Thông tin tài liệu
HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - - BÀI TIỂU LUẬN HỌC PHẦN: PHƯƠNG PHÁP LUẬN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Nhóm mơn học: 09 Giảng viên: NGUYỄN THỊ KIM CHI Sinh viên thực hiện: Cao Xuân Sơn Ngày sinh: 21/02/1999 Số điện thoại: 0945211486 Mã sinh viên: B17DCVT304 Lớp: D17CQVT08-B Phương pháp luận nghiên cứu khoa học Cao Xuân Sơn-B17DCVT304 Lời cảm ơn Trong năm học tập Học viện Công nghệ Bưu Viễn Thơng, sinh viên chúng em nhận bảo giúp đỡ tận tình Thầy Cô giáo Học viện Đặc biệt, sinh viên nghành Kỹ Thuật Điện Tử Truyền Thông chúng em tìm hiểu, nghiên cứu, học hỏi, tiếp thu biết kiến thức hướng dẫn tận tâm thầy cô Trước hết em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới Thầy Cô giáo Học Viện nói chung thầy mơn nói riêng tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức kinh nghiệm quý báu suốt môn học kỹ Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cô Nguyễn Thị Kim Chi, nhiệt tình dạy cho chúng em kiến thức cần thiết môn học cô người bảo nhiệt tình để chúng em hoàn thành bải tiểu luận Tuy cố gắng kiến thức hạn chế nên tiều luận cuối khóa cịn nhiều thiếu sót, hi vọng góp ý bổ sung để chúng em hồn thiện tiểu luận cách tốt Cuối cùng, em xin kính chúc Cơ gia đình dồi sức khoẻ, thành cơng nghiệp cao quý! Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên: Cao Xuân Sơn Hà Nội, tháng 06 năm 2021 Phương pháp luận nghiên cứu khoa học Cao Xuân Sơn-B17DCVT304 Mục lục Câu 1: Anh/chị nêu cấu trúc báo khoa học nội dung cần trình bày phần? Phân tích ví dụ để chứng minh Câu 2: Anh/chị tìm kiếm báo khoa học chủ đề nghiên cứu mà anh/chị quan tâm chuyên ngành học (cùng chủ đề câu 3) Nghiên cứu báo xác định: Câu 3: Anh/chị xây dựng đề xuất nghiên cứu vấn đề nghiên cứu chuyên ngành học anh/chị mà anh/chị quan tâm (theo mẫu) Phương pháp luận nghiên cứu khoa học Cao Xuân Sơn-B17DCVT304 Câu 1: Anh/chị nêu cấu trúc báo khoa học nội dung cần trình bày phần? Phân tích ví dụ để chứng minh -Bài làm❖ Cấu trúc báo khoa học nội dung cần trình bày phần - Tiêu đề báo (Title): Chỉ tên báo, số lượng từ tiêu đề báo tùy theo quy định tạp chí, thơng thường từ 10-18 từ phản ánh nội dung đề cập báo Dưới tiêu đề báo thường tên tác giả, tập thể tác giả, email, quan công tác, ngày nhận báo ngày chấp nhận đăng báo - Tóm tắt (Abstract): Số lượng từ phần tùy theo quy định tạp chí, thơng thường 100-250 từ Tóm tắt báo thường phải thể vấn đề/mục tiêu nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu, thời gian, số liệu dùng cho nghiên cứu, kết tác giả tìm ra, kết luận Tất trình bày ngắn gọn, đọng Dưới tóm tắt từ khóa (Key words) gồm – từ quan trọng có tần suất lặp lại nhiều - Đặt vấn đề/ Giới thiệu (Introduction): phần dẫn nhập thường nói sở, lý do, tầm quan trọng vấn đề tác giả muốn nghiên cứu cấu trúc báo Quan trọng tác giả phải nêu rõ câu hỏi nghiên cứu (research question) - Lược sử nghiên cứu trước (Literature review): Một số báo khoa học gộp mục với mục giới thiệu (introduction) bên trên, tùy vào ý đồ tác giả, có nhiều trường hợp tách riêng Phần tác giả phải nêu nghiên cứu quan trọng trước giới làm liên quan đến vấn đề nghiên cứu Tác giả phải nghiên cứu trước tới đâu, đạt kết gì? Những cịn thiếu, chưa hồn chỉnh, bị sai lệch? kể mặt lý thuyết (theoretically) thực nghiệm (empirically), từ tìm cách bổ sung, hồn chỉnh, điều chỉnh thể đóng góp tác giả cho phát triển khoa học.Nếu nghiên cứu tác giả đề cập đến vấn đề lý thuyết thực nghiệm hồn tồn chưa nghiên cứu phần cần nói đến vấn đề riêng tác giả gộp vào phần giới thiệu Trong thực tế, có nghiên cứu vậy, phần lớn phát triển từ nghiên cứu trước - Phương pháp số liệu dùng cho nghiên cứu (Methodologies and Data): Phần đề cập nghiên cứu sử dụng phương pháp Chẳng hạn phân tích định tính (qualitative analysis), phân tích định lượng (quantitative analysis), mô tả (descriptive), thực nghiệm (empirical study) …tùy công trình, mục tiêu, lĩnh vực nghiên cứu để chọn cho phù hợp số liệu/dữ Phương pháp luận nghiên cứu khoa học Cao Xuân Sơn-B17DCVT304 liệu Đây công cụ giúp tác giả trả lời câu hỏi nghiên cứu thân đưa - Kết thảo luận (Results and Discussion): Phần tác giả ra, giải thích thảo luận kết tìm thấy mà nghiên cứu trước chưa tìm phản bác lại kết nghiên cứu trước, bổ sung thêm để hoàn thiện lý thuyết thực nghiệm cho nghiên cứu trước đề cập mục lược sử (Literature review) Nói cách khác, câu trả lời cho câu hỏi nghiên cứu mục Giới thiệu – Introduction - Kết luận (Conclusion): Phần kết luận tổng lược kết nghiên cứu, nêu bật ý nghĩa khoa học kết nghiên cứu, ứng dụng chúng vào thực tế sống, giúp cho việc hoạch định sách (đóng góp (contribution) nghiên cứu), ưu nhược điểm nghiên cứu nào, định hướng cho nghiên cứu liên quan tương lai - Tài liệu tham khảo (References): Mục gồm tài liệu có trích dẫn sở quan trọng cho việc phân tích logic nghiên cứu đề cập báo Xin lưu ý, phần cần trình bày theo tiêu chuẩn tạp chí đưa - Lời cám ơn (Acknowledgements) có: Là lời cám ơn tới quan, tổ chức tài trợ, cá nhân có đóng góp, giúp đỡ cho việc viết hồn thiện báo ❖ Phân tích ví dụ Phân tích báo “Thiết kế mạch thu hoạch lượng từ sóng viễn thơng cho cảm biến không dây tự chủ lượng” – Hội nghị Quốc gia lần thứ 23 Điện tử, Truyền thông Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2020) - Tiêu đề báo o Tên báo: “Thiết kế mạch thu lượng từ sóng viễn thơng cho cảm biến khơng dây tự chủ lượng” o Tên tác giả: Vũ Hồng Tiến, Lê Minh Thùy – Bộ môn kỹ thuật đo tin học công nghiệp, Viện Điện Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội o Email: tien.vh164838@sis.hust.edu.vn, thuy.leminh@hust.edu.vn - Tóm tắt: Bài báo đề xuất mạch thu hoạch lượng từ sóng viễn thơng mơi trường xung quanh Mạch được đo đạc thử nghiệm thu hoạch lượng dải tần số 3.6-3.8 GHz tương ứng với nguồn sống viễn thông công nghệ 5G điều kiện thử nghiệm phòng nghiên cứu cho hiệu suất chuyển đổi RF-DC cao đạt 50% công suất sóng tới 0dBm 39% -10 dBm Hiệu suất chuyển đổi nâng cao nhờ giải Phương pháp luận nghiên cứu khoa học - - Cao Xuân Sơn-B17DCVT304 pháp không sử dụng mạch phối hợp trở kháng nối mạch chỉnh lưu anten, nhờ kích thước mạch giảm o Từ khóa: Thu hoạch lượng từ sóng điện từ, anten, 5G, cảm biến không dây tự chủ lượng Giới thiệu chung Lược sử nghiên cứu trước báo gộp chung với Trong phần này, báo đề cập đến khái niệm, ý tưởng, lịch sử hệ thống truyền lượng không dây cơng nghệ thu hoạch lượng từ sóng điện từ Ngoài báo viết xu hướng công nghệ thu lượng, ưu nhược điểm công nghệ thông qua việc khảo sát kết nghiên cứu khác năm gần dây Từ đưa thách thức cơng nghệ thu lượng RF hiệu suất chuyển đổi lượng mạch thu lượng thấp → Đưa đề xuất thiết kế mạch thu hoạch lượng từ sóng viễn thơng có môi trường sống với công suất tới -10 dBm Phương pháp số liệu dùng cho nghiên cứu: Mạch thu n ăng lượng từ sóng điện từ anten thu mạch chỉnh lưu Anten giúp chuyển đổi lượng sóng điện từ mơi trường thành điện áp xoay chiều tần số cao Năng lượng thu chuyển tới mạch chỉnh lưu lọc nhằm biến đổi chúng thành điện áp chiều phù hợp cho việc lưu trữ cấp nguồn cho thiết bị điện tử công suất thấp mạch cảm biến không dây o Anten thiết kế anten lưỡng cực vi dải tích hợp balun hình chữ J, hoạt động dải tần số dành cho thiết bị đầu cuối công nghệ 5G, từ 3.6 GHz tới 3.8 GHz Các tham số anten bao gồm: chiều dài L cánh tay tỷ lệ với tần số cộng hưởng anten (L = 15 mm) Chiều rộng W cảu cánh tay W = 2.6 mm Khe g cánh tay ảnh hưởng đến trở kháng vào phần xạ anten (g = 1.4 mm) Hệ số phản xạ đồ thị xạ anten với băng thông điểm 𝑆11 ≤ −15𝑑𝐵 210 MHz; hệ số phản xạ đạt -39 dB tần số trung tâm 3.75 GHz Độ tăng ích anten tần số 3.75 GHz 4.57 dBi với hiệu suất xạ đạt 97.32% hiệu suất tổng 96.63% o Thiết kế mạch chỉnh lưu: Sử dụng mạch nhân đôi điện áp để tối ưu công suất tiêu thụ Phần tử bán dẫn sử dụng cho mạch chỉnh lưu thiết kế đề xuất diode Schottky SMS7630 có điện áp rơi thấp, tần số đóng cắt nhanh hiệu suất chuyển đổi tốt với trường hợp công suất tới thấp Điện áp thu sau qua mạch chỉnh lưu tồn số thành phần sóng hài tính phi tuyến cảu diode nên cần có mạch lọc thơng thấp hình dải quạt giúp loại bỏ hài làm Phương pháp luận nghiên cứu khoa học - - - Cao Xuân Sơn-B17DCVT304 phẳng điện áp Tải tối ưu lựa chọn thiết kế 4.2 kOhm Kết thảo luận: Hiệu suất chuyển đổi mạch tính tỉ số lượng thu tải so với lượng sóng tới anten Kết mô đo đạc hiệu suất chuyển đổi mạch RF-DC cho thấy mạch hoạt động hiệu suất trung bình đạt 30% dải cơng suất sóng tới thấp -15 dBm tới -5 dBm, dBm mạch cho hiệu suất chuyển đổi tối đa đo 50% Kết luận: Bài báo đề xuất mạch thu hoạch lượng từ sóng viễn thơng Mạch chế tạo đo kiểm với kết thực nghiệm cho thấy mạch đạt hiệu suất chuyển đổi 39% công suất tới -10dBM 50% công suất tới dBm Mạch có khả cung cấp lượng từ 9𝜇 𝑊 0.04 mW điều kiện cơng suất sóng tới dải từ -15 dBm -10 dBm Công suất thu hoạch đủ để cung cấp lượng trực tiếp cho mạch cảm biến khơng dây có cơng suất thấp chế độ ngủ Tài liệu tham khảo: Bài báo sử dụng 15 tài liệu tham khảo bao gồm báo sách Lời cảm ơn: Khơng có Câu 2: Anh/chị tìm kiếm báo khoa học chủ đề nghiên cứu mà anh/chị quan tâm chuyên ngành học (cùng chủ đề câu 3) Nghiên cứu báo xác định: - Tên đề tài - Mục tiêu nghiên cứu đề tài - Đối tượng nghiên cứu - Phạm vi nghiên cứu - Câu hỏi nghiên cứu - Giả thuyết nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu - Đóng góp đề tài - Hạn chế đề tài Lưu ý: In đóng kèm báo với phần trả lời câu 2, khơng có báo kèm theo khơng tính điểm cho câu hỏi -Bài làm- Link báo: (PDF) A 2.45-GHz low cost and efficient rectenna (researchgate.net) Tên đề tài: “A 2.45-GHz Low Cost and Efficient Rectenna” Phương pháp luận nghiên cứu khoa học - - - Cao Xuân Sơn-B17DCVT304 Mục tiêu nghiên cứu đề tài: Đề xuất thiết kế Rectenna chuyển đổi lượng RF tần 2.45 GHz giá thành thấp, hiệu suất cao Đối tượng nghiên cứu: Anten chỉnh lưu hay gọi Rectenna Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu lý thuyết, xây dựng mơ hình thử nghiệm, thiết kế mẫu rectenna hoàn chỉnh (gồm mạch anten) Câu hỏi nghiên cứu: o Làm để tăng hiệu suất chuyển đổi cho rectenna ? o Lựa chọn linh kiện mạch nào? o Thiết kế rectenna để giá thành thấp ? o Mẫu thiết kế ứng dụng cho gì? o Mơ hình để đo kết thu từ rectenna đề xuất? Giả thuyết nghiên cứu o Để tăng mức hiệu suất chuyển đổi cho rectenna, báo sử dụng anten thu có hiệu suất thu cao với việc thiết kế tối ưu phần mạch chỉnh lưu cách sử dụng phần mềm ADS để mô o Lựa chọn sử dụng diode Schottky đặc tính điện trở giá trị điện dung thấp phù hợp với sóng cao tần RF o Để rectenna có giá thành thấp mạch thiết kế dựa cấu trúc mạch cầu sửa đồi, không cần mạch lọc để giảm kích thước mạch diode Schottky để giảm chi phí o Mẫu thiết kế ứng dụng để sử dụng cho thiết bị cảm biến lượng thấp o Mơ hình để đo kết quả: Đo phịng khơng dội âm theo mơ hình sau Phương pháp nghiên cứu chính: o Nghiên cứu lý thuyết liên quan o Thiết kế, mơ mạch dựa phần mềm máy tính o Thiết kế mạch thực tế Phương pháp luận nghiên cứu khoa học - - Cao Xuân Sơn-B17DCVT304 o Xây dựng mơ hình để đo kết mẫu thiết kế o Nhận xét kết đo với kết mơ Đóng góp đề tài: o Thiết kế rectenna có anten thu 61% mức lượng vào 10 mW hiệu suất trung bình rectenna 52% lượng bề mặt 0.15 𝑚𝑊/𝑐𝑚2 o Có thể cải thiện thêm lượng DC đầu giảm yêu cầu lượng bề mặt cách sử dụng anten mảng Hạn chế đề tài: Có phần mạch rectenna phức tạp Phương pháp luận nghiên cứu khoa học Cao Xuân Sơn-B17DCVT304 Câu 3: Anh/chị xây dựng đề xuất nghiên cứu vấn đề nghiên cứu chuyên ngành học anh/chị mà anh/chị quan tâm (theo mẫu) -Bài làmBỘ THƠNG TIN VÀ TRUYỀN THƠNG CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BCVT Hà nội, ngày tháng năm ĐỀ CƯƠNG KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Tên đề tài - Tên đề tài “Thiết kế mạch thu lượng băng tần 2.4GHz cho hệ thống cảm biến lượng thấp” Mục tiêu nghiên cứu: - Mục tiêu đề tài thiết kế mạch thu lượng hoàn chỉnh bao gồm anten mạch chỉnh lưu có giá thành thấp với mức thu dự kiến 35𝑚𝑉/𝜇𝑊 từ băng tần 2.4 GHz môi trường Hệ thống đáp ứng yêu cầu tự chủ lượng cho phần không nhỏ cảm biến không dây hệ thống IIoT, thay phần cho việc sử dụng pin thiết bị cảm biến truyền thông Đối tượng nghiên cứu - Rectenna bao gồm anten mạch chuyển đổi lượng Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu lý thuyết anten vi dải mạch thu lượng cho sóng cao tần RF - Mơ hình thiết kế rectenna hồn chỉnh - Mơ hình đo đạc kết Ý nghĩa thực tiễn đề tài - IoT/IIoT xu hướng phát triueern tất yếu người hướng tới kỷ ngun Cơng nghiệp 4.0 Trong kỷ ngun đó, số lượng thiết bị cảm biến yêu cầu mức lượng thấp lên đến hàng tỷ, chí hàng chục tỷ Điều đặt yêu cầu cấp thiết lượng tiêu thụ cho hệ thống thiết bị khổng lồ Nguồn lượng truyền thống pin có tuổi thọ cao, giá thành thấp coi nguồn lượng “bẩn”, gây ô nhiễm môi trường lớn cần thay pin lượng hết Nguồn lượng “xanh” lượng mặt trời có chi phí đầu tư lớn, lượng cung cấp hiệu tốt điều kiện có ánh sáng Giải pháp thu lượng RF hướng mới, cung cấp nguồn lượng từ môi trường xung quanh với phần lượng sóng RF ln sẵn có khơng gian 2G/3G/4G/5G, WIFI, sóng vơ tuyến/phát - Sản phẩm thiết kế giúp chuyển đổi lượng RF băng tần 2.4 GHz từ môi trường xung quanh thành dòng điện DC ứng dụng cho thiết bị cảm biến không dây lượng thấp Tổng hợp cơng trình nghiên cứu liên quan Phương pháp luận nghiên cứu khoa học Cao Xuân Sơn-B17DCVT304 [1] S Chalasani and J M Conrad, “A survey of energy harvesting sources for embedded systems,” in Proceedings of the IEEE Southeastcon, pp 442–447, IEEE, Huntsville, Ala, USA, April 2008 [2] S Sudevalayam and P Kulkarni, “Energy harvesting sensor nodes: survey and implications,” IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol 13, no 3, pp 443–461, 2011 [3] L Mateu, C Codrea, N Lucas, M Pollak, and P Spies, “Energy harvesting for wireless communication systems using thermogenerators,” in Proceedings of the 21st Conference on Design of Circuits and Integrated Systems (DCIS ’06), Barcelona, Spain, November 2006 [4] N Shinohara, “Rectennas for microwave power transmission,” IEICE Electronics Express, vol 10, no 21, pp 1–13, 2013 [5] N Panda and S M Deshmukh, “Novel Technique for Wireless Power Transmission using ISM Band RF Energy Harvesting for Charging Application,” International journal of Engineering Trends and Technology (IJETT), vol 39, no 2, pp 63–69, 2016 [6] A Contreras, B Rodríguez, L Steinfeld, J Schandy, and M Siniscalchi, “Design of a Rectenna for Energy Harvesting on Wi-Fi at 2.45 GHz,” in 2nd Argentine Conference on Electronics (CAE), Buenos Aires, Argentina, 2020 [7] Vũ Hồng Tiến, Lê Minh Thùy, “Thiết kế mạch thu lượng từ sóng viễn thông cho cảm biến không dây tự chủ lượng”, Hội nghị Quốc gia lần thứ 23 Điện tử, Truyền thông Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2020), pp.19-22, 2020 [8] C R Valenta and G D Durgin, “Harvesting Wireless Power,” IEEE Microwave Magazine, vol 15, no 4, pp 108–120, 2014 [9] H.C.Sun, and W Geyi, "A new rectenna with all-polarizationreceiving capability for wireless power transmission,"IEEE Antennas Wireless Propag Lett., vol.15, pp 814-817, 2016 [10] C.Y Song, Y Huang, P Carter, J.F Zhou, S Yuan, Q Xu, and M.Kod, "A novel six-band dual CP rectenna using improved impedance matching technique for ambient RF energy harvesting,"IEEE Trans Antennas Propag., vol.64, no.7, pp 3160-3171, Jul 2016 [11] T Ohira, "Power efficiency and optimum load formulas on RF rectifiers featuring flow-angle equations,"IEICEElectron Express, vol.10, no.11, pp 1-9, Jun 2013 [12] N Sinohara, "Rectennas for microwave power transmission,"IEICEElectron Express, vol.10, no.21, pp 1-3, Nov 2013 [13] M.J.Nie, X.X.Yang, G.N Tan, and B Han, "A compact 2.45-GHz broadband rectenna using ground coplanar waveguide,"IEEE Antennas Wireless Propag Lett., vol.14, pp 986-989, 2015 Câu hỏi nghiên cứu - Rectenna gì? - Thách thức lớn mạch thu lượng nay? - Cơng thức tính hiệu suất chuyển đổi lượng mạch thu lượng? - Mơ hình đo test kết mẫu thiết kế? Giả thuyết nghiên cứu Phương pháp luận nghiên cứu khoa học Cao Xuân Sơn-B17DCVT304 ❖ Lý thuyết tổng quan rectenna Một mơ hình rectenna trình bày đơn giản hình Năng lượng sóng cao tần chuyển đồi thành điện áp xoay chiều AC anten Dịng AC thơng qua mạch phối hợp trở kháng để tới mạch chỉnh lưu, dây dòng chuyển đổi thành dòng DC để nạp vào tải Mạch phối hợp trở kháng có vai trị đảm bảo lượng tới mạch chỉnh lưu lớn nhất, tránh suy hao phối hợp trở kháng mạch chỉnh lưu anten Tuy nhiên, vài thiết kế mạch phối hợp trở kháng loại bỏ anten mạch lưu có phối hợp trở kháng tốt từ giảm kích thước độ phức tạp chế tạo mạch thu lượng Hình Mơ hình Rectenna - Thiết kế anten thu Trong đề tài nghiên cứu này, mẫu anten thiết kế anten patch vi dải Lý lựa chọn loại anten anten vi dải có kích thước nhỏ, chi phí sản xuất thấp thích hợp cho thiết bị cảm biến mạng không dây Anten patch vi dải anten cao tần phẳng, dễ dàng lắp đặt thiết bị khác Về bản, anten patch vi dải gồm thành phần mặt xạ, chất (thường vật liệu cách điện) mạch đất (ground plane) Cấu trúc chung mặt xạ đường vi dải có chiều dài 𝑙 = 𝜆 /2, λ bước sóng sóng cao tần mà anten thu phát Cấu trúc anten patch đơn giản minh họa hình Một vài thơng số số điện môi PCB, độ dày vâth liệu, độ rộng patch phải tính tốn xác Hình Cấu trúc anten vi dải 10 Phương pháp luận nghiên cứu khoa học Cao Xn Sơn-B17DCVT304 Anten vi dải có mơ hình xạ khác ứng với cấu trúc patch khác Bằng cách thay đổi hình dáng, anten thu mơ hình xạ đẳng hướng vơ hướng Mẫu anten đề xuất đề tài hoạt động dải tần 2.4 GHz sử dụng công nghệ truyền tải WiFi, Bluetooth Zigbee Anten thiết kế, mô tối ưu phần mềm CST MICROWAVE STUDIO phần mềm cho hình ảnh 2D, 3D rõ nét với tùy chọn thông số, công cụ hỗ trợ tốt cho việc thiết kế, tối ưu anten Hình Giao diện phần mềm CST - Thiết kế mạch chỉnh lưu Mạch chỉnh lưu hệ thống rectenna có cấu trúc bao gồm phần tử diode, tụ,… Điện áp đầu anten tần 2.4GHz có dạng sóng hình sin phụ thuộc vào khoảng cách truyền dẫn lượng thu Để chuyển đổi dịng xoay chiều AC thành dòng chiều DC, điện áp cần phải qua mạch chỉnh lưu hình 11 Phương pháp luận nghiên cứu khoa học Cao Xuân Sơn-B17DCVT304 Hình Sơ đồ mạch chỉnh lưu nhân áp đơn giản Tuy nhiên điện áp anten thu thấp nên để mạch chỉnh lưu hoạt động hiệu người ta sử dụng thêm mạch nhân áp Giá trị tụ điện C1 hình chọn cho ngắn mạch tần số 2.4 GHz sử dụng diode Schottky mạch diode Schottky phù hợp với yêu cầu thiết kế mạch chỉnh lưu có sụt áp chuyển tiếp thấp với việc chuyển đổi nhanh Sau xác định phần tử mạch chỉnh lưu, ta phải tính tốn trở kháng đầu vào để thiết kế kích thước anten có trở kháng phù hợp với trở kháng mạch Để mô kết mạch thiết kế, đề tài sử dụng phần mềm Advanced Design System (ADS) để thiết kế sơ đồ mạch Hình Giao diện phần mềm ADS 12 Phương pháp luận nghiên cứu khoa học Cao Xuân Sơn-B17DCVT304 ❖ Thách thức lớn việc thiết kế rectenna - Thách thức lớn thiết kế rectenna hiệu suất chuyển đổi lượng hệ thống thấp dẫn tới điện áp đầu thấp làm hệ thống khó sử dụng rộng rãi Với ngưỡng cơng suất tới thấp sóng viễn thơng mơi trường từ -10 dBm tới -20 dBm, việc sử dụng mạch nhân đôi điện áp phương án tối ưu công suất tiêu thụ Ngoài phần tử bán dẫn sử dụng cho mạch chỉnh lưu thiết kế phải có điện áp rơi thấp, tần số đóng cắt nhanh hiệu suất chuyển đổi tốt với trường hợp công suất tới thấp - Ngoài việc thiết kế rectenna để có hiệu suất chuyển đổi cao mà kích thước nhỏ gọn phù hợp với thiết bị cảm biến khơng dây khó khăn ❖ Tính hiệu suất chuyển đổi mạch thu lượng Hiệu suất mạch thu hoạch lượng RF tỷ lệ lượng đầu mạch lượng mà anten thu từ môi trường: Công thức Friis cho phép tính lượng anten nhận theo khoảng cách truyền dẫn sau Trong đó, 𝑃𝑇 công suất anten phát, 𝐺𝑇 𝐺𝑅 đội lợi anten truyền anten nhận, 𝜆 bước sóng 𝑅 khoảng cách anten phát với anten thu ❖ Mơ hình đo kiểm kết Để kiểm tra hiệu suất mạch thu lượng thiết kế, đo điện áp đầu so với mật độ cơng suất phịng khơng dội âm Mơ hình để đo trình bày hình sau 13 Phương pháp luận nghiên cứu khoa học Cao Xuân Sơn-B17DCVT304 Hình Mơ hình đo kiểm kết Phía bên phát bao gồm tạo tín hiệu RF anten phát (với 𝐺𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠 = 12 𝑑𝐵) Để công suất vào cao hơn, sử dụng khuếch đại lượng với độ lợi 30 dB tại tín hiệu RF Bên thu có rectenna hoàn chỉnh với máy đo điện áp Cơng suất anten nhận tính cơng thức Friis Dự kiến phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lý thuyết liên quan anten mạch chuyển đổi lượng - Thiết kế, mô phỏng, tối ưu hóa anten mạch phần mềm máy tính - Xây dựng mơ hình phần cứng - Đo đạc kết mẫu thiết kế thực tế, so sánh kết mô kết đo 10 Kế hoạch thực đề tài - Tìm hiểu lý thuyết anten với lý thuyết mạch chỉnh lưu nhân áp, mạch lọc - Lựa chọn phần từ bán dẫn diode, tụ,… phù hợp với yêu cầu thiết kế mạch chuyển đổi lượng rectenna - Xây dựng mơ hình mạch thu lượng dựa tham số phần tử bán dẫn lựa chọn băng tần hoạt động dự kiến 2.4 GHz Tính tốn dịng, điện áp đầu ra, trở kháng dự kiến mạch - Mơ tối ưu hóa kết mạch phần mềm mô ADS cho mạch đáp ứng nhu cầu thiết kế - Từ giá trị mạch thiết kế Tính tốn kích thước anten thu phù hợp - Xây dựng cấu trúc anten thu cho mạch chuyển đổi lượng - Mô tối ưu hóa anten phần mềm CST - Thiết kế - thi công mạch chuyển đổi lượng - Thiết kế - thi công anten thu lượng cho mạch 14 Phương pháp luận nghiên cứu khoa học - Cao Xn Sơn-B17DCVT304 Xây dựng mơ hình để đo kết rectenna đề xuất Đo kết thực tế, so sánh kết với kết mơ Đưa nhận xét để hồn thiện mơ hình 15 ... Xuân Sơn Hà Nội, tháng 06 năm 20 21 Phương pháp luận nghiên cứu khoa học Cao Xuân Sơn-B17DCVT304 Mục lục Câu 1: Anh/chị nêu cấu trúc báo khoa học nội dung cần trình bày phần? Phân tích ví dụ để chứng... ngành học anh/chị mà anh/chị quan tâm (theo mẫu) Phương pháp luận nghiên cứu khoa học Cao Xuân Sơn-B17DCVT304 Câu 1: Anh/chị nêu cấu trúc báo khoa học nội dung cần trình bày phần? Phân tích ví dụ. .. minh -Bài làm❖ Cấu trúc báo khoa học nội dung cần trình bày phần - Tiêu đề báo (Title): Chỉ tên báo, số lượng từ tiêu đề báo tùy theo quy định tạp chí, thơng thường từ 10 -18 từ phản ánh nội dung
Ngày đăng: 26/03/2022, 16:37
Xem thêm:
