Nghiên cứu, mô phỏng, thiết kế và chế tạo thử nghiệm ma trận anten thu (rectenna) 32 hoặc 64 phần tử nhằm ứng dụng trong lĩnh vực truyền công suất không dây

Luận văn thạc sỹ khoa học – Nguyễn Chung Đông- CB141008-2014B MỤC LỤC MỤC LỤC i LỜI CẢM ƠN vi LỜI CAM ĐOAN vii DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .viii DANH MỤC BẢNG xii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xiii LỜI NÓI ĐẦU ABSTRACT TÓM TẮT CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ H T ỀN NĂNG LƯỢNG KHÔNG DÂ 1.1 Một số điểm lịch sử phát triển truyền lượng không dây 1.2 Động thúc đẩy 1.3 Các phương pháp truyền công suất không dây 1.3.1 Truyền công suất không dây phương pháp chùm tia 1.3.2 Truyền công suất không dây cảm ứng điện từ 1.4 Ứng dụng công nghệ truyền lượng không dây 1.4.1 Ứng dụng công nghệ truyền công suất không dây phương pháp chùm tia 1.4.2 Ứng dụng công nghệ truyền lượng không dây cảm ứng điện từ 1.5 Truyền công suất không dây không gian tự 1.6 Tần số truyền công suất không dây 1.7 Các vấn đề liên quan đến truyền công suất không dây 1.7.1 An toàn chùm tia i Luận văn thạc sỹ khoa học – Nguyễn Chung Đông- CB141008-2014B 1.7.2 Sự cấp phát tần số bước sóng 1.7.3 Khả tài 10 ệ truyền công suất không dây sử dụng ch 1.8 tia vi a công suất cao 10 1.8.1 phát i ba c a hệ t uyền công suất không dây 10 1.8.2 thu i ba c a hệ t uyền công suất không dây s dụng chùm tia i ba công suất cao 12 1.8.2.1 Ăng ten thu e tenn 12 1.8.2.2 h h nh u 13 1.9 Phương pháp nghiên cứu 14 1.10 Tổng quan luận văn 14 CHƯƠNG 2: 2.1 CT NNA ĂNG T N TH V M CH CH NH LƯ 15 Ăng ten thu rectenna 15 2.1.1 Khái niệm ề ăng t n 15 2.1.2 M t số cấu t úc ăng t n s dụng để làm ăng t n thu t ong hệ truyền công suất không dây 16 2.1.3 Các thông số c a ăng t n 17 2.1.3.1 Đồ thị ph ơng h ớng xạ c ăng ten 17 2.1.3.2 Miền xạ c 2.1.3.3 Búp sóng ( obe) 19 2.1.3.4 Độ rộng búp sóng (be m width) 20 2.1.3.5 C ờng độ xạ (Radiation Intensity) 20 2.1.3.6 Độ định h ớng (Directivity) 21 2.1.3.7 Độ lợi (Gain) 21 2.1.3.8 Trở kháng vào 22 ăng ten (fie d zones) 18 ii Luận văn thạc sỹ khoa học – Nguyễn Chung Đông- CB141008-2014B 2.1.3.9 Hiệu suất c ăng ten 23 2.1.3.10 Ph ơng t ình F iis 24 2.1.3.11 Diện t h kh u độ hiệu dụng 25 2.2 Mạch chỉnh lưu 26 2.2.1 Các lo i m ch ch nh lưu 26 2.2.1.1 h h nh un sóng 26 2.2.1.2 h h nh u 2.2.1.3 h h nh u nh n đôi điện áp 28 u toàn sóng 27 2.2.2 Đi ốt ch nh lưu chottky 29 2.3 Phần chuyển tiếp gi a ăng ten thu v ạch chỉnh lưu 32 2.4 iệu suất ăng ten thu 33 2.5 Kết luận 34 CHƯƠNG 3: MÔ H NG, THIẾT KẾ 3.1 CT NNA 35 Thiết kế tính toán kích thước ăng ten lưỡng cực vi dải sử dụng rectenna 35 3.2 Mô ma trận ăng ten lưỡng cực vi dải rectenna 38 3.2.1 Mô m t phần t ăng t n lưỡng cực vi dải 38 3.2.1.1 3.2.1.2 uá t ình mô ph ng b ng ph n mềm C Một số kết thu đ ợ s u mô ph ng 42 3.2.2 Mô ma trận ăng t n 3.3 tudio suite 39 ct nna 44 3.2.2.1 ô ph ng ma trận rectenna 16 ph n t 46 3.2.2.2 ô ph ng ma trận rectenna 32 ph n t 48 3.2.2.3 ô ph ng ma trận rectenna 64 ph n t 50 ính toán tr kháng ốt chottky 52 iii Luận văn thạc sỹ khoa học – Nguyễn Chung Đông- CB141008-2014B ô mạch chỉnh lưu 55 3.4 Thiết kế 3.5 Kết luận 61 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC NGHI M 62 4.1 Chế tạo ăng ten lưỡng cực vi dải đơn 62 4.1.1 Kết đo 11, V W , t kháng đầu ăng t n 63 4.1.2 Đo đ tăng ích Gain c a ăng t n 64 4.2 Chế tạo v đo ạch chỉnh lưu 67 4.3 Chế tạo v đo a trận rectenna phần tử 71 4.4 Chế tạo v đo a trận rectenna 32 phần tử 72 4.5 Kết luận 78 KẾT LUẬN, DANH MỤC I ÁO KHOA HỌC V TƯƠNG LAI HÁT T IỂN 79 Kết luận chung 79 Danh mục i áo khoa học 80 ương lai phát triển hệ truyền công suất không dây 81 T I LI U THAM KHẢO 82 iv Luận văn thạc sỹ khoa học – Nguyễn Chung Đông- CB141008-2014B CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC N ẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN ẠC Ĩ Họ v tên tác giả luận văn : Nguyễn Chung Đông Đề t i luận văn: Nghiên cứu, mô phỏng, thiết kế chế tạo thử nghiệm ma trận ăng ten thu (rectenna) 32 64 phần tử nhằm ứng dụng lĩnh vực truyền công suất không dây Chuyên ng nh: Kỹ thuật Viễn Thông – Viện Điện tử Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội Mã số SV: CB141008 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 22 tháng 04 năm 2016 với nội dung sau: - Đã sửa chữa kết mô hệ số định hướng, hệ số tăng ích ma trận 16, 32 phần tử ăng ten dùng rectenna Mô thêm ma trận 64 phần tử ăng ten dùng rectenna - Đã đưa kết mô kết thực nghiệm lên đồ thị để so sánh, kiểm chứng - Thay đổi nội dung phần cuối: Kết luận, Danh mục báo khoa học công bố, Định hướng phát triển tương lai lĩnh vực truyền công suất không dây Việt Nam, So sánh đánh giá kết so với số công trình khoa học khác liên quan đến truyền công suất không dây Ngày 03 tháng 05 năm 2016 Giáo viên hướng dẫn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG Lâm Hồng Thạch Vũ Văn Yêm v ác giả luận văn Nguyễn Chung Đông Luận văn thạc sỹ khoa học – Nguyễn Chung Đông- CB141008-2014B LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sỹ khoa học hỗ trợ chuyên môn, kinh phí thực phòng Vật liệu Linh kiện lượng hướng dẫn mặt định hướng khoa học, phương pháp luận GS.TSKH Đào Khắc An giảng viên TS Lâm Hồng Thạch Luận văn thạc sỹ thực khuôn khổ đề tài “Nghiên cứu ô i toán truyền lượng không dây v chế tạo thử nghiệm hệ thiết bị truyền lượng ch tia vi a công suất cao”- mã số VT/CB-03/13-15, thuộc chương trình Khoa học Công nghệ vũ trụ giai đoạn 20122015 - chủ nhiệm đề tài: GS.TSKH Đào Khắc An Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới thầy cố vấn khoa học GS.TSKH Đào Khắc An-Viện Khoa học Vật liệu TS Lâm Hồng Thạch - giảng viên viện Điện tử Viễn thông, trường đại học Bách Khoa Hà Nội, người trực tiếp định hướng cho thực đề tài, hướng dẫn, giúp đỡ bảo nhiều mặt để hoàn thành tốt luận văn thạc sỹ khoa học Đồng thời, xin gửi lời cảm ơn tới KS Hoàng Huy Nam cán thuộc phòng thí nghiệm cục Tác chiến điện tử, giúp đỡ tận tình mặt chế tạo, đo đạc hiệu chỉnh thông số ăng ten để có kết tốt luận văn thạc sỹ Ngoài ra, xin gửi lời cảm ơn tới toàn thể cán nghiên cứu Phòng Vật liệu Linh kiện lượng, Viện Khoa học vật liệu tạo điều kiện cần thiết, ủng hộ mặt tinh thần để hoàn thành tốt luận văn thạc sỹ Cuối muốn gửi lời cảm ơn chân thành tới toàn thể gia đình nuôi dưỡng tạo điều kiện cho ngày hôm nay, cảm ơn người bên ủng hộ Một lần xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng Học viên cao học vi năm 2016 Luận văn thạc sỹ khoa học – Nguyễn Chung Đông- CB141008-2014B LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Bản luận văn tốt nghiệp công trình nghiên cứu thực nhân, thực sở nghiên cứu lý thuyết, thực tế hướng dẫn GS.TSKH Đào Khắc An, Viện Khoa học vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, TS Lâm Hồng Thạch, Viện Điện tử - Viễn Thông, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Các số liệu, kết quả, kết luận tham khảo trích dẫn nguồn đẩy đủ Một lần xin khẳng định trung thực lời cam kết Hà Nội, ngày tháng Tác giả luận văn Nguyễn Chung Đông vii năm 2016 Luận văn thạc sỹ khoa học – Nguyễn Chung Đông- CB141008-2014B DANH MỤC ÌN VẼ ĐỒ THỊ Hình 1: Hiệu suất truyền không dây hàm thông số τ [20] Hình 2: Sơ đồ khối đối hệ truyền công suất không dây 10 Hình 3: Máy phát vi ba 11 Hình 4: Circulator 11 Hình 5: Coupler định hướng/ máy đo công suất 12 Hình 1: Sơ đồ khối rectenna 15 Hình 2: Cấu trúc phần tử dipole 16 Hình 3: Ăng ten vi dải 17 Hình 4: Vùng xạ ăng ten 18 Hình 5: Búp sóng ăng ten 19 Hình 6: Độ rộng chùm nửa công suất 20 Hình 7: Mạch chỉnh lưu nửa sóng với lọc tụ điện – nửa chu kỳ dương 26 Hình 8: Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ với lọc tụ điện – nửa chu kỳ âm 27 Hình 9: Dạng sóng điện áp mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ 27 Hình 10: Hoạt động mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ dương 28 Hình 11: Hoạt động mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ âm 28 Hình 12: Dạng sóng điện áp tải mạch chỉnh lưu toàn sóng 28 Hình 13: Sơ đồ mạch chỉnh lưu nhân đôi điện áp 29 Hình 14: Mạch tương đương tuyến tính ốt Schottky 30 Hình 15: Hiệu suất chuyển đổi công suất RF sang DC ốt 31 Hình 16: Mô hình ăng ten nối với mạch chỉnh lưu 33 viii Luận văn thạc sỹ khoa học – Nguyễn Chung Đông- CB141008-2014B Hình 1: Cấu trúc mặt trước ăng ten lưỡng cực vi dải 36 Hình 2: Thiết kế cân hình chữ J (mặt sau ăng ten) 36 Hình 3: Cấu trúc ăng ten lưỡng cực vi dải với cân hình chữ J 37 Hình 4: Giao diện phần mềm mô CST 2013 39 Hình 5: Xây dựng mặt phản xạ kim loại 40 Hình 6: Xây dựng cấu trúc mặt trước ăng ten 40 Hình 7: Xây dựng cấu trúc mặt trước ăng ten 41 Hình 8: Thiết lập điểm tiếp điện cho ăng ten 41 Hình 9: Tối ưu thông số ăng ten với công cụ “ ptimi er” 42 Hình 10: Cấu trúc ăng ten đặt phản xạ 42 Hình 11: Kết độ tổn hao phản xạ S11 hệ số tỷ lệ sóng đứng điện áp 43 Hình 12: Kết đồ thị phương hướng xạ ăng ten 43 Hình 13: Sơ đồ xếp ma trận rectenna 44 Hình 14: Ma trận 3D 16 phần tử ăng ten rectenna 46 Hình 15: Sự xếp 16 phần tử ăng ten với 16 điểm tiếp điện đồng biên đồng pha 46 Hình 16: Ma trận sử dụng 16 điểm tiếp điện đồng biên, đồng pha 47 Hình 17: Đồ thị phương hướng xạ ma trận rectenna 16 phần tử ăng ten 47 Hình 18: Hiệu suất ma trận ăng ten 16 phần tử 47 Hình 19: Ma trận 3D 32 phần tử ăng ten rectenna 48 Hình 20: Sự xếp 32 phần tử ăng ten với 32 điểm tiếp điện đồng biên đồng pha 48 Hình 21: Ma trận sử dụng 32 điểm tiếp điện đồng biên, đồng pha 49 Hình 22: Đồ thị phương hướng xạ ma trận rectenna 32 phần tử ăng ten 49 Hình 23: Hiệu suất ma trận ăng ten 32 phần tử 50 ix Luận văn thạc sỹ khoa học – Nguyễn Chung Đông- CB141008-2014B Hình 24: Ma trận 3D 64 phần tử ăng ten rectenna 50 Hình 25: Hiệu suất ma trận ăng ten 64 phần tử 51 Hình 26: Đồ thị phương hướng xạ ma trận rectenna 64 phần tử ăng ten 51 Hình 27: Mạch tương đương ốt Schottky HSMS-2820 52 Hình 28: Tổng trở kháng ốt 54 Hình 29: Sơ đồ mạch chỉnh lưu 56 Hình 30: Sơ đồ khảo sát mạch chỉnh lưu theo điện trở tải điện áp đầu vào 56 Hình 31: Tối ưu hóa mạch chỉnh lưu phần mềm ADS 57 Hình 32: Layout mạch chỉnh lưu phần mềm mô ADS 57 Hình 33: Đồ thị mô điện áp đầu theo Pin Rload 58 Hình 34: Đồ thị kết mô công suất đầu theo Pin Rload 59 Hình 35: Kết mô hiệu suất chỉnh lưu theo Pin Rload 59 Hình 1: Cấu trúc mặt trước (phải) mặt sau ăng ten (trái) hoạt động tần số trung tâm 2,45 Gh 62 Hình 2: Sơ đồ đo hệ số phản xạ S11, VSWR, trở kháng đầu vào ăng ten 63 Hình 3: Kết đo độ suy hao phản xạ S11 hệ số tỷ lệ sóng đứng điện áp VSWR 63 Hình 4:Kết đo trở kháng trở đầu vào ăng ten 64 Hình 5: Sơ đồ đo độ tăng ích ăng ten 64 Hình 6: Kết so sánh mô thực nghiệm độ suy hao phản xạ S11 66 Hình 7: Kết so sánh mô thực nghiệm độ suy hao phản xạ S11 66 x Luận văn thạc sỹ khoa học – Nguyễn Chung Đông- CB141008-2014B Bảng 2: ết uả thực nghiệm thông số điện áp đ nh mạ h h nh ông suất hiệu suất u theo điện trở tải ông suất đ u vào Rload (Ohm) Pin (mW) Vout (V) Pout (mW) Hiệu suất (%) 900 150 8,97 89,40 59,60 800 200 9,56 114,24 57,12 750 250 10,15 137,36 54,95 700 300 10,97 171,92 57,31 650 200 8,78 118,60 59,30 600 300 10,09 169,65 56,55 550 350 9,94 179,68 51,34 500 350 9,46 179,13 51,18 450 500 10,84 261,12 52,22 400 550 10,64 282,76 51,41 350 600 9,89 279,29 46,55 300 800 10,34 356,25 44,53 250 1000 10,38 431,31 43,13 200 1000 8,38 351,04 35,10 Theo kết đo từ thực tế mạch chỉnh lưu chế tạo, ta thấy kết thực tế phù hợp với kết mô hiệu suất đo thực tế thấp so với kết mô Hiệu suất đỉnh mạch chỉnh lưu thực tế cao 59,6% công suất đầu vào 150mW, điện trở tải 900 Ω Theo Bảng Hình 12, ta thấy hiệu suất đỉnh lớn 50% xuất công suất đầu vào nằm khoảng 150 – 550 mW điện trở tải nằm khoảng 650 – 900 Ω 70 Luận văn thạc sỹ khoa học – Nguyễn Chung Đông- CB141008-2014B 4.3 Chế tạo v đo a trận rectenna phần tử Hình 13: Kết chế tạo th nghiệm ma trận rectenna ph n t t ên phản xạ Sử dụng máy phát sóng chuẩn SMR-20 (Mircowave Signal Generator R&S SMR20) dải tần 10 MHz – 20 GHz Hãng Rohde&Schwar để phát điện áp tần số vi ba 2,45 GH qua ăng ten horn mẫu 3115 (dải tần 750 MH đến 18 GHz, độ tăng ích 8,5 dBi) đến rectenna phần tử để khảo sát điện áp hiệu suất rectenna Trong trường hợp này, khảo sát điện áp ma trận rectenna phần tử (không tải) theo điện áp đầu vào từ máy phát sóng chuẩn SMR-20 Kết khảo sát điện áp ra bảng sau đây: Bảng 3: Bảng kết đo điện áp Khoảng cách Anten cm a ma trận rectenna ph n t Điện áp sau chỉnh Điện áp phát (mV) lưu (mV) Hiệu suất (%) 315 0,8 0,25 707 17 2,4 1257 210 16,7 Với ph p đo này, tính hiệu suất tổng hệ truyền công suất không dây với khoảng cách ngắn (5 cm) lớn 16,7% điện áp phát 1257 mV Theo kết Bảng ta thấy điện áp đầu vào tăng lên hiệu suất chỉnh lưu 71 Luận văn thạc sỹ khoa học – Nguyễn Chung Đông- CB141008-2014B ma trận rectenna s tăng lên Do hạn chế máy phát phát điện áp thấp nên chưa khảo sát ma trận rectenna phần tử với điện áp phát cao 4.4 Chế tạo v đo a trận rectenna 32 phần tử Hình 14: Sự xếp ma trận rectenna mắc song song 32 ph n t t ên phản xạ Ma trận rectenna xếp theo cấu trúc mô chương Các mạch chỉnh lưu gh p song song mặt sau phản xạ sử dụng biến trở R1 làm điện trở tải Hình 15: Ma trận rectenna 32 ph n t 72 Luận văn thạc sỹ khoa học – Nguyễn Chung Đông- CB141008-2014B Transmission antenna Rectenna Hình 16: Một số hình ảnh đo t ong phòng th nghiệm 73 Luận văn thạc sỹ khoa học – Nguyễn Chung Đông- CB141008-2014B Khảo sát điện áp sau ma trận chỉnh lưu tổng hiệu suất hệ truyền công suất không dây Các linh kiện, thiết bị sử dụng đo là: - Máy phát công suất vi ba tần số 2,45 GHz (chế tạo Viện Khoa học vật liệu) phát công suất lên đến 20W - Máy đo công suất CU-1678/URM-167, dải tần số hoạt động 1,8-2,5 GHz Hãng Bird (Mỹ) - Ăng ten phát ăng ten panel (dải tần 2,4 – 2,5 GH , độ tăng ích 21 dBi) Hình 17: đồ đo hiệu suất c a ma trận rectenna Khoảng cách truyền d ăng ten phát ma trận rectenna thỏa mãn sóng truyền vùng Fresnel nên d phải thỏa mãn biểu thức d  Ăng ten panel có D D2  30 cm nên khoảng cách d cỡ khoảng 1,5m Khảo sát điện áp ma trận rectenna 32 phần tử theo công suất đầuvào từ 0,5 – 3,5 W điện trở tải từ 20 – 28 Ω, thu bảng kết sau: 74 Luận văn thạc sỹ khoa học – Nguyễn Chung Đông- CB141008-2014B Bảng 4: Kết đo ông suất đ u Rload Pin Vout (V) 0,5 1,01489 1,5 theo ông suất đ u vào điện trở tải Hiệu suất Rload Hiệu suất Pin Vout (V) 10,3 0,5 1,20042 13,1 2,10713 14,8 1,5 2,4775 18,6 2,5 3,32415 22,1 2,5 3,08464 17,3 3,5 4,04722 23,4 3,5 3,499 15,9 0,5 0,94868 7,5 0,5 1,12294 9,7 1,5 1,78997 8,9 1,5 2,46658 15,6 (%) 20 (%) 22 24 26 2,5 2,74955 12,6 2,5 3,76431 21,8 3,5 3,66606 16 3,5 4,96598 27,1 0,5 1,14717 9,4 0,5 1,12916 8,5 1,5 2,39875 13,7 1,5 2,38118 12,6 28 30 2,5 3,22955 14,9 2,5 3,68443 18,1 3,5 4,60087 21,6 3,5 4,61682 20,3 75 Luận văn thạc sỹ khoa học – Nguyễn Chung Đông- CB141008-2014B Hình 18: Kết đo điện áp đ u c a ma trận rectenna 32 ph n t theo ông suất đ u vào điện trở tải Hình 19: Kết đo tổng ông suất đ u c a ma trận rectenna 32 ph n t theo ông suất đ u vào điện trở tải 76 Luận văn thạc sỹ khoa học – Nguyễn Chung Đông- CB141008-2014B Hình 20: Kết đo tổng hiệu suất c a ma trận rectenna 32 ph n t theo ông suất đ u vào điện trở tải Theo kết thu từ Bảng 4 hình Hình 20, ta thấy hiệu suất thu lớn 27,1% phát công suất đầu vào 3,5 W với điện trở tải 26 Ω Đối với điện trở tải 26Ω hiệu suất gần tăng tuyến tính Hơn nữa, ta thấy với điện trở tải biến đổi từ 20 - 30Ω công suất đưa vào lớn hiệu suất tăng Tuy nhiên, khuôn khổ luận văn này, khảo sát công suất vào lớn 3,5 W để đảm bảo yếu tố an toàn xạ vi ba để bảo vệ linh kiện thiết bị không bị hỏng cháy nổ 77 Luận văn thạc sỹ khoa học – Nguyễn Chung Đông- CB141008-2014B 4.5 Kết luận Chương trình bày kết chế tạo thử nghiệm đo thông số kỹ thuật rectenna đơn phần tử, phần tử đặc biệt 32 phần tử ăng ten mạch chỉnh lưu Các kết đo thông số ăng ten đáp ứng tốt thông số đặt tra phù hợp với kết mô trình bày chương Các mạch chỉnh lưu đơn chế tạo đo đạc tốt với hiệu suất lớn thu 59,6% công suất đầu vào 150mW, điện trở tải 900 Ω Ngoài ra, hiệu suất thu lớn 50% với điều kiện công suất đầu vào nằm khoảng 150 – 550 mW điện trở tải nằm khoảng 650 – 900 Ω Đối với ma trận rectenna 32 phần tử thu hiệu suất lớn 27,1% công suất đầu vào 3,5 W điện trở tải 26 Ω với khoảng cách truyền 1,5m Kết chưa cao chấp nhận 78 Luận văn thạc sỹ khoa học – Nguyễn Chung Đông- CB141008-2014B KẾT LUẬN, DANH MỤC B I BÁO KHOA HỌC V ƯƠNG LAI P Á IỂN Kết luận chung Luận văn nghiên cứu hệ truyền công suất không dây để minh chứng khả hiệu hệ truyền công suất không dây sử dụng phương pháp chùm tia Nghiên cứu tính khả thi mặt thương mại thực tế hệ truyền công suất không dây mặt đất thông qua việc tính toán thông số quan trọng hệ truyền công suất không dây Luận văn đưa phụ thuộc lớn hiệu suất hệ truyền công suất không dây hiệu suất thu chỉnh lưu (rectenna) công suất vi ba thành công suất điện chiều Ngoài ra, luận văn trình bày đầy đủ phương pháp nghiên cứu, phân tích, mô phỏng, thiết kế, chế tạo thử nghiệm đo đạc thông số kỹ thuật ma trận rectenna 32 phần tử bao gồm 32 ăng ten 32 mạch chỉnh lưu Kết đo hiệu suất hệ truyền công suất hai điểm cách 1,5m 27,1% Các kết thực nghiệm đo đạc thực tế chứng minh khả dụng phương pháp truyền công suất không dây sử dụng phương pháp chùm tia hai điểm mặt đất Kết hiệu suất chuyển đổi DC rectenna đơn đo trực tiếp qua mạch chỉnh lưu công trình [17], [26] 40,1% nhỏ nhiều so với hiệu suất chuyển đổi DC (59,6%) rectenna đơn đo trực tiếp thu luận văn Tuy nhiên, kết thực nghiệm đo tổng hiệu suất thu phát hệ truyền công suất với khoảng cách xa (1,5m) hai điểm mặt đất luận văn thấp so với hiệu suất ( cỡ 54%) cần phải đạt hệ truyền công suất không dây Mặc dù kết hiệu suất đo thực tế hệ truyền công suất không dây chưa cao kết tạo tiền đề để phát triển hệ truyền công suất không dây giai đoạn Trong thời gian tới, tác giả cố gắng tối ưu hóa hệ thống đặc biệt phần rectenna nhằm nâng cao hiệu suất hệ 79 Luận văn thạc sỹ khoa học – Nguyễn Chung Đông- CB141008-2014B Danh mục i áo khoa học Dong Chung Nguyen, Truong Hoa Xuan, Thach Hong Lam, An Khac Dao (2013) " Research and Development of 1D Model for the Wireless Power Transmission Problem using Microwave Beam from GEO to the Earth." The 3rd academic conference on natural science, November 11 -15, 2013 Phnom Penh, Cambodia An Khac Dao, Dong Chung Nguyen, Phong Viet Tran (2014) "The Wireless Power Transmission Environment from GEO to the Earth and Numerical Estimation of Relative Permittivity vs the Altitude in the Neutral and Ionized Layers of the Earth Atmosphere." The 2014 international Conference on Advanced Technologies for Communications Hanoi, Vietnam, October 15-17, 2014 Dong Chung Nguyen, Nam Huy Hoang, Thach Hong Lam and An Khac Dao (2014) “Researching, simulating and experimentally fabricating an antenna array to apply in the wireless power transmission” Space technological and application Workshop, Vietnam Thach Hong Lam, Dong Chung Nguyen and An Khac Dao (2014) " Researching and analysing some primary differences between the wireless power transmission and the wireless information transmisson." Space technological and application Workshop, Vietnam December 19, 2014 Dong Chung Nguyen, Nam Huy Hoang, Thach Hong Lam, An Khac Dao (2015) " Simulation, design and fabrication of 4-element and 32-element rectenna array applying in the wireless power transmission." The 2015 international Conference on Advanced Technologies for Communications TPHCM, Vietnam, October 14-16, 2015 80 Luận văn thạc sỹ khoa học – Nguyễn Chung Đông- CB141008-2014B Khac An DAO, Dong Chung NGUYEN (2015) " Some Theoretical Issues of MPT and Development of 1D Model for Microwave Power Transmission Problem in the Mixed Layers Environment from GEO to the Earth." International Journal of Modern Communication Technologies & Research (IJMCTR) ISSN: 2321-0850, Volume-3, Issue-10, October 2015 ương lai phát triển hệ truyền công suất không dây Dựa vào kết nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm, nói tương lai hệ truyền công suất không dây có triển vọng phát triển tốt Khi linh kiện không dây ngày trở nên nhỏ hơn, tiêu thu điện ứng dụng truyền công suất không dây linh kiện s ngày phát triển Lĩnh vực truyền công suất không dây sử dụng công nghệ chùm tia công suất cao có tính khả thi cao hy vọng ứng dụng rộng rãi lĩnh vực khoa học công nghệ đời sống tương lai 81 Luận văn thạc sỹ khoa học – Nguyễn Chung Đông- CB141008-2014B TÀI LIỆU THAM KHẢO Anh Phan ( 2007) Antenna therory and technique Hanoi, Vietnam, Science and Technique Publisher Araiza., J (2000) "Wireless Transmission of Power for Sensors in Context Aware Spaces." Massachusetts Institute of Technology, USA Brown, W C (1969) "Progress in the design of rectennas." Journal of Microwave Power vol.4: 168-175 Dickinson, R M (1976) "Performance of a high-power, 2.388 GHz receiving array in wireless power transmission over 1.54 km." IEEE A4TT-S International Microwave Symposium: 139-141 Dickinson, R M (1996) "Issues in Microwave Power Systems Engineering." IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine: 463-467 Dickinson, R M (2003) "Wireless Power Transmission Technology State of the Art the First Bill Brown Lecture." Science Direct: 561-570 Dickinson, R M., Brown, W C (1975) "Radiated microwave power transmission system efficiency measurements." Tech-Memo 33-727, Jet Propulsion Lab., Cal Inst Technology: 197 Eriksson, H W., R W (2000) "A temperature compensated linear diode detector.Design Tip Agilent Technologies ." from http://electronix.ru/forum/index.php?act=Attach&type=post&id=13726 He, Q a C L (Apr 2009) "An enhanced microwave rectifying circuit using HSMS-282." Microwave and Optical Technology Letters Vol.51(No.4): 1151– 1153 10 McSpadden, J O., L Fan, and K Chang (Dec.1998) "Design and experiments of a high-conversion-eficiency 5.8-GHz rectenna." IEEE Microwave Theory and Techniques Vol.46(No.12): 2053-2060 82 Transactions on Luận văn thạc sỹ khoa học – Nguyễn Chung Đông- CB141008-2014B 11 Oltman, G (Mar 1966) "The compensated balun." IEEE Trans Microwave Theory Tech Vol 14: 1628-1631 12 Pozar, D M ( 1990) Microwave Engineering, Addison-Wesley Publishing Company 13 Rees, D E a D (May 1987) "A broadband printed di pole with integrated balun." Microwave Journal: 339-344 14 Ren, Y J., and Chang, K (Apr 2006) "5.8-GHz circularly polarized dual-diode rectenna and rectenna array for microwave power transmission." IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques vol.54(No.4): 1495–1502 15 Roberts, W K (Dec 1957) "A new wide band balun." Proceedings of the IRE Vol.45: 1628-1631 Shinohara, N and H Matsumoto, “Experimental study of large rectenna array for microwave energy transmission,” IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol 46, No 3, 261–268, Mar 1998 16 Shinohara, N and H Matsumoto, “Experimental study of large rectenna array for microwave energy transmission,” IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol 46, No 3, 261–268, Mar 1998 17 Stielau, O H., and Covic, G A (2000) "Design of Loosely Coupled Inductive Power Transfer Systems." IEEE: 35-90 18 Technologies, A (2005) "Surface Mount RF Schottky Barrier Diodes HSMS282X Series Data sheet." 2014, from http://www.avagotech.com/docs/AV021320EN 19 Technologies, A (2007) "Designing the virtual battery." Application Note 1088 20 URSI (2007) "White Paper on Solar Power Satellite (SPS) Systems and Report of the URSI Inter." Commission Working Group on SPS 21 Visser, H J (2009) "Approximate Antenna Analysis for CAD." John Wiley & Sons, Ltd 83 Luận văn thạc sỹ khoa học – Nguyễn Chung Đông- CB141008-2014B 22 Wang, C.-J a Y D (2011) "Studies of power-combining of open slot antenna arrays." Progress In Electromagnetics Research Vol.120: 423–437 23 Yamaoto, T., K Fujimori, M Sanagi, and S Nogi (2007) "The mWclass high efficient RF-DC conversion circuit using the resonance structure." Proceedings of ISAP 2007, Niigata, Japan 24 Yu, C., C Liu, B Zhang, X Chen, and K Huang, “An intermodulation recycling rectifier for microwave transmission at 2.45 GH ,” Progress In Electromagnetics Research, Vol 119, 435–447, 2011 25 Zepeda, P (2003) "Modelling and Design Of Compact Microwave Components and Systems for Wireless Communications and Power Transmission." Ph.D Thesis: Texas A&M University, USA 26 Zhang, B., C Liu, and K Huang (2011) "Design and realization of a miniaturized high efficiency 2.45 GHz microwave rectifier." Proceeding of National Conference on Microwave and Millimeter Waves in China: 1693–1696 27 Zhang, B., X Zhao, C Yu, K Huang, and C Liu (2011) "A power enhanced high efficiency 2.45GHz rectifier based on diode array." Journal of Electromagnetic Waves and Applications Vol.25(Nos.5-6): 765–774 84 ... t i luận văn: Nghiên cứu, mô phỏng, thiết kế chế tạo thử nghiệm ma trận ăng ten thu (rectenna) 32 64 phần tử nhằm ứng dụng lĩnh vực truyền công suất không dây Chuyên ng nh: Kỹ thu t Viễn Thông... khoa học với tên đề tài: “ Nghiên cứu, mô phỏng, thiết kế chế t o th nghiệm ma trận ăng t n thu ct nna 32 64 phần t nhằm ứng dụng t ong lĩnh ực truyền công suất không dây Trong phạm vi luận văn... Điện tử Viễn thông, tập trung nghiên cứu cách tổng quan hệ truyền lượng không dây, sau tập trung làm rõ vấn đề nghiên cứu, thiết kế, mô chế tạo thử nghiệm ma trận anten thu (rectenna) gồm 32 phần