Download - 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
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
2/68
h0Cng $En t
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
6/68
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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$ancI „Isonator Bộ cộng h0Vng trV #h'ng
nh/" b
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
9/68
} Gigh&ass diltIr Bộ lọc thông cao{ Ban$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
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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 $fng đ( l?a chọn và giCi h!n t:n hiệu trong #ho/ng tần số đó*
RhXng đóng nhi_u vai trò #h'c nhau trong )ột hệ thống, nh0 trong Gmnh * là sN
đ- )ột )'" thu &h't vô tu"5n*
12
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
13/68
Hình 1. 2 ơ : kh)i c;* một máy th" %hát /$ 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
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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 $3ng hNn c/ &h0Nng &h'& tha) số /nh* +h0Nng &h'& nà" sW đ01c đ_ ca đ- 'n*
Rfng vCi s? hoàn thiện c>a l thu"5t, c'c thi5t #5 )!ch lọc đ01c &h't tri(n
từ c'c )!ch cộng h0Vng tha) số t
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
15/68
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
16/68
OItho$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 $3ng c'c &h0Nng &h'& tr.n, #5t qu/
)ô &h@ng trV n.n đ'ng tin cn AG" 7ài /à tương )i h+àn thi'n.
T"y nhiJn /i'c nghiJn cK" các AF th"yết m?i /Ln tiế% tMc ưc thc hi'n t+ng thOi
gi*n gBn Gy 7* tJn nhPng %hương %há% tnh t+án cơ 6#n nhCm t+ * nhPng
16
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
17/68
c4" tQc AEc kch thư?c gEn nhR /à kh# năng chEn AEc tBn () t)i ư" nh4t. Sác AF
th"yết này ( ưc tình 6ày chi tiết hơn t+ng các chương (*".
.h/0n$ <
.0 s- lC thu!t
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
20/68
đ0ng tru"_n sóng LSO hoàn toàn, vm va sóng LSO trong vfng điện
)ôi là c /√ ϵ r , nh0ng v
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
21/68
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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*
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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 ngh`a 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 ngh`a 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 ngh`a 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
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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 $!ng c'c linh #iện tha) số t
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
29/68
Hình 2. 5 á% Kng tBn c;* 6)n A+i mch AEc AF tưengf* AEc th$ng th4% 6 AEc th$ng c*+ c AEc th$ng 7#i 7 AEc ch8n 7#i
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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
.
)
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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 $En sóng ha" đ0ng tru"_n si.u cao tần có c'c gi' trD
tha) số &h%n t'n* R'ch t:nh gi' trD và q cZng đ01c cho trong hmnh*
36
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
37/68
Hình 2. 13 Zch AEc th$ng 7#i th*m () %hGn tán ([ 7Mng các 6ộ 6iến ổi V1W
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
38/68
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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$I cao hNn thm
40
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
41/68
21=22= λ/
2, =1,2,3,0 F*wM
n là số )o$I sóng* ;h0 v
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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*
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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= $iện đ01c nội su" số học từ c'c gi' trD V c'c đˆnh và
trung đi() c'c c!nh* Bộ )ô &h@ng bi5n đi c'c &h0Nng trmnh OaPIll thành c'c &h0Nng trmnh )a tr
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
45/68
Hình 2. 1 Sách chi* %hBn t[ hP"hn t+ng Hf -* thành các t*m giác
tJn 6 mut, -6 thành các tK 7i'n t+ng
kh$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
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
47/68
Hình 2. 19 aộ !"vt tBn ()
&ích thích
Lhi5t la vfng bài to'n
và c'c giao $iện v
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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 $En* R'c li gi/i )a tra
)ột cấu trXc* Bộ gi/i )ốt ri.ng tm) c'c tần số cộng h0Vng c>a cấu trXc và c'c
tr0ng V c'c tần số cộng h0Vng*
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
49/68
Hình 2. 20 wi*+ 7i'n \Gy 7ng m$ hình /à thiết A
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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 )
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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 $!ng
Hình 3. 5 S4" tQc ưOng /i 7#i g4% khQc tương Kng /?i thành %hBn mch i'n
57
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
58/68
Hình 3. Z$ 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
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
63/68
Hình 3. 12 Zch AEc th$ng 7#i 6ăng tBn 3w -tD 1920 ` 210 ZH. Sác kch thư?c c= ơn
/l mm
63
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
64/68
Hình 3. 13 ết !"# m$ %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$i zb 7ày 1. mm. aCng cách thJm /à+ /@ng cộng hưeng các nhánh ưOng
t"yn c= chi" 7ài thch h%, t* c= th> t ưc i" ki'n cộng hưeng nhi" m+7
(=ng, tKc Aà t+ * các i>m cc t"yn t ti nhPng tBn () AGn c
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
65/68
.h/0n$ 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 $3ng cấu trXc cộng
65
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
66/68
h0Vng vòng* kCi việc t!o ra nhi_u )o$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, $o đó có
#h/ n7ng t:ch h1& trong nhi_u hệ thống*
P4
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
67/68
Tài li+u tham h#o
•€ ‚iaHJhIng Gong, O* ‚* ancastIr, Zic+(ti% iAt( s+ z}Zic+j*/
^%%Aic*ti+n(, ‚ohn †ilI" › Jons, *
•€ ]avi$ 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
-
8/17/2019 Thiet Ke Bo Loc Thong Dai Trong Dai Tan 3g
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"