Luận án tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu nâng cao chất lượng mô đun thu phát dùng cho

Tổng quan về luận án

Hệ thống mạng pha tích cực (Active Phased-Array System - HTMPTC), đặc biệt là công nghệ mạng quét búp sóng điện tử chủ động (AESA), đại diện cho bước chuyển dịch công nghệ mang tính cách mạng trong lĩnh vực vô tuyến điện tử quân sự và dân dụng thế hệ mới. Luận án tiến sĩ kỹ thuật "Nghiên cứu nâng cao chất lượng mô-đun thu phát dùng cho hệ thống mạng pha tích cực" của tác giả Phạm Cao Đại (Chuyên ngành Kỹ thuật Điện tử, Mã số: 9 52 02 03, Học viện Kỹ thuật Quân sự, năm 2023) đặt trọng tâm giải quyết những rào cản vật lý và kỹ thuật then chốt của mô-đun thu phát (MĐTP) – phần tử hạt nhân chiếm tỉ trọng chi phí và độ phức tạp kỹ thuật lớn nhất trong các hệ thống HTMPTC.

Khoảng trống nghiên cứu (research gap) cốt lõi xuất phát từ ba thách thức thực tiễn chưa được giải quyết đồng bộ trong y văn:

1. Hiện tượng dạt pha ký sinh của bộ suy giảm số (parasitic phase shift): Khi thực hiện tổng hợp biên độ để giảm mức búp sóng bên (Side Lobe Level - SLL), các bộ suy giảm thương mại (COTS) gây ra độ dịch pha không mong muốn lên tới $50^\circ$ ở dải tần $4\text{ GHz}$ với mức suy giảm $32\text{ dB}$ (điển hình như vi mạch RFSA3714 của Qorvo), làm méo dạng giản đồ bức xạ nếu không có cơ chế bù chính xác.
2. Sự sụt giảm nghiêm trọng hiệu suất cộng công suất (Power-Added Efficiency - PAE) của các bộ khuếch đại công suất (KĐCS) bán dẫn GaN: Do đặc thù phân bố công suất mặt mở (như phân bố Taylor với dải biến động biên độ lên đến $17{,}63\text{ dB}$ trên mảng phẳng $16 \times 16$) và sự thay đổi cự ly tác chiến ($R^2$ đối với thông tin và $R^4$ đối với ra-đa theo phương trình truyền sóng Friis và phương trình cơ bản của ra-đa), các bộ KĐCS thường xuyên phải làm việc ở chế độ công suất lùi (power back-off), dẫn đến PAE giảm mạnh, sinh nhiệt cục bộ và đe dọa độ tin cậy nhiệt (MTTF/MTBF).
3. Thiếu cấu trúc MĐTP giao tiếp số hoàn toàn tối ưu hóa cho hệ thống đa chức năng, có khả năng tích hợp tạo sóng linh hoạt và quét búp sóng thích nghi với chi phí khả thi.

Luận án thiết lập hệ thống câu hỏi nghiên cứu và giả thuyết khoa học:

• RQ1: Làm thế nào để vừa điều khiển suy giảm biên độ vừa hiệu chỉnh pha với độ phân giải cao mà không phụ thuộc vào các bộ xoay pha chuyên dụng nhiều bit đắt tiền?
• H1: Cấu trúc phối hợp điều khiển hai kênh suy giảm số song song có thể tạo ra khả năng xoay pha liên tục với độ phân giải tương đương 7-8 bit và sai số pha $\le 1^\circ$.
• RQ2: Kỹ thuật mạch nào giúp duy trì PAE cao cho bộ KĐCS GaN trong dải công suất đầu ra biến đổi rộng?
• H2: Sự kết hợp giữa chế độ phân cực Class-AB tối ưu triệt hài bậc cao và kỹ thuật điều chế điện áp cực máng (Supply Modulation) sẽ duy trì PAE $>50%$ trên dải công suất lùi $6\text{ dB}$.
• RQ3: Kiến trúc MĐTP số nào đáp ứng tối ưu khả năng phát đa dạng sóng cho hệ thống mạng pha đa chức năng?
• H3: Việc ghép nối bộ tổng hợp số trực tiếp (DDS) với bộ điều chế trực giao (I/Q Modulator) cho phép điều khiển linh hoạt pha, biên độ và tạo các dạng tín hiệu xung đơn, mã pha Barker, nhảy tần và FMCW băng rộng.

Khung lý thuyết của nghiên cứu tích hợp lý thuyết mạng vi ba siêu cao tần (Microwave Network Theory), lý thuyết tổng hợp trường bức xạ ăng-ten mảng (Array Synthesis Theory), lý thuyết khuếch đại phi tuyến và điều biến nguồn động. Nghiên cứu thực hiện trên phạm vi dải tần từ băng C đến băng X ($9 - 10\text{ GHz}$), kiểm chứng trên mô hình mảng thẳng 16 phần tử cách đều nửa bước sóng ($d = \lambda/2$) và mô phỏng mảng phẳng $16 \times 16$ phần tử.

Literature Review và Positioning

Y văn quốc tế về MĐTP cho AESA phân hóa thành ba trường phái nghiên cứu chính:

1. Trường phái tích hợp cao trên đơn chip (Monolithic MMIC Integration): Điển hình là nghiên cứu của Shahramian và cộng sự (2019) tích hợp 16 MĐTP băng W trên công nghệ flip-chip PCB [25], và Sadhu cùng cộng sự (2017) phát triển vi mạch 32 MĐTP ở tần số $28\text{ GHz}$ [26]. Ưu điểm là kích thước siêu nhỏ gọn, nhưng nhược điểm chí mạng là công suất phát RF trên từng kênh cực thấp, không đáp ứng được các đài ra-đa tầm xa hay các hệ thống yêu cầu công suất đỉnh lớn.
2. Trường phái đa công nghệ dị thể (Heterogeneous Multi-Technology): Heijningen (2018) kết hợp GaAs cho bộ xoay pha, SiGe cho tuyến thu và GaN cho tuyến phát [35]; Martin Oppermann (2017) sử dụng GaN MMIC cho front-end và SiGe BiCMOS cho lõi điều khiển [32]. Phương pháp này tối ưu hiệu năng nhưng quy trình đóng gói phức tạp và chi phí chế tạo wafer cực kỳ đắt đỏ.
3. Trường phái phân bố công suất tĩnh (Static Tapering Array): Zhuchkova (2018) đề xuất bố trí MĐTP $10\text{ W}$ ở tâm mảng và MĐTP $3\text{ W}$ ở rìa mảng băng X để hạ mức búp sóng bên xuống $-20\text{ dB}$ [23]. Tuy nhiên, giải pháp này có mức công suất cố định, triệt tiêu tính mềm dẻo của hệ thống khi cần tái cấu hình búp sóng hoặc chuyển đổi đa chức năng.

Cuộc tranh luận khoa học diễn ra gay gắt giữa hai quan điểm: (1) Sử dụng bộ KĐCS Doherty băng thông hẹp nhưng tự điều chỉnh tải, đối lập với (2) Sử dụng bộ KĐCS điều chế nguồn (Supply-Modulated PA) có khả năng duy trì hiệu suất cao trên băng thông rộng nhưng đòi hỏi mạch điều khiển thiên áp cực máng phức tạp. Luận án định vị nghiên cứu vào giải pháp điều chế nguồn trên nền tảng bóng bán dẫn GaN HEMT thương mại (COTS), chứng minh tính vượt trội về hiệu suất toàn mảng khi áp dụng các phân bố biên độ phức tạp.

So với nghiên cứu của Zhuchkova (2018) [23] vốn chỉ dùng công suất cố định, công trình của tác giả Phạm Cao Đại tạo ra bước tiến khi cho phép công suất đầu ra thay đổi liên tục mà vẫn duy trì PAE đỉnh. Đồng thời, so với thiết kế front-end GaN đơn chip của Schuh và cộng sự (2014) [33], giải pháp của luận án giải quyết trọn vẹn bài toán kinh tế - kỹ thuật nhờ ứng dụng linh kiện COTS dạng đóng vỏ, mở ra khả năng tự chủ công nghệ chế tạo MĐTP hiệu năng cao cho các quốc gia đang phát triển.

Đóng góp lý thuyết và khung phân tích

Đóng góp cho lý thuyết

Luận án đóng góp vào lý thuyết mạch vi ba và lý thuyết hệ thống mạng pha qua ba trụ cột:

1. Mở rộng lý thuyết tổng hợp hiệu suất năng lượng toàn mảng ($PAE_{HT}$): Luận án hình thành công thức toán học tường minh biểu diễn mối quan hệ giữa hiệu suất mảng và hiệu suất từng MĐTP theo phân bố biên độ mặt mở: $$PAE_{HT} (%) = \frac{\sum_{k=1}^N (P_{out_k} - P_{in_k})}{\sum_{k=1}^N \frac{P_{out_k} - P_{in_k}}{PAE_k}} \times 100$$ Công thức này chứng minh rằng sự sụt giảm PAE của các phần tử biên trong phân bố Taylor ($n=3$, $\text{SLL} = -25\text{ dB}$) kéo tụt nghiêm trọng hiệu suất tổng của hệ thống, từ đó đặt nền móng lý thuyết cho việc ứng dụng KĐCS điều chế nguồn phân tán.
2. Lý thuyết đồng điều khiển pha - biên độ bằng kỹ thuật tổng hợp véc-tơ: Luận án chứng minh toán học rằng việc kết hợp mạng suy giảm số hai kênh cho phép điều chỉnh véc-tơ tín hiệu tổng hợp trên mặt phẳng phức, biến đổi các trạng thái suy giảm rời rạc thành các bước dịch pha có độ mịn cực cao, phá vỡ giới hạn phụ thuộc vào số bit vật lý của bộ xoay pha truyền thống.
3. Mở rộng lý thuyết phối hợp trở kháng triệt hài Class-AB/F: Xác lập mô hình không gian trở kháng tối ưu ($Z_{S_opt}, Z_{L_opt}$) tại tần số hài cơ bản $f_0$, hài bậc hai $2f_0$ và hài bậc ba $3f_0$, giúp duy trì góc dẫn của linh kiện GaN linh hoạt từ $180^\circ$ đến $360^\circ$ khi điện áp nguồn nuôi $V_{DS}$ thay đổi liên tục.

Khung phân tích độc đáo

Khung phân tích của luận án là sự hợp nhất của ba lý thuyết:

• Lý thuyết mạng ma trận tán xạ vi ba ($S$-parameters: $S_{11}, S_{21}, S_{22}, S_{12}$).
• Lý thuyết truyền sóng vi ba và phương trình cự ly tác chiến vô tuyến: $$P_t = P_{t\max} \left(\frac{R}{R_{\max}}\right)^2 \quad (\text{Thông tin}), \qquad P_t = P_{t\max} \left(\frac{R}{R_{\max}}\right)^4 \quad (\text{Ra-đa})$$
• Lý thuyết xử lý tín hiệu số điều biến trực giao trực tiếp (DDS + Direct I/Q Synthesis).

Điều kiện biên của khung phân tích: Hoạt động trong dải tần $C$ và $X$ ($9 - 10\text{ GHz}$), khoảng cách phần tử mạng $d = \lambda/2$, tương thích với cấu trúc mạch vi dải (Microstrip Line - MLIN) trên chất nền cao tần tiêu chuẩn.

Phương pháp nghiên cứu tiên tiến

Thiết kế nghiên cứu

Nghiên cứu tuân thủ thế giới quan thực nghiệm chặt chẽ (Positivist Paradigm), sử dụng phương pháp thiết kế phân tầng đa mức:

• Cấp độ phần tử bán dẫn (Device Level): Khảo sát đặc tuyến tĩnh và động $I_{DS} - V_{GS}$, $I_{DS} - V_{DS}$ của bóng bán dẫn GaN HEMT TGF2977-SM (Qorvo).
• Cấp độ mạch chức năng (Circuit Level): Mô phỏng phối hợp trở kháng Source-Pull/Load-Pull trên phần mềm chuyên dụng Keysight ADS (Advanced Design System).
• Cấp độ mô-đun (Module Level): Tích hợp MĐTP hoàn chỉnh gồm tuyến RF, DDS, I/Q Modulator, vi điều khiển và mạch phân áp.
• Cấp độ hệ thống (System Level): Mô hình hóa toán học mảng ăng-ten 16 phần tử và mảng phẳng $16 \times 16$ trên môi trường MATLAB/ADS.

Quy trình nghiên cứu rigorous

Quy trình nghiên cứu triển khai qua các giao thức nghiêm ngặt:

1. Thiết kế vi dải và triệt hài: Sử dụng đồ thị Smith để tối ưu hóa mạng phối hợp đầu vào (IMN) và mạng phối hợp đầu ra (OMN). Đường truyền vi dải được tính toán chính xác kích thước hình học ($W, L$) nhằm bẫy ngắn mạch hài bậc hai ($2f_0$) và hở mạch hài bậc ba ($3f_0$).
2. Thuật toán tìm kiếm cặp hệ số suy giảm: Thiết lập lưu đồ thuật toán tự động quét không gian suy giảm $R_I, R_Q$ của bộ suy giảm số 7 bit, trích xuất bảng chân lý điều khiển tương ứng với từng góc pha mục tiêu.
3. Đo kiểm thực nghiệm: Sử dụng máy phân tích mạng véc-tơ (VNA), máy phân tích phổ thời gian thực, máy phát xung băng rộng và dao động ký số tần số cao tại Trung tâm Kỹ thuật Viễn thông và Bộ môn Công nghệ Điện tử / Học viện Kỹ thuật Quân sự.

Data và phân tích

• Linh kiện chế tạo thực nghiệm: Transistor GaN HEMT TGF2977-SM, vi mạch suy giảm số 7 bit RFSA3714, bộ tạo sóng DDS và bộ điều chế I/Q băng rộng.
• Kiểm tra độ ổn định vi ba: Hệ số ổn định $\mu > 1$ và hệ số Rollett $K > 1$ trên toàn bộ dải tần số khảo sát, đảm bảo mạch KĐCS không tự kích.
• Phân tích thống kê sai số: Đánh giá sai số dịch pha và biên độ thông qua độ lệch chuẩn sai số trung bình bình phương (RMSE). Sai số góc xoay pha đo kiểm thực tế đạt $\le 1^\circ$ trên toàn dải $0 - 45^\circ$, hoàn toàn khớp với kết quả mô phỏng lý thuyết.

Phát hiện đột phá và implications

Những phát hiện then chốt

1. Bước nhảy vọt về độ phân giải pha từ bộ suy giảm số COTS: Luận án chứng minh cấu trúc bộ suy giảm số kết hợp xoay pha sử dụng linh kiện 7 bit có thể quét góc pha từ $0^\circ$ đến $45^\circ$ với độ mịn bước nhảy tương đương bộ xoay pha 7 bit ($2{,}812^\circ$) và 8 bit ($1{,}406^\circ$), sai số pha tuyệt đối duy trì $< 0{,}5^\circ - 1^\circ$. Điều này cho phép loại bỏ hoàn toàn ảnh hưởng dạt pha ký sinh của chính bộ suy giảm.
2. Duy trì PAE vượt trội ở chế độ công suất lùi (Back-off): Bộ KĐCS GaN điều chế nguồn băng X ($9 - 10\text{ GHz}$) duy trì PAE $> 54%$ khi công suất đầu ra giảm $6\text{ dB}$ ($P_{out}$ lùi từ cực đại xuống $50%$), và PAE luôn đạt $> 35%$ trên toàn dải tần $9 - 10\text{ GHz}$. Đây là kết quả vượt bậc so với các bộ khuếch đại Class-AB truyền thống (thường bị sụt PAE xuống dưới $25%$ ở $6\text{ dB}$ back-off).
3. Đột phá hiệu suất năng lượng cấp hệ thống: Khi áp dụng phân bố Taylor ($n=3, \text{SLL} = -25\text{ dB}$, dải công suất biên $17{,}63\text{ dB}$) trên mảng phẳng $16 \times 16$, kỹ thuật điều chế nguồn giúp cải thiện PAE tổng của hệ thống HTMPTC thêm từ $12%$ đến hơn $25%$ so với hệ thống sử dụng KĐCS nguồn cố định.
4. Tổng hợp đa dạng sóng linh hoạt trên MĐTP số: Mẫu thử nghiệm tích hợp DDS + I/Q Modulator tạo thành công 4 dạng tín hiệu vô tuyến phức tạp: tín hiệu xung đơn ra-đa tiêu chuẩn, tín hiệu điều chế mã pha nhị phân Barker 7 bit với độ rộng xung cực hẹp ($96\text{ ns}$), tín hiệu nhảy tần linh hoạt từ xung sang xung, và tín hiệu điều tần liên tục FMCW băng thông rộng dùng cho ra-đa độ phân giải cao.

Implications đa chiều

• Về mặt lý thuyết: Đặt nền tảng cho trường phái đồng thiết kế (co-design) giữa điều khiển biên độ - pha và tối ưu hóa hiệu suất nhiệt trong ăng-ten mảng pha chủ động.
• Về mặt phương pháp luận: Cung cấp quy trình tích hợp và kiểm thử linh kiện COTS thương mại để đạt được các chỉ tiêu kỹ thuật cấp quân sự mà không cần đầu tư dây chuyền sản xuất vi mạch MMIC hàng triệu USD.
• Về mặt thực tiễn: Giảm tải trực tiếp áp lực nhiệt lên hệ thống làm mát của đài ra-đa mảng pha, cho phép thu nhỏ kích thước khối tản nhiệt, tăng mật độ tích hợp trạm phát và kéo dài tuổi thọ thiết bị (tăng MTTF).
• Về mặt chính sách và quốc phòng: Mang lại giải pháp tự chủ công nghệ chế tạo MĐTP cho các chương trình phát triển ra-đa 3D băng L, S, X nội địa phục vụ giám sát vùng trời, vùng biển và trạm gốc thông tin di động 5G/6G Massive MIMO.

Limitations và Future Research

Luận án thẳng thắn chỉ rõ 4 hạn chế mang tính điều kiện biên:

1. Băng thông của mạch điều chế nguồn: Mạch điều chế điện áp cực máng $V_{DS}$ sử dụng các linh kiện đóng vỏ rời rạc nên tốc độ đáp ứng còn bị giới hạn bởi điện cảm ký sinh, chưa tối ưu cho các dạng tín hiệu có băng thông tức thời quá lớn ($> 100\text{ MHz}$).
2. Mức độ tích hợp vật lý: Việc sử dụng linh kiện COTS trên bo mạch vi dải PCB khiến kích thước MĐTP chỉ phù hợp tối đa cho dải tần dưới $10\text{ GHz}$ ($d = \lambda/2 \approx 1{,}5\text{ cm}$ ở băng X); chưa thể thu nhỏ để ứng dụng trực tiếp cho các dải sóng milimet (Ka, W-band $> 30\text{ GHz}$).
3. Hiệu ứng phi tuyến và biến dạng điều chế (AM-AM, AM-PM): Khi thay đổi nhanh điện áp nguồn $V_{DS}$, đặc tính pha của bộ KĐCS có sự biến thiên nhỏ, đòi hỏi các thuật toán tiền méo số (Digital Predistortion - DPD) phức tạp hơn trong xử lý thời gian thực.

Chương trình nghiên cứu tương lai (Future Agenda):

• Phát triển mạch điều chế nguồn tích hợp tốc độ cao trên nền tảng GaN driver chuyên dụng để mở rộng băng thông điều chế.
• Nghiên cứu chuyển giao cấu trúc đề xuất lên công nghệ vi mạch tích hợp nguyên khối GaN/SiGe MMIC đơn chip.
• Tích hợp thuật toán tiền méo số thích nghi (Adaptive DPD) trên chip FPGA/DSP gắn liền trên từng MĐTP để triệt tiêu méo phi tuyến khi KĐCS hoạt động cận biên bão hòa.

Tác động và ảnh hưởng

Nghiên cứu mang lại tác động sâu rộng trên nhiều bình diện:

• Học thuật: Đóng góp các công bố khoa học trên các tạp chí và hội nghị chuyên ngành uy tín; mở ra hướng nghiên cứu mới về tối ưu hóa năng lượng toàn diện cho mạng ăng-ten quy mô lớn.
• Công nghiệp quốc phòng và viễn thông: Tạo tiền đề kỹ thuật trực tiếp cho các đơn vị công nghiệp công nghệ cao (như Tập đoàn Viettel, Viện Khoa học và Công nghệ Quân sự, Quân chủng Phòng không - Không quân) trong việc làm chủ hoàn toàn quy trình thiết kế, chế tạo MĐTP cho ra-đa 3D cảnh giới bờ, ra-đa phòng không và hệ sinh thái trạm phát 5G Massive MIMO tại Việt Nam.
• Lợi ích kinh tế - xã hội: Việc thay thế các vi mạch xoay pha chuyên dụng đắt tiền bằng cấu trúc suy giảm kép COTS giúp hạ giá thành sản xuất mỗi MĐTP từ $30%$ đến $45%$, mang lại giá trị tiết kiệm hàng chục tỷ đồng cho các dự án chế tạo mảng quét hàng nghìn phần tử.

Đối tượng hưởng lợi

• Nghiên cứu sinh & Nhà khoa học trẻ: Tiếp cận phương pháp thiết kế phối hợp trở kháng triệt hài vi ba và thuật toán tối ưu hóa mảng pha tích cực chi tiết, có thể tái lập thực nghiệm.
• Kỹ sư R&D phần cứng RF: Nắm bắt sơ đồ nguyên lý, thông số layout vi dải cụ thể của bộ KĐCS GaN hiệu suất cao và bộ suy giảm - xoay pha tích hợp để ứng dụng ngay vào sản phẩm.
• Tổng công trình sư các tổ hợp Ra-đa / Viễn thông: Có cơ sở khoa học để xây dựng cấu trúc MĐTP giao tiếp số hoàn chỉnh, cân bằng tối ưu giữa hiệu năng, hiệu suất công suất và chi phí vòng đời thiết bị.
• Cơ quan quản lý & Hoạch định chính sách quốc phòng: Nhận được luận cứ kỹ thuật vững chắc khẳng định tính khả thi của việc tự chủ sản xuất khí tài công nghệ cao trong nước.

Câu hỏi chuyên sâu

1. Đóng góp lý thuyết độc đáo nhất của luận án là gì và đã mở rộng lý thuyết nào? Trả lời: Đóng góp độc đáo nhất là việc mở rộng Lý thuyết hiệu suất mạng pha tích cực ($PAE_{HT}$) gắn liền với Lý thuyết phân bố biên độ mặt mở Taylor/Chebyshev. Luận án đã lượng hóa chính xác sự suy giảm hiệu suất mảng do hiện tượng lệch tải công suất giữa các phần tử gây ra, đồng thời giải quyết triệt để bằng mô hình lý thuyết KĐCS GaN điều chế nguồn đa mức.

2. Đổi mới phương pháp luận của luận án khi so sánh với ít nhất 2 công trình quốc tế? Trả lời:

• So với Zhuchkova (2018) [23] chỉ dùng giải pháp phân bố công suất cố định $10\text{ W}/3\text{ W}$ gây cứng nhắc cấu hình, luận án đề xuất phương pháp điều chế nguồn động thích ứng liên tục với mọi quy luật phân bố biên độ và cự ly tác chiến.
• So với Heijningen (2018) [35] đòi hỏi công nghệ tích hợp lai phức tạp (GaAs + Si + GaN trên cùng đế), luận án sử dụng phương pháp luận mô đun hóa trên linh kiện COTS thương mại, tối ưu hóa phối hợp trở kháng vi dải Class-AB/F mà vẫn đạt chỉ tiêu kỹ thuật tương đương với chi phí chế tạo thấp hơn vượt bậc.

3. Phát hiện nào gây bất ngờ nhất và có số liệu thực nghiệm chứng minh? Trả lời: Phát hiện bất ngờ nhất là cấu trúc bộ suy giảm số 7 bit hoàn toàn có thể thay thế một bộ xoay pha 7-8 bit chuyên dụng trong phạm vi góc lệch $0 - 45^\circ$. Dữ liệu thực nghiệm chứng minh: tại góc xoay pha $2{,}81^\circ$, sai số góc xoay pha thực tế duy trì $< 0{,}5^\circ$, độ phân giải đạt được tương đương bước nhảy của bộ xoay pha 8 bit đắt tiền ($1{,}406^\circ$).

4. Luận án có cung cấp quy trình tái lập (Replication Protocol) hoàn chỉnh không? Trả lời: Có. Luận án công bố chi tiết: danh mục linh kiện chính (Bảng 2.1, 4.1); kích thước hình học chính xác của các đoạn mạch dải IMN, OMN (Bảng 3.1, 3.2); sơ đồ nguyên lý mạch in layout (Hình 2.6, 3.11, 3.22); cũng như lưu đồ thuật toán điều khiển số (Hình 2.7) cho phép tái lập thiết kế trên phần mềm ADS và chế tạo mạch in thực tế.

5. Luận án đã phác thảo chương trình nghiên cứu 10 năm tiếp theo như thế nào? Trả lời: Định hướng 10 năm tập trung vào: (1) Thu nhỏ cấu trúc thành chip GaN MMIC đơn phiến cho băng tần Ku và Ka; (2) Tích hợp khối điều chế nguồn siêu nhanh dạng chuyển mạch số; (3) Nhúng trực tiếp nhân xử lý AI/Neural Network lên FPGA của MĐTP để tự động hiệu chuẩn sai pha - biên độ theo thời gian thực dưới ảnh hưởng nhiệt độ môi trường.

Kết luận

1. Đề xuất thành công cấu trúc bộ suy giảm số kết hợp xoay pha tín hiệu độ phân giải cao dựa trên linh kiện COTS, xử lý triệt để hiện tượng dạt pha ký sinh và nâng độ phân giải tương đương 7-8 bit với sai số $\le 1^\circ$.
2. Thiết kế và chế tạo hoàn chỉnh bộ KĐCS GaN HEMT điều chế nguồn dải tần $9 - 10\text{ GHz}$, duy trì PAE $> 54%$ ở dải công suất lùi $6\text{ dB}$, giúp nâng cao hiệu suất PAE của toàn hệ thống HTMPTC lên $12 - 25%$.
3. Xây dựng cấu trúc MĐTP giao tiếp số hoàn chỉnh kết hợp DDS và bộ điều chế I/Q, thử nghiệm thành công 4 dạng tín hiệu vô tuyến phức tạp (xung đơn, mã pha Barker $96\text{ ns}$, nhảy tần, FMCW).
4. Xác lập khung lý thuyết và phương pháp luận thiết kế MĐTP chất lượng cao, chi phí thấp, tối ưu hóa năng lượng dựa trên điều kiện công nghệ trong nước.
5. Mở ra 3 hướng nghiên cứu chuyên sâu: MMIC hóa MĐTP băng tần milimet, thuật toán DPD thích nghi số nhúng, và hệ thống vô tuyến đa chức năng hợp nhất Ra-đa - Thông tin - Tác chiến điện tử.
6. Tạo bước đột phá kỹ thuật có khả năng chuyển giao trực tiếp cho công nghiệp quốc phòng và mạng thông tin viễn thông băng rộng thế hệ mới tại Việt Nam.