của WG, tích hợp phẳng Kích thước lớn ở tần số thấp (dưới băng S) Tuyến thu/phát ra đa, bộ lọc, di pha, VCO

Chương 1 cũng thiết lập các công thức giải tích xác định tần số cộng hưởng của hốc SIW hình chữ nhật (chế độ $\text{TE}{101}, \text{TE}{102}$) và hốc SIW hình tròn (chế độ $\text{TM}{010}, \text{TM}{110}$), làm tiền đề cho các thiết kế ở chương tiếp theo.

Chương 2: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ SIW để nâng cao chất lượng các phần tử siêu cao tần

Chương 2 trình bày ba giải pháp thiết kế cho ba phần tử siêu cao tần trọng yếu trong đài ra đa:

  1. Bộ lọc thông dải HMSIW băng tần S:

    • Sử dụng nguyên lý ống dẫn sóng tích hợp vật liệu nền nửa chế độ (Half-Mode SIW) cắt dọc theo mặt phẳng tương đương tường từ hở, giúp giảm gần 50% diện tích bề mặt so với SIW truyền thống trong khi vẫn duy trì đáp ứng tần số chế độ $\text{TE}_{10}$.
    • Thiết kế trên vật liệu nền Rogers 5880, tối ưu hóa kích thước lỗ khoan $d$ và khoảng cách $s$ để hạn chế tổn hao bức xạ.
    • Kết quả mô phỏng và đo đạc thực tế khẳng định bộ lọc đạt suy hao chèn thấp ($S_{21}$), suy hao phản hồi ($S_{11}$) tốt và độ chọn lọc biên dải cao, phù hợp module thu - phát ra đa băng S.

  2. Bộ di pha SIW chữ nhật 2 lớp băng tần X điều khiển điện tử:

    • Cấu trúc gồm 2 lớp SIW đặt chồng tầng, liên kết sóng thông qua các khe ghép ngang.
    • Sử dụng các trụ kim loại chèn trong lòng ống dẫn sóng tương đương mạng lọc thông cao chữ T, kết hợp với điốt biến dung/chuyển mạch để thay đổi pha truyền dẫn liên tục hoặc theo bước.
    • Vật liệu nền Rogers 6035HTC được sử dụng nhờ khả năng chịu đựng công suất cao.
    • Mẫu chế tạo thực tế hoạt động trong dải (7,5 - 9,5) GHz, ghép nối thử nghiệm thành công với mảng ăng-ten điều khiển số băng X, kiểm tra giản đồ bức xạ và góc quét búp sóng chính xác trong buồng hấp thụ sóng.

  3. Bộ dao động VCO băng tần X tạp pha thấp sử dụng bộ cộng hưởng SIW hốc tròn chế độ kép (DMCC):

    • Ứng dụng hốc cộng hưởng tròn SIW hoạt động ở chế độ kép ($\text{TM}_{110}$ degenerate modes) được kích hoạt phân tách nhờ lỗ khoan gây nhiễu tại góc tối ưu $\beta = 42^\circ$.
    • Cấu trúc tạo ra đỉnh trễ nhóm cực đại $\tau_d$ tại tần số dao động trung tâm, làm tăng hệ số phẩm chất tải của mạch hồi tiếp.
    • Kết quả thực nghiệm cho thấy mạch VCO có dải điều hưởng tần số ổn định theo điện áp $V_{\text{tune}}$, tạp pha giảm sâu rõ rệt so với các bộ dao động vi dải thông thường, thỏa mãn yêu cầu khắt khe của đài ra đa băng X.

Chương 3: Đề xuất giải pháp nâng cao chất lượng bộ lọc thông dải sử dụng công nghệ SIW kết hợp với công nghệ EBG và DGS

Chương này phát triển giải pháp kết hợp cấu trúc dẫn sóng đồng phẳng (CPW), cấu trúc dải chắn điện từ đồng phẳng (UC-EBG) và cấu trúc mặt đế khuyết (DGS) tích hợp trên nền SIW:

  1. Bộ lọc thông dải SIW-CPW băng tần C:

    • Cấu hình gồm 11 mắt lọc với các ô DGS/EBG phối hợp trên đường dẫn sóng CPW bên trong lòng cấu trúc SIW.
    • Khảo sát ảnh hưởng của các tham số: độ dày đế điện môi $h$, độ dày lớp mạ đồng $t$, đường kính $d$ và khoảng cách lỗ $s$.
    • Kết quả đo đạc trên mẫu chế tạo thực tế cho thấy băng thông được mở rộng, triệt tiêu hài bậc cao và tạo các điểm không truyền dẫn (Transmission Zeros - TZ) ở hai biên dải thông, nâng cao độ dốc chọn lọc.

  2. Bộ lọc thông dải SIW-CPW băng tần X:

    • Tối ưu hóa kích thước hình học $W_{\text{SIW}}$ và phân bố các mắt lọc cho dải tần số băng X.
    • Kết quả đo kiểm thực tế chứng minh sự trùng khớp cao giữa mô phỏng trường điện từ 3D và linh kiện gia công: suy hao chèn trong dải nhỏ, độ suy giảm ngoài dải chắn đạt sâu, đáp ứng yêu cầu chọn tần trong môi trường tác chiến điện tử phức tạp.

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp về mặt lý thuyết và học thuật

  1. Hoàn thiện phương pháp luận và cơ sở giải tích trong việc phân tích các chế độ truyền sóng, cơ chế tổn hao và hiệu ứng gây nhiễu hốc cộng hưởng đối với các biến thể SIW (HMSIW, SIW đa lớp, SIW hốc tròn chế độ kép).
  2. Xây dựng mô hình tính toán tích hợp giữa ống dẫn sóng SIW với các cấu trúc siêu vật liệu phẳng (EBG, DGS, CPW), thiết lập cơ chế tạo điểm không truyền dẫn để nâng cao độ chọn lọc cho bộ lọc thông dải.

Đóng góp về mặt kỹ thuật và thực tiễn

  1. Thiết kế và chế tạo thành công 4 phần tử siêu cao tần mới:
    • Bộ lọc thông dải HMSIW băng S có kích thước giảm một nửa và suy hao nhỏ.
    • Bộ di pha SIW 2 lớp băng X điều khiển bằng điện tử, tổn hao thấp, chịu công suất tốt, ứng dụng trực tiếp cho ăng-ten mảng pha quét búp sóng.
    • Bộ dao động VCO băng X có tạp pha thấp dựa trên bộ cộng hưởng hốc tròn SIW chế độ kép gây nhiễu góc tối ưu $42^\circ$.
    • Các bộ lọc SIW-CPW dải rộng băng C và băng X đạt độ dốc biên chọn lọc cao và suy hao phản hồi vượt trội.
  2. Cung cấp quy trình công nghệ chế tạo khả thi dựa trên dây chuyền mạch in PCB nhiều lớp tiêu chuẩn, giúp các cơ sở công nghiệp quốc phòng trong nước tự chủ thiết kế, sửa chữa và chế tạo nâng cấp các đài ra đa quân sự mà không phụ thuộc vào nguồn linh kiện nhập ngoại đắt đỏ.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Luận án tập trung giải quyết các bài toán ở dải tần số cm (băng S, C, X) cho các đài ra đa mặt đất và dẫn đường; chưa mở rộng đánh giá thực nghiệm ở dải sóng milimet (băng Ka, V, W). Khả năng chịu công suất cực đại của vật liệu nền hữu cơ trong chế độ phát xung công suất lớn vẫn cần thêm các thử nghiệm độ bền nhiệt dài hạn.
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    • Nghiên cứu ứng dụng công nghệ gốm đồng nung nhiệt độ thấp (LTCC) hoặc công nghệ vi cơ điện tử (MEMS) để tích hợp nguyên khối toàn bộ tuyến thu - phát lên một cấu trúc SIW đơn chip 3D.
    • Mở rộng cấu trúc sang các dải tần số cao hơn (băng Ka, sóng milimet) phục vụ các hệ thống ra đa bắt bám chính xác cao và tên lửa tự dẫn thế hệ mới.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu kỹ thuật có giá trị tham khảo cho:

  • Nghiên cứu sinh và học viên cao học ngành Kỹ thuật Ra đa dẫn đường, Kỹ thuật Viễn thông, Kỹ thuật Điện tử - Vô tuyến siêu cao tần (tham khảo phương pháp mô phỏng số 3D, quy trình tính toán kích thước SIW và phân tích tổn hao).
  • Kỹ sư thiết kế phần cứng cao tần tại các viện nghiên cứu, nhà máy công nghiệp quốc phòng (sử dụng trực tiếp các số liệu thiết kế, kích thước hình học và sơ đồ mạch in của bộ lọc HMSIW, bộ di pha 2 lớp, VCO và bộ lọc SIW-CPW).
  • Giảng viên đại học làm giáo trình chuyên đề về linh kiện siêu cao tần truyền dẫn sóng phẳng và siêu vật liệu nhân tạo (EBG, DGS).

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao công nghệ SIW lại phù hợp cho các đài ra đa hơn so với mạch vi dải truyền thống?

Mạch vi dải truyền thống ở dải tần siêu cao (băng S, C, X) bị suy hao bức xạ lớn và hệ số phẩm chất $Q$ thấp. SIW sử dụng hai hàng lỗ kim loại bao bọc tạo thành không gian truyền sóng kín tương tự ống dẫn sóng kim loại, giúp triệt tiêu bức xạ ngoài ý muốn, nâng cao hệ số $Q$, cải thiện khả năng che chắn điện từ và nâng cao độ ổn định pha của tín hiệu trong đài ra đa.

2. Cấu trúc HMSIW giúp giảm kích thước bộ lọc băng S như thế nào?

HMSIW (Half-Mode SIW) dựa trên nguyên lý đối xứng trường điện từ chế độ $\text{TE}_{10}$. Bằng cách cắt dọc một nửa ống dẫn sóng theo mặt phẳng trục giữa (mặt phẳng tường từ tương đương hở mạch), phân bố trường điện từ của chế độ sóng cơ bản vẫn được bảo toàn trong khi diện tích bề mặt và thể tích của bộ lọc giảm đi xấp xỉ 50%, giải quyết bài toán cồng kềnh của băng S.

3. Nguyên lý nào giúp bộ dao động VCO trong luận án đạt mức tạp pha thấp ở băng X?

Bộ dao động sử dụng hốc cộng hưởng tròn SIW chế độ kép (DMCC) bị gây nhiễu tại góc hình học tối ưu $\beta = 42^\circ$. Sự ghép nối này tạo ra độ trễ nhóm cực đại $\tau_d$ lớn trong mạch hồi tiếp chọn tần, giúp tăng hệ số phẩm chất tải và triệt tiêu các thăng giáng pha ngẫu nhiên theo mô hình Leeson, từ đó hạ thấp mức tạp pha ở đầu ra.

4. Việc kết hợp công nghệ EBG và DGS vào SIW trong Chương 3 mang lại ưu thế gì cho bộ lọc thông dải?

Việc kết hợp cấu trúc ô dải chắn UC-EBG và khe mặt đế khuyết DGS trên đường dẫn sóng CPW bên trong SIW giúp tạo ra các điểm không truyền dẫn (Transmission Zeros) ngay sát biên dải thông, làm tăng độ dốc chọn lọc tần số, mở rộng dải chắn ngoài băng và nén các hài bậc cao mà không làm tăng kích thước vật lý của bộ lọc.

Kết luận

Luận án của tác giả Trần Thị Trâm đã nghiên cứu toàn diện việc ứng dụng công nghệ vật liệu nền SIW kết hợp với EBG và DGS để nâng cao chất lượng các phần tử siêu cao tần trong đài ra đa. Tác giả đã làm chủ quy trình từ mô hình hóa giải tích, mô phỏng trường điện từ 3D đến chế tạo thực nghiệm các bộ lọc HMSIW băng S, bộ di pha 2 lớp băng X, bộ dao động VCO hốc tròn chế độ kép băng X và các bộ lọc thông dải SIW-CPW băng C và X. Các kết quả đo đạc thực tế khẳng định tính chính xác của các đề xuất lý thuyết, mở ra khả năng ứng dụng thực tế trong việc tự chủ thiết kế, chế tạo và nâng cấp các tổ hợp ra đa quân sự hiện đại.