Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g

8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g

1/68

Lời nói đầu

Bộ lọc tần số đóng vai trò quan trọng trong hệ thống thông tin bằng sóng

điện từ, nhất là trong thi đ!i hiện na", #hi công nghệ #hông $%" đang &h't tri(n)ột c'ch nhanh chóng* +h tần số sóng điện từ là ngu-n tài ngu".n có h!n và &h/i

đ01c chia s2* Bộ lọc có nhiệ) v3 &h%n t'ch ho4c #5t h1& c'c tần số #h'c nhau* 6.u

cầu quan trọng trong việc thi5t #5 c'c bộ lọc tần số đó là #h/ n7ng chống nhi8u gi9a

c'c t:n hiệu có tần số #h'c nhau* ;h0 va c'c công c3 h[ tr1

thi5t #5 bằng )'" t:nh FR\] toolsM, ch^ng h!n nh0 c'c &hần )_) )ô &h@ng tr0ng

điện từ đU t!o n.n )ột cuộc c'ch )!ng trong l`nh v?c &h%n t:ch thi5t #5 )!ch cao

tần*

LhIo $!ng đ'& =ng tần, ng0i ta chia bộ lọc tần số thành bốn lo!i Bộ lọc

thông thấ& FoPH&ass iltIr K +dM, Bộ lọc thông cao FGighH&ass iltIr K G+dM, Bộlọc thông $/i FBan$H&ass iltIr K B+dM và Bộ lọc chen $/i FBan$Hsto& iltIr K BJdM*

Lrong đó, bộ lọc thông $/i đóng vai trò gần nh0 quan trọng nhất trong c'c thi5t bD

thông tin $fng sóng điện từ và có l thu"5t &h%n t:ch thi5t #5 #h' &h=c t!&* - 'n

nà" nhằ) giCi thiệu )ột &h0Nng &h'& thi5t #5 bộ lọc thông $/i , vCi #h/ n7ng lo!i

b@ tần số ngoài $/i thông đ!t )=c cao nhất có th(*

ua đ%", tôi in ch%n thành c/) Nn +jJ,LJ ào ;gọc Rhi5n F Bộ )ôn GệLhống ki8n LhôngH Ahoa iện L ki8n Lhông K !i học B'ch Ahoa Gà ;ộiM đU

1


2/68

h0Cng $En t


3/68

;gà" na" vCi s? &h't tri(n c>a thi5t bD đi.n t và thi5t bD quang ngà" càng nh@ đi ,

c'c nhà #hoa học luôn luôn #hông ngừng h0Cng tCi công nghệ )Ci đ( tối 0u và thu

nh@ #:ch th0Cc c>a thi5t bD nhằ) th@a )Un nhu cầu ngà" càng cao c>a con ng0i *

- 'n nà" nhằ) giCi thiệu &h0Nng &h'& thi5t #5 )!ch lọc thông $/i b7ng thông hp&#:ch th0Cc nh@ $?a tr.n cấu trXc vòng cộng h0Vng* Lrong đ- 'n nà", )ột bộ lọc sW

đ01c thi5t #5 đ( ho!t động trong $/i tần j, tần số từ OG đ5n w OG,

b7ng thông tx lệ đ!t đ5n y* O!ch lọc đ01c )ô &h@ng và &h%n t:ch tr.n &hần

)_) GdJJ *

Mục lục

3


4/68

i nói đầu***************************************************************************************************************

Ló) tet đ- 'n***********************************************************************************************************

O3c l3c********************************************************************************************************************z

]anh s'ch hmnh vW****************************************************************************************************{]anh s'ch c'c từ vi5t tet******************************************************************************************|

B/ng đối chi5u thua )!ng si.u cao tần***************************************************

**** Oa tr


5/68

+h%n t:ch thi5t #5 và )ô &h@ng bộ lọc thông $/i b7ng tần j*******************************}

** jiCi thiệu********************************************************************************************************}

** RN sV thi5t #5 bộ lọc thông $/i b7ng thông hp&**********************************************}

*** R'c )o$I sóng tr.n vòng cộng h0Vng*****************************************************}** O!ch lọc thông $/i b7ng tần j*********************************************************************}z

Rh0Nng z***************************************************************************************************************{

A5t lu


6/68


7/68

Gmnh * z O!ch lọc cộng h0Vng $!ng vòng*************************************************************}}

Gmnh * } Rấu trXc đ0ng vi $/i gấ& #hXc t0Nng =ng vCi thành &hần )!ch điện*** *}{

Gmnh * { Oô hmnh )!ch lọc cộng h0Vng $!ng vòng**********************************************}w

Gmnh * w Gệ số tru"_n đ!t c>a )!ch lọc #hi tha" đi thông số $****************************}|Gmnh * | Gệ số tru"_n đ!t #hi tha" đi #ho/ng c'ch gi9a vòng cộng h0Vng*******}|

Gmnh * Gệ số tru"_n đ!t #hi tha" đi b_ $à" FPM c>a vòng cộng h0Vng ***********}

Gmnh * Gệ số hao ng01c J #hi tha" đi b_ $à" c>a đ5 ti5& điện********************}

Gmnh * Gệ số tru"_n đ!t #hi tha" đi b_ $ài c>a đ5 ti5& điện FPM**********************{

Gmnh * O!ch lọc thông $/i b7ng tần j Ftừ K w OGM* R'c #:ch th0Cc

có đNn vD ))***********************************************************************************************************{

Hình 3. 13 ết !"# m$ %h&ng h' () tổn h*+ ngưc - S 11 /à h' () t"yn t -

S 12 ********************************************************************************************************************{

Danh sách các từ i!t tắt

7


8/68

+RB +rintI$ Rircuit Boar$ B/ng )!ch in„d „a$io drIquInc" Lần số vô tu"5n điện… ocal …scillator Bộ $ao động nội

Qd QntIr)I$iatI drIquInc" Lrung tầnRJL Ro)&utIr Ji)ulation LIchnolog" Rông nghệ )ô &h@ng bằng

)'" t:nh;\ oP ;oisI \)&liiIr Bộ #hu5ch đ!i t!& %) thấ&

d]L] dinitI ]iIrIntal Li)I ]o)ain +h0Nng &h'& vi sai h9u h!n

thIo )i_n thi gianLO LransvIrsI OagnItic Jóng từ ngang

kJ†„ koltagI Jtan$ing †avI „atio Lx số sóng đ=ng v_ điện '&LSO LransvIrsI SlIctric OagnItic Jóng điện từ ngangJQ„ JtI&&I$HQ)&I$ancI „Isonator Bộ cộng h0Vng trV #h'ng

nh/" b


9/68

} Gigh&ass diltIr Bộ lọc thông cao{ Ban$sto& diltIr Bộ lọc chen $/iw Oicrostri& linI 0ng tru"_n vi $/i| RIll ‡, #hối nh@ OIsh 0Ci, s? t!o l0Ci

jrou& ]Ila" Lr8 nhó)

,hần m- đầu

( đ'& =ng nhu cầu thông tin )ọi lXc )ọi nNi, công nghệ tru"_n thông#hông $%" đang ngà" càng đ01c quan t%) nghi.n c=u và &h't tri(n* R'c thi5t bD

thông tin vô tu"5n đ01c thu nh@ #:ch th0Cc V )=c tối đa đ( t7ng #h/ n7ng t:ch h1&,

đ4c biệt là trong c'c hệ thống thông tin $i động và thông tin vệ tinh* O!ch lọc tần số

là thành &hần #hông th( thi5u trong c'c thi5t bD nà"* và h0Cng &h't tri(n c>a c'c cấu

trXc lọc #hông chˆ V việc c/i thiện đ4c t:nh ho!t động )à còn V s? nh@ gọn trong

#:ch th0Cc v


10/68

nghệ )!ch in F+RBM* R'c gi/i &h'& thu nh@ #:ch th0Cc )!ch lọc thông $/i bao

g-) s $3ng đ5 điện )ôi có hằng số điện )ôi lCn, ha" b2 cong c'c đ0ng $/i $En

c>a c'c cấu trXc lọc tru"_n thống, ha" nghi.n c=u đ0a ra c'c cấu trXc lọc có #:ch

th0Cc nh@ gọn hNn* Lrong đó gi/i &h'& th= ba đang đ01c quan t%) &h't tri(n và đ!tđ01c nh9ng #5t qu/ nhất đDnh*

Oột trong nh9ng cấu trXc đ01c '& $3ng cho việc thi5t #5 c'c bộ lọc đó là cấu

trXc cộng h0Vng $!ng vòng* Rấu trXc nà" #hi đ01c #:ch th:ch sW g%" n.n hiện t01ng

cộng h0Vng hai )o$I sóng* Giện t01ng nà" là) cho )ột vòng cộng h0Vng ho!t

động giống nh0 hai bộ cộng h0Vng ri.ng rW* i_u nà" đ-ng ngh`a vCi việc, n5u )ột

)!ch lọc b


11/68

.h/0n$ 1

2i3i thi+u

1414 "5 l6c tần s%7 ai tr8 à s9 :hát tri;n

Bộ lọc tần số là )ột bộ l?a chọn tần số, cho &hƒ& t:n hiệu trong )ột $/i tần

)ong )uốn đi qua và ch4n l!i nh9ng t:n hiệu trong $/i tần #h'c* LhIo $!ng đ'&

=ng tần, ng0i ta chia bộ lọc tần số thành bốn lo!i bộ lọc thông thấ&, bộ lọc thông

cao, bộ lọc thông $/i và bộ lọc chen $/i* Gai lo!i bộ lọc đầu ti.n cho &hƒ& t:n hiệu

trong toàn bộ $/i tần &h:a $0Ci và &h:a tr.n tần số cet đi qua, còn hai lo!i bộ lọc còn

l!i cho &hƒ& tru"_n qua ho4c ch4n l!i t:n hiệu trong )ột $/i tần nhất đDnh nằ) gi9a

11


12/68

tần số cet tr.n và tần số cet $0Ci* Gmnh * )ô t/ $!ng đ'& =ng tần và # hiệu sN đ-

#hối c>a từng lo!i bộ lọc*

Gmnh *

Bốn lo!i bộ lọc* th$ng th4% 6

th$ng c*+ c th$ng 7#i

7 ch8n 7#i.Bộ lọc là thành &hần

#hông th( thi5u trong c'c hệ thống #hai th'c tài ngu".n tần số sóng điện từ, bao

g-) từ thông tin $i động, thông tin vệ tinh, ra$ar, đDnh vD $E đ0ng, c/) bi5n vàc'c hệ thống #h'c* kCi s? ti5n bộ c>a thông tin và c'c =ng $3ng tr.n n_n vô tu"5n

điện, &h tần có h!n c>a sóng điện từ &h/i chia s2 cho ngà" càng nhi_u hệ thống*

L:n hiệu điện từ c>a từng hệ thống chˆ đ01c giCi h!n trong )ột #ho/ng &h tần nhất

đDnh* R'c bộ lọc đ01c $fng đ( l?a chọn và giCi h!n t:n hiệu trong #ho/ng tần số đó*

RhXng đóng nhi_u vai trò #h'c nhau trong )ột hệ thống, nh0 trong Gmnh * là sN

đ- )ột )'" thu &h't vô tu"5n*

12


13/68

Hình 1. 2 ơ : kh)i c;* một máy th" %hát /$ t"yến (+ng c$ng .

+hần sN đ- #hối &h:a tr.n th?c hiện ch=c n7ng thu, còn &hần &h:a $0Ci th?c

hiện ch=c n7ng &h't* Gai ch=c n7ng nà" s $3ng chung )ột antIn, )ột bộ song

công F$u&lIIrM và bộ $ao động nội F…M* Ró th( thấ", nhi_u bộ lọc đ01c s $3ng

trong hệ thống và th?c hiện c'c nhiệ) v3 #h'c nhau* Rh^ng h!n nh0 trong &hần

thu, bộ lọc &h:a sau ;\ đ01c $fng đ( ch4n tần số /nh và tần số rò rˆ từ đ0ng

tru"_n* ;5u #hông có s? ng7n ch4n nà", t:nh hiệu tần số /nh cZng sW đ01c đi

uống trung tần FQdM và g%" ra nhi8u, là) gi/) tx số t:n hiệu tr.n t!& %) FJŠ;M c>ahệ thống* Jau bộ trộn tần, bộ lọc thông thấ& sW #h đi thành &hần #hông )ong

)uốn trong t:n hiệu sau trộn cZng nh0 tần số rò từ bộ $ao động nội* Lrong &hần

&h't, )ột bộ lọc đ01c đ4t gi9a bộ trộn và bộ #hu5ch đ!i công suất đ( l?a chọn tần

số )ong )uốn và lo!i b@ c'c tần số #h'c đ01c t!o ra sau bộ đi tần l.n* R/ #hối

&h't và #hối thu đ_u s $3ng chung )ột bộ song công g-) hai )!ch lọc thông $/i*

Oột bộ lọc có $/i thông là $/i tần thu, đ01c $fng đ( l?a chọn tần số cho bộ thu và

#h c'c t:n hiệu #h'c tru"_n đ5n bộ thu* kCi bộ lọc #ia, tần số trung t%) là tần số

&h't, bộ lọc nà" sW giX& lo!i b@ nhi8u và tần số gi/ ngoài b7ng* thu"5t v_ )!ch lọc lần đầu ti.n đ01c đ_ uất )ột c'ch độc l


14/68

+h0Nng &h'& tha) số /nh đ01c &h't tri(n vào nh9ng n7) bVi

Ra)&bIll, ~obIl và )ột vài ng0i #h'c* +h0Nng &h'& nà" giX& %" $?ng c'c )!ch

lọc th3 động s $3ng linh #iện tha) số ta $/i thông và $/i

chen #hi s $3ng &h0Nng &h'& nà"* km th5 n5u ".u cầu độ ch:nh 'c nhi_u hNn thm

&h0Nng &h'& nà" #hông đ/) b/o* thu"5t v_ tn hao In t@ ra thông $3ng và có hiệu qu/ hNn &h0Nng &h'&

tha) số /nh đ01c ]arlington và RauIr đ_ uất vào n7) * k_ cN b/n, l thu"5t

nà" sW ấ& ˆ c'c đ4c t:nh c>a )!ch lọc bằng hà) tru"_n đ!t, và %" $?ng n.n )ột

)!ch điện th@a )Un hà) tru"_n đ!t đó* ;h0 va )!ch lọc tng h1& )!ch điện s $3ng

đ'& =ng tần đU đ01c 0Cc l01ng bằng hà) tru"_n đ!t* Lu" nhi.n, &h0Nng &h'& nà"

ch0a đ01c chX nga" $o ".u cầu )ột #hối l01ng t:nh to'n #hng l-* Rho đ5n gi9a

nh9ng n7) }, &h0Nng &h'& nà" )Ci bet đầu đ01c '& $3ng rộng rUi* kCi s? ti5n

bộ c>a c'c hệ thống )'" t:nh tốc độ cao, &h0Nng &h'& tn hao In $ần $ần trV n.n

thông $3ng hNn c/ &h0Nng &h'& tha) số /nh* +h0Nng &h'& nà" sW đ01c đ_ ca đ- 'n*

Rfng vCi s? hoàn thiện c>a l thu"5t, c'c thi5t #5 )!ch lọc đ01c &h't tri(n

từ c'c )!ch cộng h0Vng tha) số t


15/68


16/68

OItho$M, &h0Nng &h'& vi sai h9u h!n )i_n thi gian Fd]L]HdinitI ]iIrIncI

Li)I ]o)ainM đU đ01c &h't tri(n trong nh9ng n7) gần đ%"* Rfng vCi s? uất hiện

c>a c'c công c3 )ô &h@ng tr0ng điện từ s $3ng c'c &h0Nng &h'& tr.n, #5t qu/

)ô &h@ng trV n.n đ'ng tin cn AG" 7ài /à tương )i h+àn thi'n.

T"y nhiJn /i'c nghiJn cK" các AF th"yết m?i /Ln tiế% tMc ưc thc hi'n t+ng thOi

gi*n gBn Gy 7* tJn nhPng %hương %há% tnh t+án cơ 6#n nhCm t+ * nhPng

16


17/68

c4" tQc AEc kch thư?c gEn nhR /à kh# năng chEn AEc tBn () t)i ư" nh4t. Sác AF

th"yết này ( ưc tình 6ày chi tiết hơn t+ng các chương (*".

.h/0n$ <

.0 s- lC thu!t


18/68

Ah'i niệ) si.u cao tần FOicroPavIM $fng đ( chˆ sóng điện từ $ao động đi_u

hòa có tần số trong #ho/ng từ OG đ5n jG, vCi chi_u $ài b0Cc sóng

t0Nng =ng từ Ž cŠ ) tCi Ž ))* Jóng điện từ vCi tần số tr.n jG đ5n

jG gọi là $/i sóng )ili)ItIr &h tần &h:a tr.n $/i sóng )ili)ItIr là c>a tiah-ng ngo!i, vCi b0Cc sóng từ ) đ5n ))* B.n tr.n $/i tần c>a tia h-ng ngo!i

là &h tần c>a 'nh s'ng nhmn thấ" đ01c, &h tần c>a tia c?c t:) và sau đó là tia Œ*

B.n $0Ci $/i &h si.u cao tần là $/i tần vô tu"5n điện F„a$io drIquInc" K „dM*

„anh giCi gi9a $/i tần vô tu"5n điện và $/i si.u cao tần th0ng #hông cố đDnh* km

th5 thIo ngh`a rộng, c'c =ng $3ng cao tần th0ng đ01c hi(u là c'c thi5t bD, hệ thống

điện ho!t động trong $/i tần từ #G đ5n jG* ]/i tần nà" đ01c chia thành

c'c b7ng tần nh@ hNn, nh0 trong Gmnh * •€*

Hình 2. 1 Uhổ tBn () c;* (=ng i'n tD c*+ tBn V1W


19/68

-*

Hình 2. 2 ưOng t"yn /i 7#i. * S4" tQc hình hEc. 6 UhGn 6) tưOng

ji/ s #hông có đ5 điện )ôi (ϵ r=1) , đ0ng tru"_n lXc nà" sW trV thành

đ0ng $%" song hành vCi hai $/i $En &h^ng c'ch nhau )ột #ho/ng là h FO4t

&h^ng nối đất có th( đ01c lo!i b@ thIo ngu".n l /nh g0NngM •€* Lrong tr0ng h1&

nà", ta có )ột đ0ng tru"_n sóng LSO đNn gi/n, vCi v


20/68

đ0ng tru"_n sóng LSO hoàn toàn, vm va sóng LSO trong vfng điện

)ôi là c /√ ϵ r , nh0ng v


21/68


22/68

Hình 2. 3 Zng c*+ tBn h*i c[* -6)n cc

ối vCi )ột )!ch cao tần, việc đo c0ng độ $òng điện và điện '& đôi #hi #hông

quan trọng bằng đo công suất vào và ra* O4t #h'c, V tần số si.u cao, việc đo điện '&

và $òng điện th0ng chˆ cho nh9ng đ!i l01ng nh0 tx số sóng đ=ng FJ†„M, hệ số

&h/n !T Lha) số $8 đo nhất là công suất tCi và công suất &h/n !, đi_u #iện thl t0Vng là #hi )!ng ca đ01c &hối h1& t/i* ;g0i ta đDnh ngh`a c'c bi5n số

a1 ,b1 và a2 , b2 , trong đó * bi(u thD (=ng c$ng ("4t t?i và 6 bi(u thD cho (=ng

c$ng ("4t %h#n \* Oối quan hệ gi9a c'c bi5n công suất và điện '&, $òng điện là

V =√ Z 0(a+b)

I = 1

√ Z 0(a−b) vCi n F*|aM

Ga"

a=1

2 ( V √ Z 0+√ Z 0 I )

b=1

2 ( V √ Z 0+√ Z 0 I ) vCi n F*|bM

kCi c'c đDnh ngh`a bi5n số tr.n, công suất t!i ca n là

!=1

2 ℜ (V " I

¿ )=1

2(aa

¿−bb¿) F*M

22


23/68

]ấu F‘M th( hiện gi' trD li.n h1& &h=c* ‰ đ%" có th( thấ" a a¿ /2 là công

suất tCi ca n, còn bb¿ /2 là công suất &h/n ! t!i ca n*


24/68

R'c tha) số S11 và S22 đ01c gọi là hệ số &h/n !, còn S12 và S21

đ01c gọi là hệ số tru"_n đ!t* R'c tha) số t'n ! th0ng là c'c số &h=c n.n đ01c

bi(u $i8n $0Ci $!ng bi.n độ và &ha* ji' trD bi.n độ th0ng đ01c đi sang đNn vD

$IcibIls F$BM*

Sm=|Sm|e jϕm

|Sm|[#B ]=20 log|Sm|#B m, n = 1; 2 (2.8)

ối vCi bộ lọc, ng0i ta đDnh nghà hai tha) số sau

$ A=−20log|Sm|#B m, n ] F) ’ nM

$ %=20log|S|#B n ] F*M

Lrong đó $ A là tn hao In gi9a ca n và ca m, $ % là t hao ng01c t!i

ca n* ;goài ra, ng0i ta còn đDnh nghà tx số sóng đ=ng v_ điện '& FkoltagI

Jtan$ing †avI „atio K kJ†„M nh0 sau

VSW%= 1+|S|1−|S| F*M

Ahi )ột t:n hiệu đ01c tru"_n qua )ột )!ch l?a chọn tần số nh0 )!ch lọc,

t:n hiệu V đầu ra sW có )ột #ho/ng tr8 nhất đDnh so vCi t:n hiệu V đầu vào* Lha) số

tr8 quan trọng cần đ01c I) ƒt trong bộ lọc là tr8 nhó), ha" tr8 đ0ng bao t:nhiệu, đ01c đDnh nghà là

& #=−# ϕ21#ω FsM F*M

Lha) số t'n ! có )ột số t:nh chất quan trọng #hi &h%n t:ch )!ng cao tần*

ối vCi )!ng hai ca t0Nng h[S12=S21

* ;5u )!ng hai ca là đối =ng, thm ngoài

24


25/68

t:nh chất t0Nng h[, còn có S11=S22 * ji/ s )!ng hai ca #hông có tn hao, tng

công suất tru"_n qua và công suất &h/n ! trV l!i &h/i bằng tng công suất tCi* Dnh

lua nó đ_u li.n

quan đ5n trV #h'ng*

;goài ra ng0i ta còn đDnh ngh`a )a tr


26/68

Ahi đ'nh gi' )ột hệ thống g-) nhi_u )!ng hai ca ghƒ& nối thIo #i(u nối

ti5& ho4c song song, )a tr


27/68

Hình 2. b Zng h*i c[* n)i tBng /à mng h*i c[* tương ương

kCi cấu hmnh nối ghƒ& nh0 tr.n, ta có

[V 1 I 1 ]=[V 1*

I 1* ] và [V 2 I 2 ]=[V 2

* *

I 2* * ]

Đầu vào c>a )!ng N là đầu ra c>a )!ng Nd , n.n

[ V 2*

− I 2* ]=[V 1

**

I 1* * ]

LhIo F*wM ta có

[V 1*

I 1* ]=[ A * B* ( * ) * ]"[ V 2

*

− I 2* ] và [V 1

**

I 1* * ]=[ A # B( # D]" [ V 2

* *

− I 2* * ]

Oối quan hệ gi9a điện '& và $òng điện V hai đầu cuối c>a hệ thống là

[V 1 I 1 ]=([ A*

B*

( * )

* ] "[ A # B( # D]) "[ V 2− I 2]=[ A B( ) ]" [V 2− I 2] F*M

27


28/68

;h0 va c'c thành

&hần )!ch điện #hông còn bi5n thi.n tu"5n t:nh thIo tần số n9a* kiệc thi5t #5 )!ch

lọc si.u cao tần &h/i t:nh đ5n c'c tha) số &h%n t'n tr.n )!ch* Lu" nhi.n V tần số

t0Nng đối thấ& và $/i tần hp&, c'c thành &hần tha) số &h%n t'n vEn có th( đ01c ấ&

ˆ $0Ci $!ng c'c linh #iện tha) số t


29/68

Hình 2. 5 á% Kng tBn c;* 6)n A+i mch AEc AF tưengf* AEc th$ng th4% 6 AEc th$ng c*+ c AEc th$ng 7#i 7 AEc ch8n 7#i


30/68

O!ch lọc thông thấ& có th( đ01c đ4c tr0ng bVi tần số chuYn hóa =ω/ωc

vCi ωc là tần số cet, và đ'& =ng tần đ01c đ4c trung bVi tha) số tn hao In gi9a

$ ( )= 1

|+ ( )|2 F*M

;goài ra, $() còn đ01c bi(u $iện thông qua hà) đa th=c - . ( ) , vCi

N là ba )!ch lọc thông thấ&*

$ ( )=1+k 2 - . ()

F*M

kCi # là hằng số, li.n quan đ5n độ g1n c>a đ'& =ng tần trong $/i thông* kiệc

l?a chọn - . ( ) tf" thuộc vào ".u cầu v_ #h/ n7ng lo!i b@ tần số ngoài $/i thông

và độ g1n đ'& =ng tần cho &hƒ& trong $/i thông* Lhông th0ng có hai $!ng Bộ lọc

&h^ng tối đa F)ai)all" latM ha" còn gọi là bộ lọc ButtIrPorth và bộ lọc có g1n

đ-ng đ_u FIqualHri&&lIM ha" còn gọi là bộ lọc RhIb"shIv*

ối vCi bộ lọc ButtIrPorth, tn hao In gi9a bằng

$ ( )=1+k 22 . F*M

Ròn đối vCi bộ lọc RhIb"shIv

$ ( )=1+k 2+ . 2 () F*zM

vCi + . ( ) là đa th=c RhIb"shIv ba )!ch lọc thông thấ& ba )!ch lọc RhIb"shIv t7ng nhanh hNn V $/i tần &h:a tr.n tần

30


31/68

số cet so vCi )!ch lọc ButtIrPorth* ;ói c'ch #h'c, bộ lọc RhIb"shIv có đ4c t:nh

lọc $ốc hNn, gần hNn vCi $!ng đ4c t:nh lọc c>a bộ lọc l t0Vng nh0 trong Gmnh *}*

Hình 2. á% Kng tBn c;* mch AEc th$ng th4% 6" a"ttj+th 6 ki>" Sh6y(h/.

Gmnh *| là hai $!ng )!ch lọc thông thấ& #i(u ba ngu-n và t/i*

Hình 2. Zch AEc th$ng th4% 7ng 6


32/68

ối vCi )!ch lọc RhIb"shIv, gi/ s cho tr0Cc gi' trD $c t!i c=1 ,

hằng số k có th( đ01c t:nh nh0 sau

$c=10log (1+k 2

) F*{M

Ba )!ch lọc RhIb"shIv N đ01c 'c đDnh từ ".u cầu v_ độ su" hao

trong $/i chen thIo đ- thD trong tài liệu tha) #h/o •€* R'c gi' trD /k đ01c t:nh

nh0 sau

/1

= 2a1

sinh( β2 . ) F*waM

/k = 4ak −1ak

bk −1/k −1k =2,3,0,. F*wbM

/ . +1={ 1 v? i . 2 2k 2+1−2k √ 1+k 2 v ? i.cho F*wcM

Lrong đó

β=ln ( (√ 1+k 2+1)

(√ 1+k 2−1) ) , ak =sin( 2k −12 . π )

bk

=sinh2

( β

2 .

)+sin2

(kπ

.

)


33/68

F =ω/ωc M* ”& $3ng &h0Nng &h'& tr.n vào việc t:nh to'n thi5t #5 c'c $!ng lọc

#h'c nh0 thông cao, thông $/i ha" chen $/i trong )i_n tần số th?c, ng0i ta s

$3ng )ột &hƒ& bi5n đi tần số đ( đ0a đ- thD đ'& =ng tần trong )i_n tần số chuYn

hóa v_ )i_n tần số –* Rfng vCi đó là )ột &h0Nng &h'& bi5n đi trV #h'ng đ-ng

thi gi9a trV #h'ng ngu-n t/i vCi điện #h'ng c>a c'c thành &hần )!ch lọc* JN đ-

)!ch lọc thông $/i hai ca và đ- thD tha) số tn hao In thIo tần số đ01c )ô t/

trong Gmnh * và Gmnh *

Hình 2. 9 ơ : mch AEc th$ng 7#i hình 6a )!ch lọc thông thấ& sang

tần số th?c c>a )!ch lọc thông $/i

=ω0

ωc2−ωc 1 (ω

ω0−

ω0

ω ) vCi ω0=√ ω1ω2 F*|M

33


34/68

Lừ hmnh *, có th( thấ" c'c thành &hần điện $ung và điện c/) trong )!ch

lọc thông thấ& sW đ01c bi5n đi thành c'c nh'nh cộng h0Vng pS song song và nối

ti5& trong )!ch lọc thông $/i, vCi đi_u #iện tn hao In t!i tần số cet tr.n và tần số

cet $0Ci c>a )!ch thông $/i &h/i bằng gi' trD tn hao In t!i c=1 c>a )!ch

thông thấ& ban đầu* ;h0 v


35/68

Hình 2. 11 ơ : kh)i 6ộ 6iến ổi te kháng -* /à 6ộ 6iến ổi 7Ln n% -6

Z a= 4

2

Z b3' a=

5 2

' b F*M

Œƒt )ột )!ng bao g-) &hần t $En n!& ' p(ω) đ4t gi9a hai bộ bi5n đi

trV #h'ng nh0 trong Gmnh *a* LrV #h'ng vào nhmn từ hai đầu c>a )!ng bằng

4 2' p(ω) cZng bằng trV #h'ng nối ti5& Z s (ω ) * ;h0 va c'c bộ bi5n đi có

th( giX& chu"(n )!ch lọc có sN đ- nh0 Gmnh * thành )ột )!ch lọc chˆ bao g-)

c'c bộ công h0Vng nối ti5& ho4c song song* uan trọng hNn, nó giX& cho việc tri(n

#hai c'c bộ lọc cao tần trV n.n thu


36/68

Hình 2. 12 aiến ổi tương ương giP* thành %hBn te kháng n)i tiế% /à 7Ln n%

(+ng (+ng ([ 7Mng các 6ộ 6iến ổif * te kháng - 6 7Ln n% -q

Gmnh *a và *b •€ )ô t/ hai $!ng )!ch lọc thông $/i s $3ng bộ bi5n đi

trV #h'ng và bi5n đi $En n!&* Lrong tr0ng h1& th= nhất, )!ch chˆ bao g-) c'c bộ

cộng h0Vng nối ti5& vCi điện #h'ng 6 k (ω) , và gi9a hai bộ cộng h0Vng li.n ti5&

nhau 6 k (ω) và 6 k +1(ω) là )ột bộ bi5n đi trV #h'ng 4 k , k +1(ω) * Lrong

tr0ng h1& th= hai, chˆ có c'c bộ cộng h0Vng song song vCi điện n!& Bk (ω)

đ01c nối vCi nhau qua c'c bộ bi5n đi $En n!& 5 k , k +1(ω) * R'c bộ cộng h0Vng

th0ng là c'c cấu trXc ống $En sóng ha" đ0ng tru"_n si.u cao tần có c'c gi' trD

tha) số &h%n t'n* R'ch t:nh gi' trD và q cZng đ01c cho trong hmnh*

36


37/68

Hình 2. 13 Zch AEc th$ng 7#i th*m () %hGn tán ([ 7Mng các 6ộ 6iến ổi V1W


38/68


39/68

Lrong tr0ng h1& vòng hmnh vuông, )[i đo!n có th( đ01c I) nh0 )ột đ0ng

tru"_n* Z 1 và Z 2 lần l01t là c'c h0Cng tọa độ t0Nng =ng vCi c'c đo!n 21 và

22 * kòng đ01c ti5& điện bVi )ột ngu-n điện '& r t!i )ột đi() có Z 1,2a Z 1,2 và gi' trD điện '& r đ01c chọn tf" * ối vCi )ột đ0ng

tru"_n có tn hao, điện '& và $òng điện tr.n hai đo!n đ01c t:nh nh0 sau

+¿(e− jβ Z 1+ 7 1 (0 )e jβ Z 1)

V 1 ( Z 1 )=V 0¿ F*aM

+¿ (e− jβ Z 2+ 7 2 (0 )e jβ Z 2 )

V 2 (Z 2)=V 0¿ F*bM

V 0+¿

Z 0(e

− jβ Z 1− 7 1 (0 ) e

jβ Z 1)

I 1 (Z 1)=¿F*cM

V 0+¿

Z 0(e

− jβ Z 2− 7 2 (0 ) e

jβ Z 2)

I 2 (Z 2 )=¿F*$M

Lrong đó+¿e− jβ Z 1,2

V 0¿ là sóng tru"_n đi thIo h0Cng +Z 1,2 , còn

+¿ 7 1,2 (0 ) e jβ Z 1,2

V 0¿ là sóng &h/n ! l!i thIo h0Cng −Z 1,2 ˜ là hằng số lan tru"_n

7 1,2 (0 ) là hệ số &h/n ! t!i Z 1,2=0 và Z 0 là trV #h'ng đ4c tr0ng c>a vòng*

L!i tần số cộng h0Vng, tr.n cấu trXc vòng sW t-n t!i sóng đ=ng* Rhi_u $ài nh@ nhất

c>a vòng cộng h0Vng có #h/ n7ng là) uất hiện sóng đ=ng tr.n nó có th( 'c đDnh

đ01c từ vD tr: )à t!i đó bi.n độ sóng có gi' trD lCn nhất* ji' trD tu"ệt đối c>a bi.n độ

điện '& lCn nhất tr.n vòng cộng h0Vng đ01c 'c đDnh nh0 sau

39


40/68

+¿¿V 1 (Z 1 )|ma8=2V 0

¿ vCi Z 1=m

λ/

2,m=0,−1,−2,−3,0 F*aM

+¿

¿V 2 (Z 2 )|ma8=2V 0¿

vCi Z 2=m λ/

2 ,m=0,−1,−2,−3,0 F*bM

]òng điện t!i vD tr: Z 1,2=m λ/

2 bằng

I 1 (Z 1 )|Z 1=m

λ/

2

= I 2 (Z 2 )|Z 2=m

λ/

2

=0F*zM

L0Nng t?, gi' trD tu"ệt đối c>a bi.n độ $òng điện lCn nhất tr.n vòng cộng

h0Vng đ01c 'c đDnh nh0 sau

2V

0

+¿

Z 0

¿ I 1 (Z 1 ) |ma8=¿ vCi Z 1=(m−

1

2) λ/

2,m=0,−1,−2,−3,0 F*}aM

2V 0

+¿

Z 0

¿ I 2 (Z 2 )|ma8=¿

vCi Z 2=(m−1

2) λ/

2,m=0,−1,−2,−3,0 F*}bM

kà điện '& t!i Z 1,2=(m−1

2) λ/

2 bằng

V 1 ( Z 1 )|Z 1=(m−

1

2) λ/

2

=V 2 ( Z 2 )|Z 2=(m−

1

2) λ /

2

=0 F*{M

Gmnh *} )ô t/ gi' trD tu"ệt đối c>a điện '& và $òng điện tr.n hai đo!n 21

và 22 c>a vòng cộng h0Vng trong tr0ng h1& sóng đ=ng* ;h0 tr.n Gmnh *},

sóng đ=ng l4& l!i thIo bội số c>a λ//2 tr.n )[i đo!n* ;h0 va )[i đọan &h/i bằng λ//2 , đ%" là

)o$I cN b/n c>a vòng cộng h0Vng* kCi c'c )o$I cao hNn thm

40


41/68

21=22= λ/

2, =1,2,3,0 F*wM

n là số )o$I sóng* ;h0 v


42/68

Hình 2. 1 =ng Kng tJn h*i +n c;* /@ng cộng hưeng

4W = λ/ F*aM

f 0=c

4W √ μr ϵ eff F*bM

2πr= λ/ F*zaM

f 0=c

2πr√ μr ϵ eff F*zbM

vCi λ/ là b0Cc sóng, X là chi_u $ài c!nh vòng hmnh vuông, là b'n #:nh

trung bmnh c>a vòng tròn, n là số )o$I, f 0 là tần số cộng h0Vng, c=3.108m /s ,

μr là độ từ thY) t0Nng đối và ϵ eff là hằng số điện )ôi t0Nng đối hiệu $3ng c>a

đ5 điện )ôi*


43/68

Ftr0ng #hu gần và tr0ng #hu aM t!o ra c'c )Eu ch0Nng trmnh )ô &h@ng chu".n

$fng cho )!ch in F J+QRS K Ji)ulation +rogra) ‹ith QntIgratI$ Rˆcuit S)&haisM,

và th?c hiện thi5t #5 tố 0u*GdJJ )ô t/ ch:nh 'c ho!t động điện c>a c'c linh #iện và đ'nh gi' hiệu qu/

chất l01ng t:n hiệu, bao g-) tn hao đ0ng tru"_n, tn hao &h/n ! $o #hông &hối

h1& trV #h'ng, đối ngEu #: sinh, và &h't !* GdJJ có th( )ô &hng c'c tr0ng điện

từ, $òng điện và &h't ! trong )ột cấu trXc ba chi_u bất #— bao g-) #i) lo!i, điện

)ôi, v


44/68

tng cộng c>a ; )i_n con, tr0ng t'n ! có th( đ01c )V rộng thành )ột lo!t c'c

hà) cN b/n đU bi5t vCi c'c hệ số )V rộng ch0a bi5t* ji' trD c>a số l01ng tr0ng

vƒcHtN V c'c đi() trong )[i t= $iện đ01c nội su" số học từ c'c gi' trD V c'c đˆnh và

trung đi() c'c c!nh* Bộ )ô &h@ng bi5n đi c'c &h0Nng trmnh OaPIll thành c'c &h0Nng trmnh )a tr


45/68

Hình 2. 1 Sách chi* %hBn t[ hP"hn t+ng Hf -* thành các t*m giác

tJn 6 mut, -6 thành các tK 7i'n t+ng

kh$ng gi*n 6* chi"

FaM FbM

a li gi/i* ;g0i s $3ng đ4t

c'c ti.u chuYn đi_u #hi(n cho việc tinh chˆnh l0Ci trong li gi/i tr0ng th:ch =ng* ;hi_u vấn đ_ có th( đ01c gi/i qu"5t chˆ bằng việc s $3ng tinh chˆnh th:ch =ng*

* GdJJ t!o ra )ột l0Ci #hVi t!o* J $3ng l0Ci #hVi t!o, GdJJ t:nh to'n c'c tr0ng điện từ t-n t!i b.n

trong cấu trXc #hi nó đ01c #:ch th:ch V tần số nghiệ)* F;5u b!n đang

ch!" )ột tần số quƒt, )ột nghiệ) th:ch nghi đ01c th?c hiện chˆ V tần

số nghiệ) c3 th(M

45


46/68

* 01c $?a tr.n li gi/i &hần t h9u h!n hiện t!i, GdJJ 'c đDnh c'c

vfng ch=a vấn đ_ )à việc t'c nghiệ) g4& l[i* L= $iện trong nh9ng

vfng nà" đ01c tinh chˆnh*z* GdJJ t!o ra )ột li gi/i #h'c s $3ng l0Ci đU tinh chˆnh*}* t nhanh sW ch=a )ột s? )ô t/ ch:nh 'c c'c đ4c đi() gần cộng

h0VnGdJJ t:nh l!i l[i, và qu' trmnh l4& nà" Fgi/i K &h%n t:ch l[i K tinh

chˆnhM l4& l!i cho đ5n #hi c'c ti.u chuYn hội t3 đ01c th@a )Un ho4c

hoàn tất số lần thông qua th:ch =ng*{* ;5u tần số quƒt đ01c th?c hiện, GdJJ sW gi/i vấn đ_ V c'c đi() tần

số #h'c )à #hông cần tinh chˆnh th.) n9a

Các b !u"t t#n $%

Lh?c hiện )ột bộ quƒt tần số #hi ng0i s $3ng )uốn t!o ra )ột li gi/i qua

)ột $/i c'c tần số* La có th( l?a chọn )ột trong nh9ng lo!i bộ quƒt sau

* ;hanh L!o ra )ột li gi/i tr0ng đầ" đ> $u" nhất cho )[i &hƒ& chia

trong )ột #ho/ng tần số* Lốt nhất cho c'c )Eu đột ngột cộng h0Vng

ha" tha" đi ho!t động trong b7ng tần số* Oột bộ quƒg** „i r!c L!o ra c'c li gi/i tr0ng V c'c đi() tấn số c3 th( trong )ột

$/i tần* Lốt nhất #hi chˆ có vài đi() tần số cần thi5t &h/i )ô t/ ch:nh

'c c'c #5t qu/ trong )ột $/i tần** ;ội su" 'nh gi' )ột li gi/i cho toàn bộ $/i tần* Lốt nhất #hi $/i

tần rộng và đ'& =ng tần số là bằng &h^ng, ha" n5u s? ".u cầu bộ nhC

c>a bộ quƒt nhanh v01t qu' tài ngu".n c>a b!n*

46


47/68

Hình 2. 19 aộ !"vt tBn ()

&ích thích

Lhi5t la vfng bài to'n

và c'c giao $iện v


48/68

R'c t:nh chất c>a va va linh #iện th3 động, c'c cấu trXc tần số cao nh0 vi $/i, c'c ống$En sóng và c'c đ0ng tru"_n $En* R'c li gi/i )a tra c'c )ốt ống $En sóng** i gi/i ]rivIn LIr)inal

?a chọn lo!i li gi/i ]rivIn LIr)inal #hi b!n )uốn GdJJ t:nh to'n c'c tha)

số J $?a tr.n đầu cuối c>a c'c cng tru"_n $En đa chất $En* R'c li gi/i )a tra

)ột cấu trXc* Bộ gi/i )ốt ri.ng tm) c'c tần số cộng h0Vng c>a cấu trXc và c'c

tr0ng V c'c tần số cộng h0Vng*


49/68

Hình 2. 20 wi*+ 7i'n \Gy 7ng m$ hình /à thiết A


50/68

T+ng chương 2, t$i I tình 6ày nhPng cơ (e AF th"yết cBn thiết ch+ /i'c

%hGn tch thiết kế c4" tQc c;* một mch AEc th$ng 7#i. x"4t %hát tD nhPng AF

th"yết cơ 6#n / %hGn tch mng (iJ" c*+ tBn /à ưOng t"yn (=ng, ến AF th"yết

/ mch AEc c*+ tBn, tD = %hGn tch nhPng uc tnh !"*n tEng c;* mch cộng hưeng 7ng /@ng. Gy Aà tin !"*n tEng > thc hi'n !"á tình %hGn tch thiết

kế mch AEc th$ng 7#i 6ăng tBn 3w ( ưc tình 6ày chi tiết e chương (*" c;* :

án.

.h/0n$ @

50


51/68

,hân tFch thi!t ! à mQ :hZn$ 5 l6c

thQn$ #i \n$ tần @2

T+ng chương này, t$i ( tình 6ày %hương %há% %hGn tch /à thiết kế một 6ộ

AEc th$ng 7#i 6ăng th$ng hR%, ộ 7)c c;* á% Kng tBn t mKc t)i *. Zch AEc ([

7Mng c4" tQc /@ng cộng hưeng, ưc thJm /à+ h*i nhánh 7#i 7Ln nh8m t+ nJn

các i>m kh$ng ti các /l t tBn () cBn thiết tJn hàm t"yn t, tD = c= ưc uc

tnh AEc m+ng m")n.

@414 2i3i thi+u

O!ch cộng h0Vng vòng đ01c =ng $3ng rộng rUi trong nhi_u thi5t bD nh0 bộ

lọc thông $/i, bộ ghƒ& công suất, bộ trộn tần, )!ch $ao động và antIn T Rấu trXc

nà" có nhi_u 0u đi(), nh0 tn hao $o b=c ! thấ&, hệ số &hY) chất F actorM cao

và #:ch th0Cc nh@* ( đ!t đ01c ".u cầu v_ b7ng thông cho c'c =ng $3ng trong )ộtsố hệ thống thông tin hiện đ!i, đU có nhi_u gi/i &h'& thi5t #5 c'c bộ lọc thông $/i s

$3ng cấu trXc vòng cộng h0Vng* Bằng c'ch ghƒ& c'c nh'nh vòng s't sau t!o ra c'c

c'c #hI hV )!ch ha" đi_u chˆnh chi_u $ài c>a c'c đ0ng ti5& điện, hai $/i chen sW

uất hiện tr.n đ'& =ng tần V nga" tr0Cc và sau c'c tần số cet tr.n và tần số cet $0Ci,

và nh0 va bộ lọc* R'c nh'nh đ0ng tru"_n có chi_u $ài bằng nhau và toàn bộ cấu

trXc đ01c thu gọn bằng c'ch tha" th5 c'c nh'nh bằng c'c đo!n đ0ng vi $/i hmnh

ch9 L và đ4t vào b.n trong vòng cộng h0Vng* Rấu trXc nà" đ01c c/i ti5n bằng c'ch

51


52/68

th.) vào c'c nh'nh đ0ng tru"_n có chi_u $ài #h'c nhau, nh0 th5 c'c $/i thông

nh@ t!i c'c vD tr: tần số bội c>a tần số cộng h0Vng ch:nh sW bD triệt ti.u, là) su" hao

t!i $/i tần số chen &h:a sau $/i thông đ01c t7ng l.n*

Lrong đ- 'n nà", tôi in đ_ uất )ột )ô hmnh )!ch lọc #h'c tr.n cN sV c'c

)ô hmnh đU đ01c nghi.n c=u hoàn thiện, vừa có #h/ n7ng c'i thiện su" hao ngoài

$/i thông, vừa có #:ch th0Cc đ!t )=c nh@ nhất có th(* uan trọng hNn, &h0Nng

&h'& thi5t #5 nà" có th( '& $3ng đ( gi/i qu"5t c'c ".u cầu thi5t #5 )!ch lọc thông

$/i b7ng thông hp& và s0n đ'& =ng tần c>a $/i thông có độ $ốc cao*

@4a vòng, nh0 s $3ng c'c đ0ng

ti5& điện #hông đối =ng, ha" th.) vào c'c nh'nh đ0ng tru"_n T Gai )o$I sóng

là nghiệ) c>a &h0Nng trmnh OaPIll cho )ô hmnh v'ch từ c>a vòng cộng h0Vng

E 9=[ A 5 (kr )+B . ( kr ) ]cos (ϕ) F*aM

: r=

jωμ0 r [ A 5 (kr )+B. ( kr ) ]sin (ϕ) F*bM

: ϕ=k

jω μ0[ A 5 * (kr )+B . * (kr ) ] cos (ϕ) F*cM

kà

E 9=[ A 5 (kr )+B. ( kr ) ]sin (ϕ) F*aM

: r=

jωμ0 r [ A 5 (kr )+B. ( kr ) ]cos (ϕ) F*bM

: ϕ=k

jωμ0[ A 5 * (kr )+B. * (kr ) ] sin (ϕ) F*cM

52


53/68

Giện t01ng hai )o$I sóng có th( đ01c gi/i th:ch tr.n )ô hmnh v'ch từ nh0

sau ;5u )ột vòng cộng h0Vng #hông bD 'o trộn cấu trXc và đ01c ti5& điện đối

=ng, thm chˆ )ột trong số c'c )o$I sóng su" bi5n đ01c #:ch th:ch* R/ hai )o$I

sóng đ01c tru"_n thIo hai chi_u ng01c nhau tr.n vòng cộng h0Vng và tr?c giao vCinhau n.n #hông /" ra /nh h0Vng t0Nng h[* Lu" nhi.n, n5u vòng cộng h0Vng bD

'o trộn cấu trXc đối =ng, thm hai )o$I sóng sW cfng bD #:ch th:ch và ghƒ& t0Nng

h[ vCi nhau*

+

Hình 3. 1 Zch cộng hưeng 7ng /@ng

R'c bi(u th=c F*M và F*M ch0a gi/i th:ch đ01c t!i sao hiện t01ng hai )o$I

sóng chˆ /" ra vCi c'c )o$I l2 tha" vm )o$I ch™n #hi vòng cộng h0Vng đ01c th.)

vào c'c nh'nh ha" đ01c 2 rUnh* Lh.) vào đó, )ô hmnh v'ch từ cZng #hông gi/ith:ch đ01c hiện t01ng nà" vCi đi_u #iện bi.n &h=c t!&* Giện t01ng hai )o$I sóng

có th( đ01c gi/i th:ch )ột c'ch đNn gi/n và tng qu't hNn nh )ô hmnh đ0ng

tru"_n đ01c trmnh bà" trong O3c **, bằng c'ch coi vòng cộng h0Vng nh0 hai

)!ch cộng h0Vng λ//2 giống nhau đ01c nối song song* ;5u cấu trXc vòng

#hông bD 'o trộn và đ01c #:ch th:ch bằng c'c đ0ng ti5& điện đối =ng, hai )!ch

cộng h0Vng giống nhau sW có cfng #i(u đ'& =ng tần ch-ng lấn l.n nhau* Lu" nhi.n,n5u )ột trong hai bộ cộng h0Vng na sóng bD tha" đi, hai ch5 độ tần số #h'c nhau

53


54/68

sW đ01c #:ch th:ch và /nh h0Vng t0Nng h[ lEn nhau* ( #h/o s't tr!ng th'i hai )o$I

sóng, &h%n bố )


55/68

Hình 3. 3 * ơ : 6 _ng á% Kng tBn

-80-70-60-50-40-30-20-10

0

S11 S21

Tần số (GHz)

S21 & S11

Fb

Ró th( thấ" vCi c%u trXc tr.n, đ'& =ng tần V $/i thông có độ $ốc #h' cao, su"

hao V $/i chen $0Ci $B, hai đi() c?c tru"_n đ!t có th( thấ" r“ ràng trong

#ho/ng tần số b.n trong $/i thông* Lu" nhi.n b7ng thông c>a bộ lọc nà" #h' hp&, tx

lệ chˆ bằng y tần số trung t%)*

;5u bằng )ột c'ch nào đó, ta có th( #ƒo đ01c nhi_u tần số cộng h0Vng c>a

c'c )o$I sóng #h'c nhau v_ gần nhau, #hi đó ta có th( t!o ra )ột )!ch lọc thông

$/i có b7ng thông hp& và s0n $/i thông $ốc * i_u nà" có th( đ!t đ01c bằng c'ch

th.) vào cấu trXc vòng cộng h0Vng )ột vài nh'nh đ0ng tru"_n *+h0Nng &h'&

nà" sW đ01c '& $3ng trong #hi thi5t #5 bộ lọc

@4@4 MGch l6c thQn$ #i \n$ tần @2

kCi nh9ng &h%n t:ch V tr.n, trong &hần nà", )ột )!ch lọc thông $/i b7ng

thông rộng s $3ng vòng cộng h0Vng vi $/i sW đ01c thi5t #5 đ( ho!t động trong $/i

tần j, từ OG đ5n wOG* ]/i thông có độ g1n tối đa su" hao V $/i chen

đ!t )=c cao nhất là H $B đ( có đ01c đ4c t:nh chọn lọc tần số tốt nhất*

55


56/68

Lrong sN đ- Gmnh *, c'c t3 điện ( f t!i đi() #:ch th:ch cho vòng cộng

h0Vng sW đ01c tha" th5 bằng cấu trXc $/i In #W tr.n đ0ng ti5& điện* Rấu trXc nà"

gó& &hần là) t7ng su" hao trong $/i chen &h:a tr0Cc $/i thông Fc'c tần số $0Ci

OGM* Rhu vi vòng cộng h0Vng sW bằng chi_u $ài toàn b0Cc sóng t!i

f /=1920 ;:9 * R'c nh'nh đ0ng tru"_n đ01c tha" th5 bằng c'c cấu trXc rW

nh'nh, là) gi/) #:ch th0Cc c>a toàn bộ cấu trXc lọc* R'c đ0ng ti5& điện đ01c #ƒo

$ài sang hai b.n c>a cấu trXc In #W, là) t7ng chi_u $ài ghƒ& t0Nng h[ gi9a đ0ng

ti5& điện và vòng cộng h0Vng, nh đó su" hao trong $/i chen $0Ci w OG đ01c

t7ng l.n )=c tối đa*

Hình 3. b Zch AEc cộng hưeng 7ng /@ng

Rấu trXc vòng cộng h0Vng V hmnh vW tr.n bao g-) hai đ0ng tru"_n #hông #hƒ&

#:n và có #ho/ng c'ch V gi9a* kCi độ rộng )[i đ0ng là P, #hI hV c>a )[i đ0ng

là g và độ rộng c>a đ0ng ti5& điện là P* Ahi ti5& điện cho vòng cộng h0Vng thm

56


57/68

$òng điện ch!" qua hai vòng ho!t động nh0 cuộn c/) và #ho/ng c'ch gi9a hai

đ0ng là g sW là) cho $òng điện trong c'c vòng /nh h0Vng nhau nh0 )ột điện

$ung* k Ci cấu trXc tr.n vCi )[i đ0ng gấ& #hXc sW có )!ch điện $!ng

Hình 3. 5 S4" tQc ưOng /i 7#i g4% khQc tương Kng /?i thành %hBn mch i'n

57


58/68

Hình 3. Z$ hình mch AEc cộng hưeng 7ng /@ng O!ch lọc đ01c thi5t #5 V tr.n hmnh *{ $?a tr.n )ô hmnh cộng h0Vng $!ng

vòng bằng c'ch ghƒ& c'c nh'nh đối =ng nhau tr.n )ột )4t c>a cfng )ột đ5 điện)ôi )à vEn đ!t đ01c đ'& =ng tần số ".u cầu*

Jau #hi )ô &h@ng bằng &hần )_) GdJJ thm có )ột số #5t qu/ thu

đ01c th( hiện V c'c hmnh $0Ci đ%"* Gệ số tru"_n đ!t tha" đi #hi ta tha" đi từng

thông số #:ch th0Cc chi_u $ài c>a )[i vòng cộng h0Vng, độ rộng đ0ng tru"_n và

#ho/ng c'ch gi9a là g* kCi thông số $ #hi đ01c t7ng l.n thm sW đ!t V hai b7ng tần số

nh0ng #ho/ng đ!t c>a c'c b7ng tần đó là nh@* Rh:nh vm v


59/68

trong $/i tần j )ong )uốn thm cần bộ lọc đó đ!t trong b7ng tần và #ho/ng rộng

b7ng tần &h/i hp&*

Ahi có $òng điện ch!" qua vòng cộng h0Vng ho!t động nh0 )ột điện c/)

và #ho/ng c'ch gi9a hai vòng t!o n.n )ột t3 điện R* Lha" đi #ho/ng c'ch gi9a

vòng cộng h0Vng $En đ5n gi' trD c>a t3 điện R tha" đi và tần số cộng h0Vng

cộng h0Vng V )ột $/i tần #h'c* Xc đó hệ số tru"_n đ!t đ01c th( hiện nh0 hmnh *|

và *w $0Ci đ%"*

Hình 3. H' () t"yn t c;* mch AEc khi th*y ổi th$ng () 7

59


60/68

Hình 3. H' () t"yn t khi th*y ổi kh+#ng cách giP* 2 /@ng cộng hưeng

Lừ hmnh *| cho thấ" #hi tha" đi #ho/ng c'ch gi9a hai vòng cộng h0Vng #hông

đ!t đ01c tần số cộng h0Vng )ong )uốn n.n ta tha" đi b_ $à" c>a vòng cộng

h0Vng P* Ahi thông số P đ01c t7ng l.n thm t0Nng =ng vCi #:ch th0Cc vòng t7ng

#hi đó tần số cộng h0Vng sW f 0=1/2π √ $( sW gi/), còn #hi P gi/) thm tần số

cộng h0Vng f 0 sW t7ng** i_u nà" đ01c th( hiện r“ trong hmnh *

60


61/68

Hình 3. 9 H' () t"yn t khi th*y ổi ộ ộng -j1 c;* /@ng cộng hưeng .

Hình 3. 10 H' () h*+ ngưc 11 khi th*y ổi ộ ộng ưOng tiế% i'n

kCi )[i thông số c>a )!ch lọc đ_u có th( là) tha" đi tần số cộng h0Vng

nh0ng có nh9ng thông số )ang t'c động nh@ ho4c t'c động lCn l.n tần số cộng

h0Vng* B_ $à" c>a đ5 ti5& điện c>a bộ lọc )ang t:nh chất nh0 th5 th( hiện trong

hmnh * và *

61


62/68

Hình 3. 11 H' () t"yn t khi th*y ổi 6 7ài c;* ế tiế% i'n -j

Lừ #5t qu/ tha" đi c'c thông số #5t h1& l!i ta có hmnh * )ô t/ #:ch

th0Cc cuối cfng c>a )!ch lọc thông $/i vCi c'c thông số g *)) ,l

*})) ,l*w)) ,lz*|)) ,$*w)) ,P*z)) P*)) , P })) )ô

hmnh đ01c %" $?ng tr.n đ5 điện )ôi d„z, có hằng số điện )ôi t0Nng đối

ϵ r=4.4 , b_ $à" h *{ ))* A5t qu/ )ô &h@ng )!ch lọc bằng &hần )_) GdJJ

đ01c trmnh bà" V Gmnh *, bao g-) đ'& =ng tần* Lừ Gmnh * có th( thấ", $/i

thông c>a )!ch lọc là từ OG đ5n w OG, hệ số tru"_n đ!t ấ& ˆ bằng

Oột đ4c t:nh quan trọng #h'c c0a bộ lọc là hệ số tn hao lCn hNn H$B* A:ch

th0Cc tng cộng c>a toàn cấu trXc chˆ là z,w )) š *} ))*

62


63/68

Hình 3. 12 Zch AEc th$ng 7#i 6ăng tBn 3w -tD 1920 ` 210 ZH. Sác kch thư?c c= ơn

/l mm

63


64/68

Hình 3. 13 ết !"# m$ %h&ng h' () tổn h*+ ngưc - S11 /à h' () t"yn t - S12

Tổng kết chương

T+ng chương này, t$i /D* tình 6ày %hương %há% thiết kế /à kết !"# m$ %h&ng mch AEc th$ng 7#i 6ăng th$ng hR%. S4" tQc AEc ưc chế t+ tJn ế i'n

m$i zb 7ày 1. mm. aCng cách thJm /à+ /@ng cộng hưeng các nhánh ưOng

t"yn c= chi" 7ài thch h%, t* c= th> t ưc i" ki'n cộng hưeng nhi" m+7

(=ng, tKc Aà t+ * các i>m cc t"yn t ti nhPng tBn () AGn c


65/68

.h/0n$ P

A!t lu&n chun$ à h/3n$ :hát tri;n

P414 A!t lu&n chun$

- 'n đU trmnh bà" nh9ng l thu"5t c7n b/n đ01c '& $3ng vào qu' trmnh &h%n

t:ch thi5t #5 c'c )!ch lọc thông th0ng* B.n c!nh đó, nh9ng vấn đ_ có li.n quan

đ5n cấu trXc vòng cộng h0Vng vi $/i hai )o$I sóng cZng đ01c đ_ ca l thu"5t &h%n t:ch*

Oột )!ch lọc thông $/i b7ng hp&, có $/i tần từ * jG đ5n *wjG đU

đ01c %" $?ng, nhằ) )inh họa cho &h0Nng &h'& thi5t #5 s $3ng cấu trXc cộng

65


66/68

h0Vng vòng* kCi việc t!o ra nhi_u )o$I cộng h0Vng có tần số gần nhau, ta có th(

đ!t đ01c )ột $/i thông rộng vCi đ'& =ng tần có s0n $ốc, là) t7ng #h/ n7ng chọn

lọc tần số* uan trọng hNn, )!ch lọc thi5t #5 ra có #:ch th0Cc nh@ gọn, $o đó có

#h/ n7ng t:ch h1& trong nhi_u hệ thống*

P4


67/68

Tài li+u tham h#o

•€ ‚iaHJhIng Gong, O* ‚* ancastIr, Zic+(ti% iAt( s+ z}Zic+j*/

^%%Aic*ti+n(, ‚ohn †ilI" › Jons, *

•€ ]avi$ O* +oar, Zic+j*/ ~ngining , JIcon$ S$ition, ‚ohn †ilI" › Jons,

|*

•€ Aai Rhang, ungHGPa GsiIh, Zic+j*/ zing Sic"it *n7 zA*t7 t"ct"(,JIcon$ S$ition, †ilI"HQntIrsciIncI, ‚ohn †ilI" › Jons, Qnc*, +ublication, z

•z€ ungHGPa GsiIh an$ Aai Rhang, œRo)&act, oP QnsIrtionHoss, Jhar&H

„IIction, an$ †i$IHBan$ Oicrostri& Ban$&ass diltIrsž, •~~~ T*n(*cti+n( €n

Zic+j*/ Th+y *n7 Tchni!"(, kol* }, ;o* z, &&* zHz{, \&ril *

•}€ JhIng Jun an$ Ii ~hu, œ†i$Iban$ Oicrostri& „ing „Isonator Ban$&ass diltIrs

Ÿn$Ir Oulti&lI „IsonancIsž, •~~~ T*n(*cti+n( €n Zic+j*/ Th+y *n7 Tchni!"(, kol* }}, ;o* , &&* w{H|, …ctobIr w*

67


68/68

•{€ JhIng Jun an$ Ii ~hu, †i$Iban$ )icrostri& ring rIsonator ban$&ass iltIr

Pith as"))Itricall"Hloa$I$ stubs, in \siaH+aciic OicroPavI Ron* F\+OR¡|M,

]IcI)bIr {H, |*

•w€ O* Oa#i)oto, J* 6a)ashita, Zic+j*/ z(+n*t+( *n7 iAt( s+ XiA((

S+mm"nic*ti+nf Th+y, _(ign *n7 ^%%Aic*ti+n, J&ringIrHkIrlag BIrlin

GIi$IlbIrg, *

•|€ +h!) Oinh kiệt, th"

Documents

Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g