Tóm tắt Luận án Nghiên cứu phát triển các bộ lọc siêu cao tần đa băng có khả năng điều chỉnh độc lập tần số cộng hưởng, ứng dụng trong hệ thống thông tin vô tuyến thế hệ mới

àn thiện, tuy nhiên 
qua tổng hợp và đánh giá một số công trình tiêu biểu, các nghiên cứu chưa tập 
trung vào khả năng thiết lập và điều chỉnh các tần số cộng hưởng của các băng 
tần một cách độc lập và đơn giản. 
1.3. Hướng nghiên cứu của luận án 
Hướng tập trung của luận án là nghiên cứu, đề xuất các cấu trúc cộng 
hưởng đa chế độ mới có khả năng đơn giản và độc lập trong thiết lập và 
điều chỉnh các tần số cộng hưởng của các băng tần sử dụng thiết kế, chế tạo 
bộ lọc siêu cao tần đa băng. 
1.4. Tiêu chí chung các bộ lọc siêu cao tần đa băng đề xuất 
- Các băng tần cho các công nghệ: trong dải quy định 4G (1,8GHz), 
WLAN (2,4GHz, 5GHz), WiMAX (3,5GHz); hoặc trong dải lựa chọn từ 5GHz 
đến 6GHz cho WLAN hoặc WiMAX. 
- Trong các băng tần -3dB ≥100MHz, IL≤ 3dB, RL≥14dB. 
- Rogers RO4003 εr=3,55, h=0,813mm, t=0,035mm, tanδ=0,0027. 
1.5. Kết luận Chương 1 
Chương 1 đã trình bày tổng quan về bộ lọc siêu cao tần đa băng, các 
phương pháp cơ bản để thiết kế bộ lọc siêu cao tần đa băng đã được tổng hợp 
và đánh giá khái quát qua các tài liệu nghiên cứu. Đề xuất hướng nghiên cứu 
của luận án, xây dựng tiêu chí chung. 
6 
Chương 2 
XÂY DỰNG CÁC CẤU TRÚC CỘNG HƯỞNG THIẾT KẾ BỘ LỌC 
SIÊU CAO TẦN ĐA BĂNG 
2.1. Các cấu trúc cộng hưởng cơ bản 
2.1.1. Bộ cộng hưởng ½ bước sóng 
Hình 2.1. Đoạn đường truyền mạch vi dải hở mạch đầu cuối. 
Tần số cộng hưởng: 
effL
c
f
02
2.1.2. Bộ cộng hưởng dây chêm hở mạch 
Hình 2.2. Cấu trúc của bộ cộng hưởng dây chêm hở mạch. 
Tần số cộng hưởng chế độ lẻ: 
effA
o
L
c
f
2
 , chế độ chẵn: 
effBA
e
LL
c
f
)2( 
2.1.3. Bộ cộng hưởng dây chêm ngắn mạch 
Hình 2.3. Phân tích cấu trúc dây chêm ngắn mạch theo chế độ chẵn, lẻ: (a) cấu trúc dây 
chêm ngắn mạch; (b) chế độ lẻ; (c) chế độ chẵn. 
Tần số cộng hưởng chế độ lẻ: 
effA
o
L
c
f
2
 , chế độ chẵn: 
effBA
e
LL
c
f
)2(2 
2.1.4. Bộ cộng hưởng chữ thập 
Tần số cộng hưởng chế độ lẻ: 
effA
o
L
c
f
2
 . 
Z0 
L0 
Zin ZL 
0 
0’ 
Z1 
Z2 LB 
LA 
Z1 
LA/2 
(b) 
Z1 
LB 
LA/2 
2Z2 
(c) 
0 
0’ 
Z1 
Z2 LB 
LA 
(a) 
7 
Tần số cộng hưởng chế độ chẵn: 
effBA
e
LL
c
f
)2(2
1
 ; 
effCA
e
LL
c
f
)2(
2
Hình 2.4. Phân tích cấu trúc chữ thập: (a) cấu trúc chữ thập; (b) chế độ lẻ; (c) chế độ chẵn; 
(d) chế độ chẵn 1; (e) chế độ chẵn 2. 
2.1.5. Nhận xét chung 
Các cấu trúc cộng hưởng cơ bản được trình bày ở trên có khả năng độc lập trong 
việc thiết lập và điều chỉnh các tần số cộng hưởng của các băng tần. 
2.2. Xây dựng cấu trúc cộng hưởng mới từ các cấu trúc cộng hưởng cơ bản 
thiết kế bộ lọc siêu cao tần đa băng 
2.2.1. Thiết kế bộ lọc siêu cao tần ba băng sử dụng cấu trúc kết hợp cộng hưởng 
½ bước sóng với cộng hưởng dây chêm ngắn mạch 
Hình 2.5. Cấu trúc kết hợp cộng hưởng ½ bước sóng với cộng hưởng dây chêm ngắn mạch. 
Tần số cộng hưởng đoạn mạch đường truyền ½ bước sóng: 
effL
c
f


02
Tần số cộng hưởng dây chêm ngắn mạch: 
effA
o
L
c
f
2
 ; 
effBA
e
LL
c
f
)2(2 
0 
LB 
(c) 
0’ 
Z1 
Z2 
LB 
LA 
LC Z3 
(a) 
Z1 
LA/2 
Z1 
LA/2 
2Z3 LC 
(b) 
Z1 
LB 
Z1 
LA/2 
2Z3 LC 
(e) (d) 
2Z2 
2Z2 
Zin,o Zin,e 
Zin,e1 Zin,e2 
LA/2 
Vào 
Z1 LA 
Z2 LB 
0-0’ 
L0=λg/2 
Ra 
 d 
W0 
W1 
W2 
8 
Bảng 2.1. So sánh số liệu mô phỏng với số liệu tính toán lý thuyết. 
Tần số 
cộng hưởng 
Độ dài 
Tính toán lý 
thuyết (mm) 
Kết quả mô phỏng 
(mm) 
fo=2,4GHz LA 37,51 37,70 
fe=1,8GHz LB 6,25 6,36 
fλ=3,5GHz L0 25,72 26,01 
Hình 2.6. Kết quả mô phỏng giá trị /S21/ của bộ lọc khi thay đổi giá trị khoảng cách d. 
2.2.2. Thiết kế bộ lọc siêu cao tần ba băng sử dụng cấu trúc cộng hưởng chữ 
thập biến đổi 
Hình 2.7. Cấu trúc cộng hưởng chữ thập biến đổi: 
(a) Cấu trúc chữ thập cơ bản; (b) Biến đổi đoạn dây chêm hở mạch LC thành vòng vuông; 
(c) Di chuyển vòng vuông lên trên. 
Cấu trúc cộng hưởng chữ thập biến đổi có ba tần số cộng hưởng: 
effA
o
L
c
f
2
 ; 
effBA
e
LL
c
f
)2(2
1
 ; 
effCA
e
LL
c
f
)2(
2
Z2 
LC 
LC 
LB 
2Z3 
0’ 
0 
Z1 
Z2 
LA 
(c) 
2Z3 
Z2 
(b) 
0 
Z1 
LB 
LA 
0’ 
0 
LB 
Z3 LC 
(a) 
Z1 LA 
0’ 
W1 
W2 
W3
’ W3 
9 
Bảng 2.2. So sánh So sánh số liệu mô phỏng với số liệu tính toán lý thuyết. 
Tần số 
cộng hưởng 
Độ dài 
Tính toán lý 
thuyết (mm) 
Kết quả mô phỏng 
(mm) 
fo=2,4GHz LA 37,51 37,70 
fe1=1,8GHz LB 6,25 6,36 
fe2=3,5GHz LC 6,97 7,24 
Hình 2.8. Kết quả mô phỏng các giá trị /S21/ của ba cấu trúc cộng hưởng chữ thập. 
2.2.3. Thiết kế bộ lọc siêu cao tần bốn băng sử dụng cấu trúc kết hợp cộng 
hưởng chữ thập biến đổi với cộng hưởng ½ bước sóng 
. 
Hình 2.9. Cấu trúc kết hợp cộng hưởng chữ thập biến đổi với cộng hưởng ½ bước sóng. 
Cấu trúc cộng hưởng chữ thập biến đổi có ba tần số cộng hưởng fo, fe1, fe2. 
Cấu trúc cộng hưởng ½ bước sóng tần số cộng hưởng thứ tư 
effL
c
f


02
 . 
Z1 LA 
2Z3 LC 
Z2 LB 
0-0’ 
L0=λg/2 
Vào Ra 
 d 
W0 
W1 
W3 
W2 
10 
Hình 2.10. Kết quả mô phỏng giá trị /S21/ của bộ lọc khi thay đổi giá trị khoảng cách d. 
2.2.4. Thiết kế bộ lọc siêu cao tần bốn băng sử dụng cấu trúc cộng hưởng chữ 
thập biến đổi thêm một đoạn dây chêm ngắn mạch 
. 
Hình 2.11. Cấu trúc cộng hưởng chữ thập biến đổi thêm một đoạn dây chêm ngắn mạch. 
Tần số cộng hưởng thứ tư do thêm đoạn mạch dây chêm: 
effDA
e
LL
c
f
)2(
3
2.3. Kết luận Chương 2 
Chương 2 trình bày các kết quả nghiên cứu, phân tích về các cấu trúc cộng 
hưởng cơ bản có khả năng độc lập trong việc thiết lập và điều chỉnh các tần số 
cộng hưởng của các băng tần. Dựa trên các cấu trúc cộng hưởng cơ bản, đề xuất 
bốn cấu trúc cộng hưởng mới có khả năng điều chỉnh tần số độc lập. 
W4 
Z3 
W3 
LC 
0 
Z1 
Z2 LB 
LA 
Z4 LD 
0’ 
Vào Ra W1 
W2 
11 
Chương 3 
THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG, ĐÁNH GIÁ CÁC BỘ LỌC SIÊU CAO TẦN 
ĐA BĂNG VỚI CÁC CẤU TRÚC CỘNG HƯỞNG ĐỀ XUẤT 
3.1. Cơ sở thiết kế, mô phỏng các bộ lọc siêu cao tần đa băng 
Bộ lọc siêu cao tần đa băng được thiết kế, mô phỏng và chế tạo dựa trên 
bốn cấu trúc cộng hưởng mới đề xuất trong Chương 2. Hai cấu trúc cộng hưởng 
được sử dụng cho thiết kế bộ lọc siêu cao tần ba băng và hai cấu trúc cộng 
hưởng cho bộ lọc siêu cao tần bốn băng. 
Các bộ lọc được thiết kế có theo các tiêu chí kỹ thuật chung: 
- Các băng tần cho các công nghệ: trong dải quy định 4G (1,8GHz), 
WLAN (2,4GHz, 5GHz), WiMAX (3,5GHz); hoặc trong dải lựa chọn từ 5GHz 
đến 6GHz cho WLAN hoặc WiMAX. 
- Trong các băng tần -3dB ≥100MHz, IL≤ 3dB, RL≥14dB. 
- Rogers RO4003 εr=3,55, h=0,813mm, t=0,035mm, tanδ=0,0027. 
3.2. Bộ lọc siêu cao tần ba băng sử dụng cấu trúc cộng hưởng kết hợp cộng 
hưởng ½ bước sóng với cộng hưởng dây chêm ngắn mạch 
3.2.1. Thiết kế, mô phỏng 
Bộ lọc siêu cao tần ba băng được thiết kế với các tần số trung tâm của các 
băng tần là 1,8GHz, 2,4GHz và 3,5GHz. Bộ lọc sử dụng cấu trúc cộng hưởng 
kết hợp cộng hưởng ½ bước sóng với cộng hưởng dây chêm ngắn mạch. 
Hình 3.1. Mô hình cấu trúc bộ lọc ba băng với cấu trúc cộng hưởng kết hợp cộng hưởng ½ 
bước sóng với cộng hưởng dây chêm ngắn mạch. 
Theo thiết kế, trên mô hình cấu trúc của bộ lọc có hai cổng vào/ra được 
phối hợp trở kháng 50 với các giá trị các giá trị L10 và W0. 
Vào 
S1 
L1 
L7 
L8 
L5 
W1 
W3 
L6 L2 L3 
L4 
W2 
S2 
S3 
L10 
L9 
W0 
Ra 
12 
Đoạn mạch chính LA=L1+L2+L3+L4+L5 trên cấu trúc cộng hưởng dây chêm 
ngắn mạch quyết định tần số cộng hưởng băng thứ hai fo=2,4GHz. 
Độ dài của đoạn dây chêm ngắn mạch LB=L6 trong cấu trúc cộng hưởng 
dây chêm ngắn mạch quyết định tần số cộng hưởng băng tần thứ nhất 
fe1=1,8GHz. 
Cấu trúc cộng hưởng ½ bước sóng bên ngoài L0=L7+L8+L9 tạo ra tần số 
cộng hưởng băng tần thứ ba fλ=3,5GHz hoàn toàn độc lập. 
Bảng 3.1. Giá trị các tham số vật lý của bộ lọc siêu cao tần ba băng với cấu trúc cộng hưởng 
kết hợp cộng hưởng ½ bước sóng với cộng hưởng dây chêm ngắn mạch. 
Tham số Giá trị (mm) Tham số Giá trị (mm) Tham số Giá trị (mm) 
L1 9 L7 9,9 W2 1,65 
L2 11,46 L8 16,5 W3 2 
L3 5,1 L9 23,4 S1 0,17 
L4 10,2 L10 6,5 S2 0,44 
L5 5,16 W0 1,78 S3 0,6 
L6 3,7 W1 1 
Đường kính ngắn mạch d=0,5mm, kích thước 27,28mm x 28,04mm. 
Hình 3.2. Đặc tuyến tần số của bộ lọc ba băng đề xuất. 
Bộ lọc siêu cao tần ba băng tần có các thông số kỹ thuật cơ bản trình bày 
trong Bảng 3.2: 
13 
Bảng 3.2. Các thông số kỹ thuật cơ bản của bộ lọc ba băng được thiết kế. 
Thông số kỹ thuật Đơn vị Băng 1 Băng 2 Băng 3 
Tần số trung tâm (f0) GHz 1,8 2,4 3,5 
Tổn hao chèn (IL) dB 2,18 2,52 2,77 
Tổn hao phản hồi (RL) dB 14,54 31,07 25,36 
Băng thông (BW) MHz 100 100 135 
Băng thông hiệu dụng (FBW) % 5,56 4,17 3,86 
Hệ số phẩm chất ngoài (Qe) f0/ f-3dB 18,00 24,00 25,92 
Độ chọn lọc tần số (K) -3dB / -20dB 0,48 0,46 0,35 
3.2.2. Đánh giá 
Bộ lọc siêu cao tần với cấu trúc cộng hưởng kết hợp giữa cộng hưởng ½ 
bước sóng với cộng hưởng dây chêm ngắn mạch tạo ra ba băng tần với các tần 
số cộng hưởng trung tâm 1,8GHz, 2,4GHz và 3,5GHz. Các đặc tính kỹ thuật 
của bộ lọc phù hợp với các chỉ tiêu chính, hệ số tổn hao chèn trong cả ba băng 
thông đều nhỏ hơn 3dB, hệ số phản hồi của băng tần thứ nhất đạt so với chỉ tiêu 
thiết kế (14,54dB) của băng thứ hai và thứ ba rất tốt (31,07dB và 25,36dB). 
Ưu điểm của bộ lọc là có khả năng đơn giản và độc lập trong thiết lập và 
điều chỉnh các tần số cộng hưởng trung tâm của ba băng tần. Hạn chế của cấu 
trúc đề xuất này là độ dài của cấu trúc cộng hưởng ½ bước sóng bên ngoài phụ 
thuộc vào kích thước vật lý của cấu trúc cộng hưởng dây chêm ngắn mạch bên 
trong, việc thay đổi độ dài không hoàn toàn tùy ý do ảnh hưởng đến việc phối 
ghép. Ngoài ra cấu trúc cộng hưởng ½ bước sóng cũng có thể tạo ra các hài có 
thể ảnh hưởng đến các giá trị tần số cộng hưởng của cấu trúc cộng hưởng dây 
chêm ngắn mạch bên trong, trong quá trình thiết kế cần phải tránh các ảnh 
hưởng này. 
3.3. Bộ lọc siêu cao tần ba băng sử dụng cấu trúc cộng hưởng chữ thập 
biến đổi 
3.3.1. Thiết kế, mô phỏng 
Bộ lọc siêu cao tần ba băng được thiết kế sử dụng cấu trúc cộng hưởng chữ 
thập biến đổi với các tần số cộng hưởng trung tâm 1,8GHz, 2,4GHz và 3,5GHz. 
Theo mô hình thiết kế, của bộ lọc có hai cổng vào/ra được phối hợp trở 
kháng 50 với các giá trị các giá trị L0 và W0. 
Đoạn mạch chính trong cấu trúc cộng hưởng chữ thập biến đổi 
LA=L1+L2+L3+L4 quyết định tần số cộng hưởng băng tần thứ hai fo=2,4GHz. 
14 
Đoạn dây chêm ngắn mạch LB=L5 trong cấu trúc cộng hưởng chữ thập biến 
đổi được sử dụng để lựa chọn tần số cộng hưởng băng thứ nhất fe1=1,8GHz. 
Hình 3.3. Mô hình cấu trúc bộ lọc ba băng với cấu trúc cộng hưởng chữ thập biến đổi. 
Độ dài ½ vòng vuông trong cấu trúc cộng hưởng chữ thập biến đổi 
LC=L6+L7 quyết định giá trị tần số cộng hưởng thứ ba fe2=3,5GHz. 
Bảng 3.3. Giá trị các tham số vật lý của bộ lọc siêu cao tần ba băng cấu trúc cộng 
hưởng chữ thập biến đổi. 
Tham số Giá trị (mm) Tham số Giá trị (mm) Tham số Giá trị (mm) 
L1 10,3 L6 5,5 W2 1 
L2 9 L7 8,3 W3 0,8 
L3 8,5 L0 12 S1 0,19 
L4 10,8 W0 1,78 S2 0,14 
L5 3 W1 1 
Đường kính của đoạn ngắn mạch d=0,5mm, kích thước vật lý của bộ lọc là 
21,16mm x 18,20mm. Các thông số kỹ thuật cơ bản của bộ lọc: 
Bộ lọc siêu cao tần ba băng tần có các thông số kỹ thuật cơ bản trình bày 
trong Bảng 3.4: 
Bảng 3.4. Các thông số kỹ thuật cơ bản của bộ lọc ba băng được thiết kế. 
Thông số kỹ thuật Đơn vị Băng 1 Băng 2 Băng 3 
Tần số trung tâm (f0) GHz 1,8 2,4 3,5 
Tổn hao chèn (IL) dB 1,54 1,16 1,92 
Tổn hao phản hồi (RL) dB 26,31 28,58 31,56 
Băng thông (BW) MHz 106 184 126 
Băng thông hiệu dụng (FBW) % 5,89 7,67 3,6 
Hệ số phẩm chất ngoài (Qe) f0/ f-3dB 16,98 13,04 27,78 
Độ chọn lọc tần số (K) -3dB / -20dB 0,36 0,40 0,27 
S2 W1 
S1 
W2 
L6 
Vào 
Ra 
L1 
L7 
L5 
W3 
L2 
L3 
L4 
L0 
W0 
15 
Hình 3.4. Đặc tuyến tần số của bộ lọc ba băng đề xuất. 
3.3.2. Đánh giá 
So với bộ lọc đề xuất trong Phần 3.3.1, bộ lọc này có các chỉ tiêu đặc tính 
kỹ thuật tốt hơn, trong cả ba băng tần hệ số tổn hao chèn đều nhỏ hơn 2dB, hệ 
số phản hồi đều lớn hơn 25dB. Cấu trúc cộng hưởng chữ thập biến đổi có khả 
năng phát triển tiếp thành cấu trúc cộng hưởng mới cho bộ lọc bốn băng. 
3.4. Bộ lọc siêu cao tần bốn băng sử dụng cấu trúc kết hợp cộng hưởng ½ 
bước sóng với cộng hưởng chữ thập biến đổi 
3.4.1. Thiết kế, mô phỏng 
Bộ lọc sử dụng cấu trúc kết hợp cộng hưởng ½ bước sóng với cộng hưởng 
chữ thập biến đổi với các tần số là 2,4GHz, 3,5GHz, 5,0GHz và 5,6GHz. 
Hình 3.5. Mô hình cấu trúc bộ lọc bốn băng với cấu trúc cấu trúc kết hợp cộng hưởng ½ 
bước sóng với cộng hưởng chữ thập biến đổi. 
Vào 
S1 
L1 
L7 
L8 
L
W2 
W1 
L6 L2 L3 
L
W2 
SSL13 
L9 
W0 Ra 
L1
L12 
L11 W4 
W3 
S4 
16 
Theo thiết kế, trên mô hình cấu trúc của bộ lọc có hai cổng vào/ra được 
phối hợp trở kháng 50 với các giá trị L13 và W0. 
Đoạn mạch chính LA=L1+L2+L3+L4+L5 trên cấu trúc cộng hưởng chữ thập 
biến đổi quyết định giá trị tần số cộng hưởng băng thứ hai fo=3,5GHz. 
Độ dài của đoạn dây chêm ngắn mạch LB=L6 được sử dụng để lựa chọn và 
điều chỉnh giá trị tần số cộng hưởng băng tần thứ nhất fe1=2,4GHz. 
Độ dài ½ vòng vuông trên cấu trúc cộng hưởng chữ thập biến đổi bằng 
LC=L11+2L12 quyết định giá trị tần số cộng hưởng fe2=5GHz. 
Cấu trúc cộng hưởng ½ bước sóng bên ngoài L0=L9+L10+L11+L12 quyết 
định tần số cộng hưởng băng tần thứ tư fλ=5,6GHz. 
Bảng 3.5. Giá trị các tham số vật lý của bộ lọc siêu cao tần bốn băng cấu trúc kết hợp cộng 
hưởng ½ bước sóng với cộng hưởng chữ thập biến đổi. 
Tham số Giá trị (mm) Tham số Giá trị (mm) Tham số Giá trị (mm) 
L1 9,8 L9 12,1 W3 0,28 
L2 5,5 L10 3,9 W4 1 
L3 4,7 L11 3,05 S0 0,2 
L4 6,5 L12 3,1 S1 0,15 
L5 4,1 L13 7,3 S2 0,6 
L6 3,3 W0 1,78 S3 0,5 
L7 5,01 W1 1,2 
L8 11,79 W2 0,5 
Đường kính của đoạn ngắn mạch d=0,5mm, kích thước vật lý của bộ lọc là 
18,56mm x 22,48mm. 
Hình 3.6. Đặc tuyến tần số của bộ lọc bốn băng đề xuất. 
17 
Bảng 3.6. Các thông số kỹ thuật cơ bản của bộ lọc bốn băng được thiết kế. 
Thông số kỹ thuật Đơn vị Băng 1 Băng 2 Băng 3 Băng 4 
Tần số trung tâm (f0) GHz 2,4 3,5 5 5,6 
Tổn hao chèn (IL) dB 1,57 2,05 2,27 1,39 
Tổn hao phản hồi (RL) dB 22,4 15,5 25,4 24,1 
Băng thông (BW) MHz 101 100 170 400 
Băng thông hiệu dụng (FBW) % 4,2 2,9 3,4 6,9 
Hệ số phẩm chất ngoài (Qe) f0/ f-3dB 23,7 35 29,4 14,5 
Độ chọn lọc tần số (K) -3dB / -20dB 0,47 0,45 0,58 0,15 
3.4.2. Đánh giá 
Bộ lọc siêu cao tần sử dụng cấu trúc kết hợp cộng hưởng ½ bước sóng với cộng 
hưởng chữ thập biến đổi đã tạo ra bốn băng tần độc lập với các tần số cộng hưởng 
trung tâm 2,4GHz, 3,5GHz, 5GHz và 5,6GHz. Các tần số cộng hưởng trung tâm của 
các băng tần được thiết lập và điều chỉnh hoàn toàn độc lập. Các chỉ tiêu kỹ thuật 
chính của bộ lọc đều đạt so với yêu cầu thiết kế, riêng băng tần thứ tư với tần số cộng 
hưởng trung tâm fλ quá rộng do khó điều chỉnh. Hạn chế của cấu trúc này là việc điều 
chỉnh dải thông của các băng tần phức tạp, đặc biệt là băng thứ tư do ảnh hưởng của 
việc ghép kết hợp giữa hai cấu trúc cộng hưởng. 
3.5. Bộ lọc siêu cao tần bốn băng sử dụng cấu trúc cộng hưởng chữ thập 
biến đổi thêm một đoạn dây chêm ngắn mạch 
3.5.1. Thiết kế, mô phỏng 
Bộ lọc được thiết kế sử dụng cấu trúc cộng hưởng chữ thập biến đổi thêm 
một đoạn dây chêm ngắn mạch có bốn tần số cộng hưởng trung tâm fe1, fo, fe2 fe3. 
Hình 3.7. Mô hình cấu trúc bộ lọc bốn băng với cấu trúc cộng hưởng chữ thập biến đổi 
thêm một đoạn dây chêm ngắn mạch. 
Ra 
S1 
W0 Vào 
L1 
L7 
L8 
L5 
W1 
W3 
L6 
L2 
L3 
L4 
W2 
S0 
S2 
S3 
S4 
L10 L0 
L9 W4 
18 
Hai cổng vào/ra được phối hợp trở kháng 50 với các giá trị L10 và W0. 
Đoạn mạch chính trong cấu trúc cộng hưởng chữ thập biến đổi 
LA=L1+L2+L3+L4 quyết định tần số cộng hưởng băng hai fo=2,4GHz. 
Khi tần số fo đã được lựa chọn, độ dài đoạn dây chêm ngắn mạch LB trong 
cấu trúc cộng hưởng chữ thập biến đổi sẽ được dùng để lựa chọn giá trị tần số 
cộng hưởng thứ nhất fe1=1,8GHz. Trong cấu trúc, giá trị độ dài L7 được sử dụng 
để lựa chọn và điều chỉnh tần số cộng hưởng fe1. 
Độ dài ½ vòng vuông trong cấu trúc cộng hưởng chữ thập biến đổi LC 
quyết định giá trị tần số cộng hưởng thứ tư fe2=5GHz. Theo thiết kế LC=L8+2L9, 
độ dài L9 được sử dụng để lựa chọn và điều chỉnh tần số fe2. 
Đoạn dây chêm hở mạch được thêm vào có độ dài LD=L5+ L6 quyết định 
giá trị của tần số cộng hưởng thứ ba fe3=3,5GHz. Độ dài L5 được sử dụng để 
điều chỉnh tần số fe3. 
Các tham số W0, W1, W2, W3 và W4 được sử dụng để điều chỉnh trở kháng 
đặc tính của các đoạn mạch. Các tham số S0, S1, S2, S3 và S4 là các hệ số ghép 
điện dung trên cấu trúc, được sử dụng để điều chỉnh đặc tính của các băng tần 
bộ lọc thiết kế. 
Với phương án thiết kế như vậy, việc thiết lập và điều chỉnh các tần số 
cộng hưởng trung tâm của ba băng tần cũng sẽ đơn giản và độc lập. 
Bảng 3.7. Giá trị các tham số vật lý của bộ lọc siêu cao tần bốn băng cấu trúc cộng hưởng 
chữ thập biến đổi thêm một đoạn dây chêm ngắn mạch. 
Tham số Giá trị (mm) Tham số Giá trị (mm) Tham số Giá trị (mm) 
L0 8,5 L7 2,3 W3 0,45 
L1 13,2 L8 2,1 W4 1 
L2 6 L9 3,6 S0 0,17 
L3 8,5 L10 10,1 S1 0,17 
L4 10,7 W0 1,78 S2 0,14 
L5 6,3 W1 1 S3 1,8 
L6 5,1 W2 0,75 S4 1,5 
Đường kính của đoạn ngắn mạch có giá trị d=0,5mm, kích thước vật lý của 
bộ lọc là 18,56mm x 22,48mm. 
Bộ lọc siêu cao tần bốn băng tần có các thông số kỹ thuật cơ bản trình bày 
trong Bảng 3.8: 
19 
Bảng 3.8. Các thông số kỹ thuật cơ bản của bộ lọc bốn băng được thiết kế. 
Thông số kỹ thuật Đơn vị Băng 1 Băng 2 Băng 3 Băng 4 
Tần số trung tâm (f0) GHz 1,8 2,4 3,5 5 
Tổn hao chèn (IL) dB 1,39 1,07 1,71 2,96 
Tổn hao phản hồi (RL) dB 30,34 23,75 21,70 27,67 
Băng thông (BW) MHz 109 168 120 120 
Băng thông hiệu dụng (FBW) % 6,06 7,00 3,43 2,40 
Hệ số phẩm chất ngoài (Qe) f0/ f-3dB 16,51 14,28 29,17 41,67 
Độ chọn lọc tần số (K) -3dB / -20dB 0,29 0,31 0,28 0,22 
Hình 3.8. Đặc tuyến tần số của bộ lọc bốn băng đề xuất. 
3.5.2. Đánh giá 
Bộ lọc siêu cao tần với cấu trúc cộng hưởng chữ thập biến đổi thêm một 
đoạn dây chêm ngắn mạch đã tạo ra bốn băng tần với các tần số cộng hưởng 
trung tâm 1,8GHz, 2,4GHz, 3,5GHz và 5GHz. Các tần số cộng hưởng trung 
tâm của các băng tần được thiết lập và điều chỉnh hoàn toàn độc lập. Các chỉ 
tiêu kỹ thuật chính của bộ lọc đều vượt trội vượt trội so với yêu cầu thiết kế. Cả 
bốn băng tần của bộ lọc đều có giá trị tuyệt đối hệ số tổn hao chèn nhỏ hơn 
2dB, hệ số phản hồi lớn hơn 20dB. Hệ số chế áp ngoài dải lớn hơn 30dB. 
3.6. So sánh, đánh giá các sản phẩm chế tạo 
Bốn mô hình cấu trúc cộng hưởng mới sử dụng thiết kế bộ lọc siêu cao tần 
đa băng được chế tạo thành các sản phẩm thực tế để so sánh, đánh giá kiểm tra 
kết quả nghiên cứu tính toán. 
20 
3.6.1. Bộ lọc siêu cao tần ba băng sử dụng cấu trúc cộng hưởng kết hợp cộng 
hưởng ½ bước sóng với cộng hưởng dây chêm ngắn mạch 
Hình 3.9. Sản phẩm chế tạo và giá trị /S21/. 
3.6.2. Bộ lọc siêu cao tần ba băng sử dụng cấu trúc cộng hưởng chữ thập biến 
đổi 
Hình 3.10. Sản phẩm chế tạo và giá trị /S21/. 
3.6.3. Bộ lọc siêu cao tần bốn băng sử dụng cấu trúc kết hợp cộng hưởng ½ bước 
sóng với cộng hưởng chữ thập biến đổi 
Hình 3.11. Sản phẩm chế tạo và giá trị /S21/. 
21 
3.6.4. Bộ lọc siêu cao tần bốn băng sử dụng cấu trúc cộng hưởng chữ thập biến đổi 
thêm một đoạn dây chêm ngắn mạch 
Hình 3.12. Sản phẩm chế tạo và giá trị /S21/. 
3.7. So sánh, đánh giá các cấu trúc cộng hưởng mới đề xuất 
Bảng 3.9. Tổng hợp so sánh, đánh giá các cấu trúc cộng hưởng đề xuất. 
TT 
Cấu trúc 
cộng hưởng 
Đặc điểm 
1 
Bộ lọc siêu cao tần 
ba băng sử dụng 
cấu trúc cộng 
hưởng kết hợp 
cộng hưởng ½ 
bước sóng với cộng 
hưởng dây chêm 
ngắn mạch. 
- Bộ lọc được thiết kế có ba tần số cộng hưởng trung tâm của ba 
băng tần được thiết lập và điều chỉnh độc lập. 
- Điều chỉnh đặc tính của các dải thông thông qua hệ số ghép giữa 
hai cấu trúc cộng hưởng và ghép nghiêng 0o. 
- Cấu trúc kết hợp ghép giữa hai cấu trúc cộng hư