Luận án Nghiên cứu, phát triển bộ lọc thông dải, bộ chia công suất, anten sử dụng đường truyền phức hợp, vòng cộng hưởng và hiệu ứng viền của siêu vật liệu

Trong những năm gần đây, kỹ thuật siêu cao tần đã có những tiến bộ vượt bậc và vẫn

đang không ngừng được phát triển. Công nghệ vi dải in trên đế điện môi ra đời đã giải

quyết được vấn đề thu nhỏ kích thước của anten, đồng thời cũng mở ra một xu hướng thiết

kế các mô-đun siêu cao tần khác như bộ lọc cao tần thụ động, bộ chia công suất, bộ ghép

định hướng, .v.v. nhằm nâng cao khả năng tích hợp mô-đun siêu cao tần vào các thiết bị

của hệ thống truyền thông vô tuyến.

Nhiều mô hình mô-đun siêu cao tần như anten vi dải, bộ lọc thông dải, bộ chia công

suất in trên đế điện môi đã được thiết kế và chế tạo thành công. Tuy nhiên, trong thiết kế

mô-đun siêu cao tần sử dụng công nghệ mạch dải, chẳng hạn anten vi dải thì thông thường

là kích thước của anten phải lớn hơn hoặc xấp xỉ một phần tư bước sóng (λ/4) ở dải tần

hoạt động. Điều này có vẻ như không phù hợp khi kích thước λ/4 vẫn còn khá lớn so với

kích thước ngày càng nhỏ gọn của thiết bị.

Năm 2000, nhóm nghiên cứu gồm có Smith, Schultz và các đồng nghiệp đã chứng

minh được rằng có thể tạo ra loại vật liệu mới có chiết suất âm (n<0) –="" gọi="" là="" siêu="" vật="">

điện từ (MTM) [107]. Sự phát hiện này không chỉ mở ra nhiều cơ hội chế tạo các thiết bị

mới với những đặc tính khác biệt mà c n đưa ra một hướng thiết kế mới trong việc thu nhỏ

kích thước mô-đun siêu cao tần nhờ vào đặc tính ưu việt của cấu trúc MTM. Cấu trúc siêu

vật liệu điện từ, mà đặc trưng là cấu trúc đường truyền dẫn nhân tạo kết hợp giữa đường

truyền vật liệu thông thường (RH TL) và đường truyền siêu vật liệu (LH TL) để hình thành

đường truyền siêu vật liệu điện từ phức hợp (CRLH TL). Đặc tính của cấu trúc CRLH TL

dạng thông thường là có thể tạo ra mode cộng hưởng có dải tần hoạt động thấp hơn mode

cộng hưởng cơ bản của mô-đun siêu cao tần [14], do vậy, phần tử có thể hoạt động ở một

dải tần số thấp hơn mà vẫn giữ nguyên kích thước. Điều này giúp mô-đun siêu cao tần có

kích thước rất nhỏ gọn, bên cạnh đó là khả năng hoạt động ở đa băng tần tùy theo việc sử

dụng CRLH TL vào thiết kế