Nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ cấp thành phố

Trong hai thập kỷ gần đây, cùng với sự gia tăng nhanh chóng về nhu cầu của ng•ời sử dụng đối với các dịch vụ thông tin và truyền thông, các hệ thống thông tin di động đang có đ•ợc những

Thuyết minh đề tài Nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ cấp thành phố1

I Thông tin chung về đề tài

Thiết kế, chế tạo và triển khai thực nghiệm anten

thẩm mỹ (ngụy trang) cho trạm gốc BTS trong hệ

thống thông tin di động 2G và 3G trên địa bàn

Hà Nội.

Số Quyết định:

3 Thời gian thực hiện: 24 tháng

(Từ tháng 01/ 2012 đến tháng 12/2013)

4 Cấp quản lý

II Mục tiêu, nội dung KH&CN và ph•ơng án tổ chức thực hiện đề tài

13 Mục tiêu của đề tài (bám sát và cụ thể hoá định h•ớng mục tiêu theo đặt hàng - nếu có)

1 Nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống anten thẩm mỹ (ngụy trang) cho trạm gốc BTS trong hệ thống thông tin di động 2G và 3G với cấu hình 03 phần tử anten và phân cực ± 45 độ, bán kính phủ sóng tối đa 3 km

2 Xây dựng đ•ợc thuyết minh kỹ thuật của sản phẩm anten thẩm mỹ

3 Triển khai thử nghiệm trên 03 trạm gốc BTS thuộc địa bàn Thành phố Hà Nội nhằm mục tiêu quy hoạch mạng l•ới các trạm BTS, đảm bảo mỹ quan đô thị, đảm bảo an toàn cơ khí và an toàn bức xạ theo Quy chuẩn Việt Nam số QCVN

8:2010/BTTTT

4 Tham gia đào tạo sau đại học, góp phần cung cấp nguồn nhân lực trình độ cao cho phát triển kinh tế – xã hội của Thủ đô

14 Tình trạng đề tài (đánh dấu ỹ vào ô cần đánh dấu)

Mới Kế tiếp h•ớng nghiên cứu của chính nhóm tác giả

Kế tiếp h•ớng nghiên cứu của ng•ời khác

15 Tổng quan tình hình nghiên cứu, luận giải về mục tiêu và những nội dung

nghiên cứu của đề tài

15.1 Đánh giá tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề

tài

Ngoài n•ớc (Phân tích, đánh giá đ•ợc những công trình nghiên cứu có liên quan và những kết quả

nghiên cứu mới nhất trong lĩnh vực nghiên cứu của đề tài; nêu đ•ợc những b•ớc tiến về trình độ KH&CN của những kết quả nghiên cứu đó):

1 Thuyết minh đ•ợc trình bày và in ra trên khổ giấy A4

Trong hai thập kỷ gần đây, cùng với sự gia tăng nhanh chóng về nhu cầu của ng•ời

sử dụng đối với các dịch vụ thông tin và truyền thông, các hệ thống thông tin di động đang có đ•ợc những b•ớc phát triển v•ợt bậc về công nghệ nhờ đó đ•a đến cho xã

hội ngày càng nhiều loại hình dịch vụ với tốc độ truyền dẫn ngày càng cao

Với vai trò biến đổi năng l•ợng ràng buộc thành năng l•ợng tự do và ng•ợc lại, hệ thống anten luôn đóng một vai trò đặc biệt quan trọng đối với chất l•ợng dịch vụ của các hệ thống thông tin di động Vì lý do đó, việc nghiên cứu, phát triển, nâng cao hiệu suất của hệ thống anten trong các hệ thống thông tin vô tuyến nói chung, thông tin di động nói riêng đã và đang thu hút đ•ợc sự quan tâm một cách đặc biệt từ cả các nhà nghiên cứu, các kỹ s• chế tạo và các hãng sản xuất thiết bị

Nhiều mô hình anten đi đôi với các kỹ thuật xử lý tín hiệu mới đã đ•ợc các nhà khoa học trên thế giới nghiên cứu đề xuất Cụ thể nh• các công trình khoa học sau: [1] P Bernardi, M Cavagnaro, L Cristoforetti, M Mazzurana, S Pisa, E

Piuzzi,

R Pontalti, L Sandrini, “Evaluation of human absorption in near field of a BTS

antenna,” 2004 IEEE MTTS International Microwave Symposium, vol 3, pp 1449

-1452, 2004

[2] S K Ibrakee, J M Rigelsford, “A broadband antenna for GSM1800 and

UMTS BTS applications,” Proceedings of the 5th European Conference on Antennas

and Propagation, pp 511 – 513, 2011.

[3] S Ebadi, N Amiri, K Forooraghi, “A low sidelobe level nonequispaced microstrip array antenna design for BTS application using genetic algorithm,”

2005

IEEE International Symposium on Microwave, Antenna, Propagation and EMC Technologies for Wireless Communications, vol 1, pp 20 - 22, 2005.

[4] S Ebadi, N Amiri, K Forooraghi, “Element positioning applied to a low sidelobe level GSM base station array antenna design using genetic algorithm,”

2005

IEEE International Symposium on Microwave, Antenna, Propagation and EMC Technologies for Wireless Communications, vol 1, pp 196 - 198, 2005.

[5] K M Aghdam, S Radiom, G Vandenbosch, G Gielen, “A dual-band printed

dipole antenna for indoor GSM-BTS applications,” 2009 European Microwave

Conference, pp 634 - 637, 2009.

Trong đó, ở [1] các tác giả đã đ•a ra những đánh giá khoa học và có hệ thống về những ảnh h•ởng do hấp thụ sóng điện từ bức xạ từ các trạm BTS đến cơ thể con ng•ời trong khu tr•ờng gần Một mô hình anten băng thông rộng có khả năng hoạt

động tốt ở cả hai hệ thống GSM 1800 MHz và UMTS (3G) 2100 MHz đã đ•ợc thiết kế và chế tạo thử nghiệm [2] ở các hệ thống anten trạm BTS, vấn đề búp sóng phụ cũng là một trong những thử thách đối với các nhà thiết kế anten Các búp sóng phụ là nguyên nhân gây nên hiện t•ợng nhiễu giữa các anten phần tử lân cận trong cùng một trạm BTS Để giảm thiểu ảnh h•ởng này thuật giải di truyền đã đ•ợc Ebadi cùng các đồng nghiệp [3], [4] sử dụng trong quá trình thiết kế tối •u anten với búp

sóng phụ đ•ợc giảm thiểu Ngày nay, bên cạnh các hệ thống trạm gốc BTS đ•ợc lắp đặt ngoài trời thì các trạm gốc BTS lắp đặt trong các tòa nhà cao tầng cũng luôn đ•ợc

quan tâm đặc biệt để cung cấp dịch vụ có chất l•ợng cao cho các thuê bao ở trong các tòa nhà cao tầng Anten đ•ợc đề cập trong [5] chính là một mô hình anten trong nhà nh• vậy

Hình 1 Một số mô hình anten thẩm mỹ (ngụy trang): (a) dạng ống khói; (b)

dạng cây dừa, (c) dạng thùng n•ớc.

Có thể thấy rằng, hiện nay việc nghiên cứu và phát triển các mô hình anten mới,

có những thuộc tính phù hợp với phát triển của công nghệ, đồng thời có thẩm mỹ cao khi đ•ợc lắp đặt trong các đô thị lớn luôn đ•ợc các nhà khoa học ngoài n•ớc quan tâm một cách đặc biệt Một số mẫu anten thẩm mỹ điển hình đ•ợc trình bày trong Hình 1

Trong n•ớc (Phân tích, đánh giá tình hình nghiên cứu trong n•ớc thuộc lĩnh vực nghiên cứu của

đề

tài, đặc biệt phải nêu cụ thể đ•ợc những kết quả KH&CN liên quan đến đề tài mà các cán bộ tham gia

đề tài đã thực hiện Nếu có các đề tài cùng bản chất đã và đang đ•ợc thực hiện ở cấp khác, nơi khác thì phải giải trình rõ các nội dung kỹ thuật liên quan đến đề tài này; Nếu phát hiện có đề tài đang tiến hành mà đề tài này có thể phối hợp nghiên cứu đ•ợc thì cần ghi rõ tên đề tài, tên Chủ nhiệm đề tài

và Cơ quan chủ trì đề tài đó):

Không nằm ngoài xu h•ớng phát triển của thế giới, lĩnh vực nghiên cứu và phát triển các hệ thống anten thế hệ mới có khả năng hoạt động đa băng tần, hoặc băng thông rộng, hiệu suất bức xạ cao, kích th•ớc nhỏ, độ tăng ích lớn cũng đang đ•ợc các nhà khoa học tại các cơ sở nghiên cứu và đào tạo trong n•ớc quan tâm Hiện nay, trong lĩnh vực anten và siêu cao tần, tại Việt Nam có một số nhóm nghiên cứu lớn nh•:

1 Khoa Điện tử – Viễn thông, Tr•ờng ĐH Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội

2 Khoa Điện tử, Học viện Kỹ thuật Quân sự

3 Khoa Điện - Điện tử, Tr•ờng ĐH Bách Khoa, Đại học Quốc gia TP HCM

4 Khoa Điện - Điện tử, Tr•ờng ĐH Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng

5 Viện Điện tử, Viện Khoa học và Công nghệ Quân sự

6 Viện Điện tử – Viễn thông, Tr•ờng ĐH Bách Khoa Hà Nội

Với số l•ợng các nhà khoa học đông đảo, nhiều kinh nghiệm, nhiều đề tài, dự án nghiên cứu khoa học các cấp đã đ•ợc thực hiện, từ đó nhiều công trình khoa học có giá trị đã đ•ợc công bố trên các tạp chí và hội thảo khoa học chuyên ngành Điển hình có thể kể ra một số công trình nh• sau:

[1] T V B Giang, “The Curvature Influence on the Input Impedance of

Microstrip Antennas on Hemispherical Structures,” in Proc International

Conference on Communications and Electronics, 2010.

[2] P H Phuong, H D Minh, L V Hao, “Study of EM-Field Radiated from An

Antenna in Non-Homogeneous Media” in Proc of the 2004 Int Symp On Advanced

Science and Engineering, pp.160-164, May 2004.

[3] L H Truong and D N Chien, “A Novel Dual-Band Antenna for WLAN

Applications,” in Proc of 2006 International Conference on Communications and

Electronics, vol 1, pp 434-436, October 2006.

[4] L D Thanh, M Shinozawa, Y Karasawa, “Novel compact antennas for

MIMO wireless communication systems,” 2010 International Conference on

Advanced Technologies for Communications, pp 341 - 345, 2010.

[5] T M Tuan, “Design dual band microstrip antenna for next generation mobile

communication,” 2010 International Conference on Advanced Technologies for

Communications, pp 331 - 335, 2010.

Tuy nhiên, có thể thấy rằng hầu hết các nghiên cứu và phát triển về anten đều tập trung vào các mô hình anten cho thiết bị di động cầm tay và mới chỉ dừng trong khuôn khổ mẫu anten trong phòng thí nghiệm Việc nghiên cứu chế tạo và triển khai thử nghiệm các mẫu anten hiện đang còn nhiều hạn chế và khó khăn, đặc biệt là các điều kiện về trang thiết bị đo kiểm anten và sự phối hợp của các nhà cung cấp dịch

vụ di động

Mặc dù với những điều kiện khó khắn nh• trên, hoạt động nghiên cứu khoa học về anten và siêu cao tần nói chung hiện đang phát triển rất mạnh tại Viện Điện tử – Viễn thông Nhóm nghiên cứu anten và siêu cao tần của Viện Điện tử – Viễn thông hiện có

02 Phó Giáo s•, 05 Tiến sỹ và nhiều Thạc sỹ, đặc biệt có 03 nghiên cứu sinh đang theo

đuổi các nghiên cứu về phân tích và thiết kế anten cho các thiết bị điện tử thế hệ mới Với sự tham gia đông đảo của sinh viên trong các đề tài nghiên cứu, b•ớc đầu nhóm nghiên cứu của chủ nhiệm đề tài đã đạt đ•ợc một số kết quả đáng ghi nhận, thể hiện qua các công trình nghiên cứu sau:

[1] Nguyen Khac Kiem and Dao Ngoc Chien, “A Novel Compact Microstrip

Dipole Antenna for Bluetooth/WLAN Mobile Terminals,” Journal of

Science and Technology, pp 253 - 259, Jun 2011.

[2] Son Xuat Ta, Dao Ngoc Chien, and Ikmo park, “WLAN Band Rejection

MIMO–UWB Antenna with Enhanced Isolation Coefficient,” 2011

International Symposium on Antennas and Propagation, Aug 2011.

[3] Nguyen The Viet, Bui Van Ha, Nguyen Khac Kiem, Riccardo Zich, Dao Ngoc Chien, “A Compact Printed Extremely-Wideband MIMO Antenna with WLAN Band

Rejection,” ICEAA-IEEE APWC, September 12-17, (Torino, Italy).

[4] Trinh Van Son and Dao Ngoc Chien, “Dual-Band Notched

Ultra-Wideband

Antenna based on Electromagnetic Band Gap Structures,” REV Journal of

Electronics

and Communications, Jun 2011.

[5] Trinh Van Son and Dao Ngoc Chien, “A novel quadruple L-shaped meandered

line electromagnetic band gap structure,” in Prof of ICCE 2010, Aug 2010 (Nha

Trang, Vietnam)

Những kết quả mới về các mô hình anten sử dụng công nghệ vi dải [1]-[3] cùng với các cấu trúc siêu vật liệu điện từ mới [4], [5] sẽ là cơ sở lý thuyết và thực tiễn quan trọng cho việc triển khai nhiệm vụ nghiên cứu và phát triển anten trạm gốc BTS thẩm mỹ trong đề tài này

15.2 Luận giải về việc đặt ra mục tiêu và những nội dung cần nghiên cứu của đề tài (Trên cơ sở đánh giá tình hình nghiên cứu trong n•ớc và ngoài n•ớc, phân tích những công trình

nghiên cứu có liên quan, những kết quả mới nhất trong lĩnh vực nghiên cứu, đánh giá những khác biệt về trình độ KH&CN trong n•ớc và thế giới, những vấn đề đã đ•ợc giải quyết, nêu rõ những vấn đề còn tồn tại, chỉ ra những hạn chế cụ thể, từ đó nêu đ•ợc những h•ớng giải quyết mới - luận giải và cụ thể hoá mục tiêu đặt ra của đề tài và những nội dung cần thực hiện trong đề tài để đạt đ•ợc mục tiêu ):

Sau gần 20 năm phát triển, với 7 mạng thông tin di động, con số trạm thu phát sóng

di động (BTS) hiện nay đã hơn 25.000 trạm (ch•a kể đến các mạng vô tuyến nội thị khác nh• Cityphone, Daphone, v.v.) Với sự cạnh tranh khốc liệt đang diễn ra trên thị tr•ờng viễn thông, các nhà mạng đang phải gia tăng số l•ợng trạm gốc BTS với một tốc độ rất nhanh nhằm chứng tỏ sự v•ợt trội về tầm vóc và vùng phủ sóng của mình với khách hàng

Ba mạng đang dẫn đầu là Viettel, Mobifone, Vinaphone đều có kế hoạch sẽ tăng

số trạm BTS lên đến vài chục nghìn trong t•ơng lai Vietnam Mobile đã trở lại với

5.000 trạm mới Mạng GTel thuộc Bộ Công An ra đời cũng sẽ phát triển với số l•ợng

t•ơng đ•ơng của Vietnam Mobile Sự đầu t• BTS của 2 mạng còn lại S-Fone và EVN Telecom cũng sẽ ở con số vài nghìn trong vài năm tới Thêm vào đó, 4 nhà mạng đã trúng tuyển 3G đang triển khai mạnh mẽ thêm hệ thống 3G theo cam kết Khi đó, lại thêm hàng chục nghìn cột anten đ•ợc dựng lên để phủ sóng 3G (có thể dùng chung cột, nh•ng anten 3G thì khác 2G)

Nh• vậy, con số cột anten ở Việt Nam trong thời gian tới tới sẽ không ít hơn 50.000 trạm (nếu bình quân cho 64 tỉnh thành sẽ gần 800 trạm mỗi tỉnh) Có thể nói,

ít có quốc gia nào có mật độ trạm nhiều nh• Việt Nam Hai thành phố chính tập trung nhiều nhất vẫn là Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh Nhiều khu vực dân c• chỉ đứng một chỗ có thể đếm đ•ợc hơn 7, 8 cột anten bao quanh Không khó để chỉ ra đâu là nguyên nhân của tình trạng này Đó chính là: số nhà cung cấp nhiều, mức

độ cạnh tranh trên thị tr•ờng rất cao, dân số Việt Nam đông trong khi diện tích không lớn, ít có sự hợp tác sử dụng chung cơ sở hạ tầng viễn thông nói chung

và thông tin di động nói riêng

Với sự xuất hiện của một l•ợng lớn cột anten nh• vậy, kiến trúc nhà và cảnh quan chung, từ thành phố đến các vùng nông thôn đã bị tác động rất tiêu cực ở các đô thị, nhìn đâu cũng thấy cột anten trên các nóc nhà Kiến trúc ngôi nhà bị biến dạng không còn hình dáng ban đầu Theo một số chuyên gia quy hoạch đô thị, các trụ sắt

anten này là sự ô nhiễm cảnh quan (visual pollution), sẽ phá hỏng giá trị mỹ quan tự

nhiên của khu vực hay quần thể xung quanh.***

Điều này dễ nhận thấy nhất là tại các khu du lịch, sân golf, resort hay công viên Việc xuất hiện các trụ sắt này sẽ làm phá hỏng hình ảnh đẹp của tổng thể cả khu vực Đối với các khu di tích lịch sử, các thắng cảnh quốc gia nh• các lăng tẩm Huế, chùa H•ơng, Hội An, Hạ Long, v.v thì việc xây dựng các công trình ảnh h•ởng đến tầm nhìn hay cảnh quan chung quanh là một sự vi phạm pháp luật Rất tiếc là điều này đã không đ•ợc các nhà quản lý đô thị, hay quản lý văn hóa xem xét thấu đáo Không có khu di tích hay thắng cảnh nào là thiếu sóng di động và dĩ nhiên, kèm theo đó là những trụ anten “chĩa” vào cảnh quan

Một trưởng phòng của một mạng lớn cho biết: “Theo yêu cầu của thị trường và của cấp trên, kế hoạch yêu cầu cần phải xây dựng hàng nghìn trạm BTS trong năm nay và năm tới Tuy nhiên việc tìm kiếm địa điểm hiện tại đang rất khó khăn do yêu cầu ngày càng cao của ng•ời dân về sức khỏe và mỹ quan, ch•a kể các đòi hỏi

về thủ tục xin phép của chính quyền địa ph•ơng Nếu không lắp thêm trạm BTS mới, liên lạc của các thuê bao tại các khu vực này sẽ bị ảnh hưởng rất lớn.” Mâu thuẫn giữa việc triển khai BTS với phản ứng của ng•ời dân và chính quyền địa ph•ơng là vấn đề phổ biến của các nhà mạng ở tất cả các quốc gia, nhất là tại các n•ớc phát triển nh• Châu

Âu và Hoa Kỳ do yêu cầu của ng•ời dân và chính quyền rất khắt khe Theo đó, chi phí để dựng 1 trạm BTS bị tăng lên rất nhiều cho các chi phí nh• giấy phép, thiết bị, kiến trúc, xây dựng

Để giải quyết vấn đề mỹ quan, các giải pháp ngụy trang hoặc thiết kế mỹ thuật cho cây anten đã đ•ợc đ•a ra từ năm 1992 tại Mỹ Theo đó các cột anten đã đ•ợc hóa trang thành nhiều hình dạng khác nhau: cột cờ, cột thánh giá, tháp chuông, ống khói, lan can sân th•ợng, cột đèn, cột đồng hồ, tháp n•ớc, biển quảng cáo…Phổ biến nhất

là đ•ợc ngụy trang thành những cây xanh đủ loại tùy môi tr•ờng xung quanh: cây cọ, cây dừa, cây long não, cây thông, cây tre, Chính quyền ở nhiều nơi đã ban hành các quy định bắt buộc các cột anten phải đ•ợc dấu đi hoặc ngụy trang để phù hợp với cảnh quan chung quanh Đối với những trạm hiện hữu, trong thời hạn nhất định, phải thay thế bằng cột ngụy trang Nhờ vậy, tỷ lệ cột anten đ•ợc ngụy trang ở Mỹ đã lên đến hơn 25%

ở Việt Nam, ý t•ởng về ngụy trang cho trạm BTS rõ ràng không phải quá khó để thực hiện Yêu cầu về mỹ quan này cần sớm đ•ợc các cơ quan chức năng, ban quản lý các khu dân c• và các nhà cung cấp dịch vụ đ•a vào khi lập trạm trong giai đoạn triển khai xây dựng hiện nay Về lâu dài, các mạng phải nắm bắt sớm vấn đề này vì

đây là xu h•ớng tất yếu, nếu để từ từ mới đầu t• thì chi phí thay thế, gỡ bỏ trụ cũ càng gia tăng, kinh nghiệm từ Trung quốc đã cho thấy rõ điều này

Việc ngụy trang, làm đẹp cho cột sẽ có lợi không chỉ cho ng•ời dân và cảnh quan nói chung mà còn cho chính các nhà mạng Ng•ời dân không còn thấy bóng anten chĩa vào mình, cảm giác của họ sẽ thấy an toàn hơn Giúp giảm đi những khiếu nại sóng di động ảnh h•ởng đến sức khỏe ng•ời dân và các tranh chấp liên quan đến trạm thu phát sóng di động nh• đang xảy ra tại một số vùng của Việt Nam

Riêng tại thành phố Hà Nội, theo thống kê của Sở Thông tin và Truyền thông, mỗi doanh nghiệp viễn thông có nhu cầu phát triển 1.000 trạm gốc BTS trên địa bàn Hà Nội tr•ớc khi mở rộng (ch•a tính Hà Tây cũ) nh•ng hiện nay các doanh nghiệp này

mới phát triển đ•ợc một nửa Nh• vậy, nhu cầu phát triển mới trạm BTS còn rất lớn, khoảng 3.500 trạm nữa Riêng năm 2010, thành phố Hà Nội có thêm khoảng 350 trạm BTS mới

Trên cơ sở những phân tích ở trên, đề tài này sẽ tập trung vào nghiên cứu giải quyết theo các nội dung chính sau:

1 Nghiên cứu thiết kế tích hợp tối •u hệ thống anten 2G và 3G cho trạm gốc thông tin di động BTS đảm bảo khả năng hoạt động tốt và không gây ảnh h•ởng can nhiễu lẫn nhau

2 Thiết kế vỏ bọc thẩm mỹ (ngụy trang) cho hệ thống anten đã đ•ợc chế tạo và đ•a vào triển khai thực nghiệm

17 Nội dung nghiên cứu khoa học - triển khai thực nghiệm của đề tài và ph•ơng án thực hiện (Liệt kê và mô tả chi tiết những nội dung nghiên cứu khoa học và triển khai thực nghiệm

phù hợp cần thực hiện để giải quyết vấn đề đặt ra kèm theo các nhu cầu về nhân lực, tài chính và nguyên vật liệu trong đó chỉ rõ những nội dung mới, những nội dung kế thừa kết quả nghiên cứu của các đề tài tr•ớc đó; những hoạt động để chuyển giao kết quả nghiên cứu đến ng•ờ i sử dụng, dự kiến những nội dung có tính rủi ro và giải pháp khắc phục-nếu có)

Nội dung 1: Nghiên cứu xây dựng công cụ tính toán song song dựa trên ph•ơng pháp vi sai hữu hạn miền thời gian (FDTD) kết hợp với thuật giải tối •u di truyền cho mục đích tính toán thiết kế mảng anten 16 ´ 2 phần tử bức xạ.

Với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ vi điện tử, tốc độ tính toán của máy tính điện tử đã có đ•ợc những b•ớc phát triển v•ợt bậc Cùng với sự phát triển trong khoa học tính toán mô phỏng, đặc biệt là ph•ơng pháp tính toán dựa trên thuật toán

vi sai hữu hạn miền thời gian (FDTD), việc phát triển một công cụ có thể tính toán thiết kế các mô hình anten có cấu trúc lớn là một nhu cầu cần thiết Do các mẫu anten sẽ thiết kế trong đề tài này có kích th•ớc vật lý t•ơng đối lớn, đòi hỏi khối l•ợng tính toán lớn hơn nhiều so với các cấu trúc anten thông th•ờng, do vậy một công cụ tính toán hiệu quả cao cả về thời gian và sử dụng tài nguyên phần cứng là một yêu cầu bắt buộc để thực hiện thành công đề tài Thông qua kết hợp sử dụng thuật giải tối •u di truyền (GA), các mẫu anten sẽ đ•ợc tính toán thiết kế tối •u cho các chỉ tiêu kỹ thuật đề ra

Nội dung nghiên cứu chi tiết đ•ợc triển khai thành các chuyên đề nh• sau:

Chuyên đề 1: Nghiên cứu xây dựng mô hình hàm cơ bản nhằm thực hiện rời rạc

hóa đối t•ợng tính toán

Chuyên đề 2: Nghiên cứu phát triển hàm kích thích biểu diễn nguồn sóng tới

dạng hàm sin và hàm xung

Chuyên đề 3: Nghiên cứu phát triển mô-đun mô hình hóa các điều kiện biên hấp

thụ sử dụng Perfect-Matched-Layer (PML) không đẳng h•ớng

Chuyên đề 4: Nghiên cứu phát triển thuật toán cập nhật giá trị tr•ờng điện từ sau

mỗi vòng lặp tính toán

Chuyên đề 5: Nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu một số vật liệu lý thuyết

thông dụng trong chế tạo anten

Chuyên đề 6: Nghiên cứu phát triển mô-đun chuyển đổi giữa hai miền thời gian

và tần số phục vụ tính toán các tham số bức xạ

Chuyên đề 7: Nghiên cứu phát triển ch•ơng trình lõi thực hiện thuật toán Yee Chuyên đề 8: Nghiên cứu xây dựng bộ mô-đun tính toán các kết quả: hệ số tăng

ích, hiệu suất bức xạ, hệ số phản xạ

Chuyên đề 9: Nghiên cứu phát triển bộ biến đổi tr•ờng khu gần thành tr•ờng

khu xa cho tính toán đồ thị bức xạ

Nội dung 2: Phân tích và nghiên cứu thiết kế tối •u mô hình một mảng anten trong cấu hình trạm BTS 3 mảng 120 độ.

Dựa trên công cụ tính toán và thiết kế đã đ•ợc phát triển, mô hình mảng anten gồm 16 ´ 2 phần tử, phân cực ± 45 độ sẽ đ•ợc thiết kế tối •u thông qua thuật giải di truyền Các tiêu chí tối •u sẽ chính là các chỉ tiêu kỹ thuật đặt ra ban đầu nh•: tần số hoạt động, băng thông, phân cực, độ rộng búp sóng theo hai ph•ơng thẳng đứng và ph•ơng ngang Về cơ bản một anten trạm gốc BTS phải có góc bức xạ nửa công suất bao trùm một góc 120 độ theo ph•ơng ngang và có búp sóng hẹp cỡ 15 độ theo ph•ơng thẳng đứng

Các nội dung nghiên cứu chi tiết gồm có:

Chuyên đề 10: Nghiên cứu thiết kế cấu hình l•ỡng cực đơn dạng chấn tử và

dạng khe hẹp đối xứng

Chuyên đề 11: Nghiên cứu thiết kế tối •u vị trí đặt hai chấn tử cạnh nhau ở các

góc ± 45 độ trong tr•ờng hợp tiếp điện đều

Chuyên đề 12: Nghiên cứu thiết kế tối •u mảng con 2´4 phần tử đặt trên một

khay kim loại phản xạ năng l•ợng

Chuyên đề 13: Nghiên cứu thiết kế tối •u kết hợp 04 mảng con 2´4 thành mẫu

anten 2´16 phần tử

Chuyên đề 14: Nghiên cứu phát triển ứng dụng kỹ thuật đế phản xạ không hoàn

hảo nhằm ngăn chặn phát sinh dòng cảm ứng trên máng kim loại phản xạ

Chuyên đề 15: Nghiên cứu thiết kế rút ngắn kích th•ớc chấn tử đối xứng cho

mẫu anten 2G

Chuyên đề 16: Nghiên cứu thiết kế rút ngắn kích th•ớc khe hẹp đối xứng cho

mẫu anten 3G

Chuyên đề 17: Nghiên cứu thiết kế hệ thống kết hợp hai mẫu anten 2G và 3G