Thiết kế bộ lọc thông dải hốc cộng hưởng đồng trục cho băng C

Hội nghị Quốc gia lần thứ 25 về Điện tử, Truyền thông và Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2022)

Thiết kế bộ lọc thông dải hốc cộng hưởng đồng
trục cho băng C
Nguyễn Xuân Dũng1*, Nguyễn Ngọc Linh 1, Tạ Chí Hiếu2
1
Trung tâm 80, Cục TCĐT, Bộ Tổng Tham Mưu
2
Khoa Vô Tuyến Điện tử, Đại học kỹ thuật Lê Q Đơn
*E-mail:
Tóm tắt – Bộ lọc thông dải được sử dụng rộng rãi trong
các thiết bị Thông Tin liên lạc, Tác chiến điện tử, Ra đa,
Tên lửa v.v. Trong bài báo này tác giả đề xuất một giải
pháp thiết kế bộ lọc thông dải khoang đồng trục có tổn
hao thấp, hệ số phẩm chất (Q) cao, độ dốc lớn, được sử
dụng trong thiết bị gây nhiễu UAV. Thiết bị gây nhiễu
UAV có tần số trung tâm f0 = 5800MHz, độ rộng dải
thông FBW = 150 MHz, sử dụng loại nhiễu tạp. Thiết kế
dựa trên các giá trị phần tử nguyên mẫu đáp ứng
Chebyshev cho các bộ lọc thông thấp, kết hợp giữa lý
thuyết và mơ phỏng trên CST filter design 3D để tính
tốn kích thước của bộ lọc, kích thước khung cộng
hưởng, chiều dài cũng như đường kính của mỗi hốc cộng
hưởng. Xác định vị trí các giắc đầu vào, đầu ra, các khe
ghép của các bộ cộng hưởng liền kề. Để đảm bảo độ dốc
của của hàm lọc, cho phép đưa vào hàm lọc “điểm khơng
truyền dẫn”, nó được thực hiện bằng việc ghép chéo các
khung cộng hưởng liền kề.
Từ khóa – Bộ lọc thông dải, Bộ cộng hưởng đồng trục, bộ
lọc băng C

(a)
d
r

ISBN 978-604-80-7468-5

L

I. GIỚI THIỆU
Ngày nay việc sử dụng rộng rãi các hệ thống thông
tin không dây như hệ thống thông tin vệ tinh, các hệ
thống thông tin vô tuyến, các hệ thống TCĐT, Ra đa,
Tên lửa làm mật độ phổ tần ngày càng trở nên dầy đặc,
băng thông của bộ lọc có xu hướng hẹp hơn, và mật độ
năng lượng có xu hướng tăng lên. Việc giao thoa giữa
các băng tần và nhiễu vơ tuyến ảnh hưởng đến q
trình truyền và nhận tin. Hơn nữa, kích thước và khối
lượng của các bộ lọc đang có xu hướng nhỏ hơn. Đồng
thời, độ dốc của các bộ lọc đã trở thành một vấn đề
quan trọng được nghiên cứu trong nhiều năm.
Để loại bỏ nhiễu tạp không mong muốn ra cho
máy gây nhiễu UAV. Bộ lọc thông dải hốc cộng hưởng
đồng trục thường được sử dụng hơn các kiểu bộ lọc
phân bố, bộ lọc kiểu này có độ chọn lọc cao và khả
năng chịu được cơng suất tốt hơn, do đó có thể sử dụng
sau bộ khuếch đại công suất của máy gây nhiễu.
Trong những năm gần đây, bộ lọc thông dải hốc
cộng hưởng đồng trục có rất nhiều nghiên cứu, trong
đó tập trung phát triển bộ lọc có tổn hao thấp. Bộ lọc
thông dải hốc cộng hưởng đồng trục sử dụng các định

hướng không gian khác nhau để tạo ra các khớp nối
chéo được thảo luận trong [1,2], hơn nữa kích thước
của bộ lọc được giảm bớt bằng cách thêm các tấm tròn
điện dung trên thanh cộng hưởng [3] tạo thành cấu trúc
trở kháng bậc.

(b)
Hình 1. Mơ hình bộ lọc thơng dải hốc cộng hưởng
đồng trục. (a) Mơ hình 3-D có khoang cộng hưởng, có
các khớp nối chéo và hai giắc vào ra. (b) Bộ cộng
hưởng đồng trục
Ngoài ra bộ lọc dạng này cịn có thể điều chỉnh
cơ học bằng các vít điều chỉnh được giới thiệu trong
[4], do đó, dẫn đến kích thước nhỏ, trọng lượng ít hơn,
có thể tích hợp bậc bộ lọc cao hơn và giảm đáng kể độ
phức tạp trong chế tạo. Bộ lọc thông dải hốc cộng
hưởng đồng trục có được cấu hình khơng đối xứng
khác [5].
Nhờ trình thiết kế CST filter design 3D, Bộ lọc này
được chế tạo bằng kim loại nhơm sau đó mạ bạc cho
kết quả Q (hệ số phẩm chất) cao mang lại lợi thế băng
hẹp và suy hao thấp, độ chọn lọc cao. Ngồi ra cịn có
các vít điều chỉnh tần số cộng hưởng và các khớp nối
cho phép điều chỉnh tần số và băng thông sau sản xuất.
Trong phần II sẽ đưa ra các công thức và các mô phỏng
trên CST situdio, CST filter design 3D và để lựa chọn
cấu trúc của bộ lọc thông dải bậc 8. Phần III sẽ thực
hiện chế tạo bộ lọc và đo đạc đánh giá.

316

Hội nghị Quốc gia lần thứ 25 về Điện tử, Truyền thông và Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2022)

A. Xác định kích thước tương ứng với tần số cộng
hưởng của hốc cộng hưởng
Việc lựa chọn cấu hình hốc cộng hưởng của bộ
lọc cho thiết kế này cần cân bằng các yếu tố khi lựa
chọn các chỉ tiêu thiết kế bộ lọc như tần số làm việc,
tổn hao chèn của bộ lọc, khả năng chọn lọc tần số của
bộ lọc (Độ phẩm chất Q), độ đốc của bộ lọc, kích
thước của bộ lọc, hay chi phí sản xuất. Hình 2 cho thấy
một bộ lọc cộng hưởng đồng trục phổ biến nhất [8].
Theo [8] một đường truyền đồng trục có suy hao
nhỏ nhất khi e r Z 0 = 77Ω , với cấu trúc được chọn,

II. THIẾT KẾ CÁC PHẦN TỬ BỘ LỌC
Bộ lọc thơng dải băng tần C được đề xuất có các
tham số như bảng 1:
Trước tiên, tác giả tính tốn kích thước khoang và
kích thước bộ cộng hưởng. Trên hình 1 cho chúng ta
thấy mơ hình mơ phỏng 3-D của bộ lọc và cấu trúc bộ
cộng hưởng đồng trục. Chiều dài của bộ cộng hưởng L
được lựa chọn nhỏ hơn λ0/4, đường kính của bộ cộng
hưởng được tính tốn từ các tụ điện chuẩn hóa trên đơn
vị chiều dài của bộ cộng hưởng, việc lựa chọn này
được chính xác hóa nhờ q trình mơ phỏng bằng phần
mềm trên máy tính, như phần mềm HFSS, CST có tool
hỗ trợ Eigenmode. Bước tiếp theo là ghép nối giữa các
hốc cộng hưởng và ghép nối vào ra. Việc ghép nối giữa

các hốc cộng hưởng dựa trên cơ sở tỷ lệ của năng
lượng tích lũy [6] để xác định hệ số ghép giữa các hốc,
cịn việc xác định vị trí giắc đầu ra đầu vào và đầu ra
dựa theo độ trễ nhóm của hệ số phản xạ [7]. Các giá trị
chuẩn hóa của phần tử bộ lọc Chebychev với n=8 với
độ gợn 0.01dB được tra cứu và thể thiện trên Bảng 2.

chất điện môi là khơng khí, trở kháng đặc tính tối ưu là
77Ω . Xác định kích thước điện mơi D (inch) và đường
kính vít điều chỉnh cộng hưởng có mối quan hệ được
mơ tả trên hình 3 [9,10].
Từ hình 3 ta có giá trị K, Qu đạt cực đại khi tỉ số
D/d = 3.6. Cơng thức tính trở kháng đặc tính cho hốc
cộng hưởng đồng trục nhứ sau [8]:
Dạng hình trịn đồng tâm:
60
D
Z0 =
ln( )
(1)
d
er

Bảng 1: Tham số bộ lọc được đề xuất

-

Tần số trung tâm f0

5800 MHz

Dạng Hình vng:

4 D
log10 ( . )
p d
(2)
er
Hình 4 mơ tả mạch tương đương của hốc cộng hưởng
bao gồm đường truyền đồng trục với độ dài l ngắn
mạch đầu cuối mắc với một điện dung Ca.
Z0 =

Băng thơng BW=150 MHz

5725 ÷ 5875 MHz

Độ gợn sóng của bộ lọc

0.01dB

Bậc của bộ lọc

8

Dạng đáp ứng bộ lọc

Chebychev tổng quát

Tổn hao chèn (Insertion

Loss)
Tổn hao phản hồi (Return
Loss)
Suy hao
ngoài
dải
(Rejection)

138

≥ -2dB
≤ -20dB
≤ -30dB tại 5700 và
5900 MHz
Hình 2. Bộ lọc hốc cộng hưởng đồng trục phổ biến

Cấu trúc bộ lọc

Cavity

Kết nối

SMA

Vật liệu

Nhơm mạ bạc

Kích thước (Dài x Rộng x
Cao):

Nhỏ hơn 100 x 50 x40
(mm)

Bảng 2. Giá trị chuẩn hóa của phần từ bộ lọc
Chebychev với n=8, độ gợn 0.01 dB
g0

g1

g2

g3

g4

1

0.8072

1.4130

1.7824

1.6833

g5

g6

g7

g8

G9

1.8529

1.6193

1.5554

0.7333

1.1007

ISBN 978-604-80-7468-5

Hình 3. Mối quan hệ giữa trở kháng và đường kính hốc
cộng hưởng

317


Hội nghị Quốc gia lần thứ 25 về Điện tử, Truyền thơng và Cơng nghệ Thơng tin (REV-ECIT2022)

Hình 7. Ảnh hưởng sự thay đổi độ dài vít điểu chỉnh
cộng hưởng đến tấn số cộng hưởng
Từ mối liên hệ giữa kích thước chiều dài trục
cộng hưởng và tần số cộng hưởng trên hình 6, mối liên

hệ giữa vít điều chỉnh và tần số cộng hưởng trên hình 7
tác giả chọn kích thước như sau:
- Kích thước lõi hốc cộng hưởng: (điện mơi là
khơng khí)
+ Chiều dài: 16 mm
+ Chiều rộng: 16 mm
+ Chiều cao: 16 mm
- Trục cộng hưởng trung tâm:
+ Chiều cao: 9 mm
+ Đường kính bao ngồi: 7 mm
+ Đường kính lỗ vít điều chỉnh: 4 mm
B. Ghép nối giữa các hốc cộng hưởng
*Ghép nối cộng hưởng vào/ra
Việc ghép nối của giắc SMA vào thành của trục
cộng hưởng trung tâm tại đầu vào và đầu ra của bộ lọc
được tính tốn rất kỹ. Q trình thay đổi vị trí của giắc
cũng khiến đáp ứng của bộ lọc thay đổi, tuy nhiên có
thể tối ưu hóa trở kháng của hệ thống đến một giá trị
mà đáp ứng và băng thông chính xác, nghĩa là hệ số
phẩm chất Q ghép ngồi (Ký hiệu Qe) đạt giá trị tương
ứng với giá trị được tính tốn hệ số ghép ngồi chuẩn
hóa trong ma trận. Lập lại quy trình tối ưu hóa này cho
các vị trí khác nhau, ta có thể xác định được chiều cao
của giắc so với mặt đáy của hốc cộng hưởng.
Việc phân tích hệ số ghép ngồi (hệ số phẩm chất
Qe) của hốc cộng hưởng riêng lẻ dựa trên cơ sở phân
tích độ trễ nhóm của hệ số phản xạ S11 [7]. Hình 9 thể
hiện mạch tương đương của hốc cộng hưởng đầu tiên
khi được ghép với nguồn đầu vào. Việc ghép nối tại
đầu vào được biểu diễn bằng một điện dẫn G.

Hình 4. Mạch tương đương của hốc cộng hưởng đồng
trục
Y0
1
+ jw0 Ca = 0 Þ Ca =
j tan q0
Z0w0tanq0

(3)

Việc lựa chọn kích thước cơ khí sử dụng phần
mềm CST có tool hỗ trợ Eigenmode để xác định chế
độ cộng hưởng trong dải tần số của bài toán đặt ra.
Với f0 = 5800 MHz tương ứng với bước sóng
l = C / f 0 » 5.16 (cm) (trong đó c là vận tốc ánh
sáng) và λ/4 ≈ 1,29 (cm) ≈ 12,9 (mm). Từ phương trình
(3) chiều dài trục cộng hưởng trung tâm được xác định
nằm trong khoảng 0 < l < 12,9 (mm). Cấu trúc dạng
3-D của hốc cộng hưởng đồng trục thể hiện như trong
hình 5.
Mối liên hệ về việc thay đổi kích thước hình học
của hốc cộng hưởng ảnh hưởng đến tham số cộng
hưởng được tiến hành mơ phỏng và được thể hiện trên
hình 6 và hình 7.

Hình 5. Cấu trúc dạng 3-D của hốc cộng hưởng đồng
trục

h

Hình 6. Ảnh hưởng của chiều cao trục cộng hưởng đến
tần số cộng hưởng

ISBN 978-604-80-7468-5

Hình 8. Ghép nối SMA với hốc cộng hưởng đồng trục

318


Hội nghị Quốc gia lần thứ 25 về Điện tử, Truyền thơng và Cơng nghệ Thơng tin (REV-ECIT2022)

Độ trễ nhóm đạt giá trị lớn nhất tại tần số cộng
hưởng khi
suy ra: t

w = w0 ,

từ phương trình (11) ta có thể

= t max = t (w0 ) = (4Qe / w0 )

Thực hiện mô phỏng trên CST ta thu được S11
dưới dạng biên độ và pha được thể hiện trên Hình 10,
sử dụng các biểu thức trên ta có thể tính được Qe và có
thể biểu diễn bằng đồ thị tại các tần số tương ứng:

w0t
4

(12)

f0
BW ´ R1

(13)

Qe =

Thay đổi chiều cao ghép nối dây dẫn dọc theo trục
cộng hưởng trung tâm (đơn vị là mm), thu được các giá
trị độ trễ nhóm và Qe tại các tần số cộng hưởng khác
nhau bởi vậy cần điều chỉnh sao cho đạt được tương
ứng giá trị Qe chuẩn hóa được xác định bằng cơng thức
(13).

Hình 9. Mạch tương đương ghép nối đầu vào và hốc
cộng hưởng đầu tiên
Hệ số phản xạ nhìn vào hốc cộng hưởng đầu tiên,
liên quan tới việc cấp tín hiệu của dẫn nạp đặc tính G
được tính bởi:

S11 =

G - Yin 1 - Yin / G
=
G + Yin 1 + Yin / G

Qe =

với f0 = 5800 MHz; BW = 150 MHz; R1 = M S 1 = M L 8
= 1,0781 giá trị ghép nối giữa đầu vào/ đầu ra của bộ
lọc với hốc cộng hưởng đầu tiên / cuối cùng đã thu
được từ ma trận hệ số ghép, thay vào (13) ta có Qe đạt
xấp xỉ giá trị bằng 36. So sánh kết quả mô phỏng và
tính tốn lý thuyết, nhận thấy rằng tại độ cao giắc h = 2
mm, hai giá trị có kết quả tương đồng. Trên đồ thị biểu
diễn kết quả cho thấy tần số cộng hưởng sai lệch đôi
chút so với tần số trung tâm, tuy nhiên có thể điều
chỉnh bằng các vít điều chỉnh tần số cộng hưởng.

(4)

Trở kháng Yin nhìn vào hốc cộng hưởng được xác
định:

Yin = jwC +

æw w ử
1
= jw0C ỗ - 0 ữ
jw L
ố w0 w ứ

trong đó w0 = 1 /
cộng hưởng,

(5)

LC . Tại các tần số gần với tần số

w = w0 + Dw , với Dw = w0 , Yin được

xác định xấp xỉ bằng:

Yin » jwC

2Dw
w0

(6)

Thay thế phương trình (6) vào (4), lưu ý rằng
Qe = (w0 C / G) ta có:

S11 =

1 - jQe (2Dw / w0 )
1 + jQe (2Dw / w0 )

(7)

Phương trình 7 có thể được viết lại như sau:

S11 =

1 - jQe ( 2Δw / w0 )
∣Ðf
1 + jQe ( 2Δw / w0 )

Hình 10. S11 dưới dạng biên độ và pha với chiều cao
giắc khác nhau

(8)

trong đó:

ỉ ổ (w - w0 ) ử ử
f = -2arctan ỗ Qe ỗ 2
ữữ
w0 ứ ứ
ố ố

(9)

tr nhúm c tớnh bởi cơng thức:

t =-

df
dw

(10)

cũng có thể được viết dưới dạng:

t=

4Qe

1
w0 1 + ( 2Qe (w - w0 ) / w0 ) 2

ISBN 978-604-80-7468-5

Hình 11. Giá trị độ trễ nhóm với độ cao nối giắc khác
nhau

(11)

319


Hội nghị Quốc gia lần thứ 25 về Điện tử, Truyền thơng và Cơng nghệ Thơng tin (REV-ECIT2022)

Hình 12. Hệ số Qe với độ cao giắc khác nhau
*Ghép nối giữa hai khung cộng hưởng liền kề
Về cơ bản, hệ số ghép nối giữa các hốc cộng
hưởng siêu cao tần được ghép nối với nhau được xác
định trên cơ sở tỷ lệ của kết hợp với năng lượng tích
lũy:
ịịị e E E d v
òòò m H H d v
+
k=
(14)
òòò e E d v x òòò e E d v òòò m H d v ´ ịịị m H d v
1

2

1

2

1

2

2

2

2

1

Hình 15. S21 với các giá trị chiều rộng vách ngăn khác
nhau
Tổng ghép nối giữa hai hốc cộng hưởng liền kề
sẽ có cả các thành phần từ trường và điện trường. Bởi
vậy, một vít điều chỉnh được thêm vào giữa khe hẹp
của vách ngăn từ phần nắp đi sâu xuống dưới vùng có
cường độ từ trường mạnh nhất làm việc giống một
cuộn cảm mắc song song vào đường truyền, mục đích
làm tăng ghép nối thành phần từ trường và làm giảm
thành phần điện trường để đạt được tổng ghép nối
tương ứng. Thực hiện mô phỏng với các giá trị khác
nhau với độ rộng vách ngăn và chiều dài vít (đơn
vị:mm) ta thu được các giá trị S21 như Hình 15. Ma trận

hệ số ghép kij được tính tốn theo cơng thức (15)

2

2

Trong đó E và H là các vector điện trường và từ
trường; k là hệ số ghép. Lưu ý rằng, tất cả các trường
đều được xác định khi cộng hưởng và thể tích được
tính trên tồn bộ vùng ảnh hưởng với hằng số điện mơi
e và độ từ thẩm m .
Có nhiều cách để có thể ghép hai hốc cộng hưởng
gần nhau, trong đó cách đơn giản nhất là tạo một khe
trên tường chắn kim loại chia cách hai hốc cộng
hưởng, được gọi vách ngăn (Iris). Vách ngăn này được
gọi là phần tử kích thích dạng nhiễu xạ. Mơ hình thực
hiện mô phỏng ghép hai hốc cộng hưởng liền kề được
thể hiện trên hình 14.

kij =

BW
M ij
f0

(15)

Áp dụng cơng thức (15) và mơ phỏng được thể
hiện trên các hình 15 đến hình 17 ta xác định hệ số
ghép kij:

k12 = k78 = 0.02
k23 = k67 = 0.022
k34 = k56 = 0.011
k45
= 0.014

Hình 13. Ghép nối tổng quát giữa hai hốc cộng hưởng
Hình 15. Ảnh hưởng độ rộng khe chắn tới hệ số ghép

Hình 14. Mơ hình thực hiện mơ phỏng ghép nối 2 hốc
cộng hưởng liền kề

ISBN 978-604-80-7468-5

Hình 16. Ảnh hưởng độ dày khe chắn tới hệ số ghép

320


Hội nghị Quốc gia lần thứ 25 về Điện tử, Truyền thơng và Cơng nghệ Thơng tin (REV-ECIT2022)

Hình 17. Ảnh hưởng độ dài vít tới hệ số ghép
*Ghép nối chéo 1-4 và 5-8
Sơ đồ ghép nối chép được thể hiện trên hình 18.
Chiều cao vách ngăn điện dung được xác định nằm
trong vùng có phân bố điện trường mạnh nhất, là
khoảng khơng giữa bề mặt của vít điều chỉnh cộng
hưởng và phần hở mạch của trục cộng hưởng trung
tâm. Quá trình mơ phỏng được thực hiện với chiều cao
của vách ngăn tương ứng trong khoảng này. Nhận thấy

rằng khi, tăng kích thước chiều rộng của vách ngăn, độ
rộng băng thơng tăng lên tương ứng hệ số ghép tăng
lên. Khi cùng tăng chiều rộng và chiều dài vách ngăn
càng tiến vào vùng có điện trường mạnh hệ số ghép
càng tăng lên nhanh chóng. Tính tốn ma trận hệ số
ghép và kết quả mơ phỏng từ hình 19 đến hình 20 xác
định được kích thước vách ngăn điện dung:
+ Ghép chéo 1-4: Chiều rộng: 12 mm
Chiều cao: 8 mm
+ Ghép chéo 5-8: Chiều rộng: 10 mm
Chiều cao: 6 mm

Hình 20. Hệ số ghép chéo với chiều cao vách ngăn
điện dung 6 mm
III. MƠ PHỎNG, CHẾ TẠO VÀ ĐO ĐẠC
* Mơ phỏng trên phần mềm CST studio
Từ tham số của bộ lọc, việc tính tốn và mơ
phỏng để xác định kích thước các hốc cộng hưởng, các
ghép nối liền kề, ghép nối chéo, ghép nối vào ra, xác
định được kích thước cơ khí được thể hiện trên Bảng 3.
Việc mô phỏng được thực hiện nhiều lần với việc điều
chỉnh các tham số khác nhau để đạt được kết quả tối
ưu. Trên Hình 21 thể hiện kết quả mô phỏng của bộ
lọc.
Bảng 3: Tham số chế tạo của bộ lọc
TT

Tham số kỹ
thuật
Hốc cộng hưởng

1

2

Hình 18: Mơ hình mơ phỏng thực hiện ghép chéo

Kích thước
Chiều cao: 16 mm
Chiều rộng: 16 mm

Trục cộng hưởng
trung tâm

Đường kính trục ngồi:
7mm
Đường kính lỗ vít: 4mm
Chiều cao: 9 mm

Vít điều chỉnh
cộng hưởng

M3

Vách ngăn ghép
nối thẳng giữa các
khung

Chiều cao:
16 mm

Chiều rộng: 6mm
Độ dày:
2 mm

Vít điều
ghép nối

chỉnh
M3
Vách ngăn ghép nối chéo

3

Ghép chéo 1-4

Chiều rộng: 12 mm
Chiều cao: 8 mm

Ghép chéo 5-8

Chiều rộng: 10 mm
Chiều cao: 6 mm

Giắc kết nối SMA

Chiều cao:

4
Hình 19. Mơ hình thực hiện mơ phỏng ghép chéo

ISBN 978-604-80-7468-5

321

2 mm


Hội nghị Quốc gia lần thứ 25 về Điện tử, Truyền thơng và Cơng nghệ Thơng tin (REV-ECIT2022)

Hình 21. Kết quả mơ phỏng bộ lọc
Hình 24. Bộ lọc đã hồn chỉnh sau khi hiệu chuẩn

* Chế tạo và đo đạc trong phịng thí nghiệm
Sau khi tối ưu hóa, bộ lọc được dựng mơ hình 3D
và thực hiện gia cơng bằng máy phay CNC, vật liệu
được chọn là nhôm nguyên khối, sau khi chế tạo xong
được mạ một lớp bạc. Kích thước của bộ lọc (DxRxC)
= 82 x 46 x 24 (mm).
Trên hình 22 là bản vẽ 3D chế tạo bộ lọc, từ bản
vẽ này ta có thể dễ dàng gia công và chế tạo bộ lọc này
và so sánh kết quả trên thực tê. Trên hình 23 thể hiện
các khoang thực tế bên trong của bộ lọc. Trên hình 24
thể hiện bên ngoài bộ sau khi đã hiệu chuẩn. Việc điều
chỉnh cộng hưởng và ghép nối được thiết lập trước, các
vít điều chỉnh này được bắt trên phần nắp của bộ lọc.
mỗi vít đều có hai đai ốc để cố định vị trí và đáp ứng
được q trình tinh chỉnh trong q trình đo đạc trong
phịng thí nghiệm. Q trình hiểu chỉnh và đo đạc tham
số bộ lọc được thực hiện trên máy phân tích mạng
E5071C, trên hình 25 thế hiện việc hiệu chỉnh và đo

đạc tham số của bộ lọc.

Một khía cạnh khác rất quan trọng và xử lý bề
mặt của khoang. Mạ bạc được áp dụng cho mặt trong
của khoang, bề mặt trong của nắp, các vít điều chỉnh
cũng như tồn bộ bề mặt ngồi. Do tính chất dẫn điện
cao của bạc nên hiệu suất suy hao chèn được cải thiện
đáng kể.
Trên hình 25 thể hiện việc đo đạc cũng như hiệu
chuẩn bộ lọc. Kết qua đo đạc sau khi đã hiệu chỉnh
xong được thể hiện trên hình 26. Nhìn chung một kết
quả phù hợp giữa mơ phỏng và bộ lọc được chế tạo.

Hình 25. Đo đạc, hiệu chỉnh tham số bộ lọc trong PTN

Hình 22. Bản vẽ 3D chế tạo bộ lọc

Hình 26. Kết quả đo của bộ lọc

Hình 23. Khoang bên trong của bộ lọc

ISBN 978-604-80-7468-5

322


Hội nghị Quốc gia lần thứ 25 về Điện tử, Truyền thơng và Cơng nghệ Thơng tin (REV-ECIT2022)

IV. KẾT LUẬN
Trình bày việc thiết kế bộ lọc thông dải khoảng

động trục, q trình thực hiện dựa trên lý thuyết, kế
thừa có chọn lọc từ các tài liệu của các nhà nghiên cứu
trước cũng như q trình mơ phỏng và tối ưu băng
phần mềm CST. Bộ lọc được chế tạo đảm bảo suy hao
thấp, độ chọn lọc cao. Mơ hình bộ lọc được đề xuất có
suy hao chèn tốt hơn do cấu trúc khoang đồng trục Q
(hệ số phẩm chất) cao và độ dốc lớn. Ngồi ra, việc sử
dụng các vít điều chỉnh cho phép điều chỉnh tần số và
băng thông sau sản xuất. Các phép đo tham số của bộ
lọc đã điều chỉnh đã đạt được như thiết kế theo lý
thuyết.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

Y. Wang and M. Yu, “True inline cross-coupled coaxial
cavity filters,” IEEE Trans. Microw. Theory Techn., vol.
57, no.12, pp. 2958-2965, Dec. 2009
M. Höft and F. Yousif, “Orthogonal coaxial cavity filters
with distributed cross-coupling,” IEEE Microw. Wireless
Compon. Lett., vol. 21, no.10, pp. 519-521, Oct. 2011.
X. Du, P. Tang and B. Chen, “Design of a C-band coaxial
cavity band pass filter,” Prog. Electrm. Res. Symp. Proc.
Guan. China., pp. 1065 - 1068, Aug. 2014.
S. Kurudere and V. B. Ertürk, “Novel microstrip fed
mechanically tunable combline cavity filter,” IEEE
Microw. Wireless Compon. Lett., vol. 23, no.11, pp. 578580, Nov. 2013
M. Yuceer, “A reconfigurable microwave combline
filter,” IEEE Trans. Circt. Syst., vol. 63, no.1, pp. 84-88,
Jan. 2016.
Oleksandr Glubokov, “ Development of waveguide filter
structures for wireless and satellite communications”,
March 2011
C. M. Kudsia, R. J. Cameron and R. R. Mansour
“Microwave filters for communication systems:
fundamentals, design, and applications 2nd”. Wiley,
2018.
Dhanasekharan Natarajan, “A Practical Design of
Lumped, Semi-lumped & Microwave Cavity Filters”.
Lecture Notes in E. Engineering, 2013.
L. Young G. Matthaei and E.M.T. Jones “Microwave
Filters, Impedance Matching Networks, and Coupling
Structures” Artech House, 1980.

Daniel G. Swanson, “Narrowband Combline Filter
Design with ANSYS HFSS”, DGS Associates, 2017.

ISBN 978-604-80-7468-5

323