Luận án tiến sĩ nghiên cứu xây dựng bộ tạo mã ICAO và hệ phát băng tần l công suất lớn cho hệ thống phát tín hiệu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -o0o - ĐẶNG THỊ THANH THỦY NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG BỘ TẠO MÃ ICAO VÀ HỆ PHÁT BĂNG TẦN L CÔNG SUẤT LỚN CHO HỆ THỐNG PHÁ T TÍ N HIỆU NHẬN DẠNG Chuyên ngành: Vật lý Vô tuyến điện tử Mã số: 62 44 03 01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ VẬT LÝ HÀ NỘI - 2011 Cơng trình hồn thành tại: Bộ mơn Vơ tuyến, Khoa Vật lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Trung tâm nghiên cứu Điện tử Viễn thông, Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Bạch Gia Dƣơng PGS TS Vũ Anh Phi Phản biện 1:…………………………………… Phản biện 2: …………………………………… Phản biện 3: …………………………………… Luận án bảo vệ trước Hội đồng cấp nhà nước chấm luận án tiến sỹ họp trường Đại học Khoa học Tự nhiên- Đại học Quốc gia Hà Nội vào hồi …… …… ngày …… tháng …… năm… Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Trung tâm Thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN………………………………………………………………… MỤC LỤC………………………………………………………………………… DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT…………………………………… DANH MỤC CÁC BẢNG………………………………………………….………7 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ……………………………….………… MỞ ĐẦU………………………………………………………………….……… 11 Chƣơng Giới thiệu hệ thống thông tin hỏi đáp yêu cầu đặc thù dải sóng siêu cao tần….…………………………………………………………….….17 1.1 Những nét chung hệ thống thông tin hỏi đáp … ………………… …….17 1.1.1 Tình hình nghiên cứu chế tạo hệ thống hỏi đáp vô tuyến giới nƣớc…………………………………………………………… ………………….17 1.1.2 Lý thuyết kỹ thuật siêu cao tần……………………………………………24 1.1.3 Mạch dải siêu cao tần…………………………………………… …………35 1.1.4 Kỹ thuật phối hợp trở kháng…………………………………………………37 1.2 Yêu cầu tín hiệu hỏi đáp………….…………… 39 Kết luận chƣơng 1……………………………………………………………….…40 Chƣơng Nghiên cứu xây dựng tạo mã hỏi đáp linh hoạt nhận dạng mục tiêu …………………………………………………………… …………… …42 2.1 Mã theo chuẩn ICAO……………………………………………….…….……42 2.1.1 Định dạng cấu trúc trƣờng gói thơng tin nội dung liệu………… 43 2.1.2 Bộ phát đáp chế độ S…………………………………………………… .44 2.2 Nghiên cứu lựa chọn phƣơng tiện tạo mã …… …………………………… 49 2.2.1 Thử nghiệm tạo mã vi điều khiển PIC16F877A………………………50 2.2.2 Thử nghiệm tạo mã vi điều khiển PSOC………………………………51 2.2.3 Thử nghiệm tạo mã DSP……………………………………………….54 2.2.4 Thử nghiệm tạo mã công nghệ FPGA…………………………………55 Kết luận chƣơng 61 Chƣơng Nghiên cứu, lựa chọn, ứng dụng công nghệ thiết kế chế tạo máy phát siêu cao tần 62 3.1 Nghiên cứu công nghệ tổ hợp tần số 63 3.1.1 Kỹ thuật tổ hợp tần số PLL 63 3.1.2 Ứng dụng công nghệ PLL chế tạo tạo dao động sóng mang…………….71 3.1.3 Khảo sát mạch tạo dao động sóng mang .77 3.2 Nghiên cứu công nghệ chế tạo khuếch đại công suất siêu cao tần…….79 3.2.1 Lý thuyết khuếch đại công suất…………………………………………… 79 3.2.2 Ứng dụng chế tạo mạch khuếch đại công suất sở 200W… 84 3.2.3 Chế tạo khối nguồn nuôi cho khuếch đại công suất…………… 97 3.3 Nghiên cứu giải pháp công nghệ nâng cao công suất phát siêu cao tần………98 3.3.1.Phƣơng pháp cầu Hybrid Wilkinson…………………………………… 99 3.3.2 Thiết kế, mô chế tạo cầu Wilkinson………………………….….102 3.3.3 Ứng dụng công nghệ xây dựng tổ hợp công suất…………………… 109 3.4 Xây dựng đầu thu siêu cao tần, hoàn thiện hệ thống hỏi-đáp nhận dạng thông tin ………………………………………………………………………… ……113 Kết luận chƣơng 3……………………………………………………………… 116 KẾT LUẬN CHUNG…………………………………………………………… 119 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CỦA NGHIÊN CỨU SINH ĐÃ CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN………………………………………………… 121 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………… 123 PHỤ LỤC…………………………………………………………………………131 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT AD Analog Devices Thiết bị tƣơng tự ADS Advanced Design System Hệ thống thiết kế tiên tiến ADS-B Automatic Dependent Hệ thống quảng bá giám sát phụ Surveillance - Broadcast thuộc tự động Asymmetric Digital Subscriber Đƣờng dây thuê bao số phi đối Line xứng AGC Automatic Gain Control Điều khiển khuếch đại tự động AIDC Air Traffic Service Inter-facility Thông tin liệu phƣơng Data Communication tiện dịch vụ không lƣu AM Amplitude Modulation Điều biên AMHS Air traffic service Message Hệ thống trao đổi tin dịch vụ Handling System không lƣu Air Traffic Controller Điều khiển không lƣu ADSL ATC ATCRBS Air traffic control radar beacon Kiểm soát hệ thống đèn hiệu radar system không lƣu ATM Air Traffic Management Quản lý không lƣu ATN Aeronautical Telecommunication Mạng viễn thông hàng không Network ATS Air Traffic Service Dịch vụ không lƣu ASK Amplitude Shift Keying Khóa dịch biên độ BPSK Binary Phase Shift Keying Khóa dịch pha nhị phân CDMA Code Division Multiple Access Truy nhập phân chia theo mã CM Context Management Quản lý nội dung CNS Communication, Navigation, Truyền thông, dẫn đƣờng, giám sát Surveillance CPDLC Controller-Pilot Datalink Thông tin liệu nhờ điều khiển Communications hoa tiêu CPLD Complex Programmable Logic Thiết bị logic lập trình phức tạp Device DAC Digital to Analog Converter Bộ chuyển đổi số sang tƣơng tự DC Direct current Dòng chiều DDS Direct Digital Synthesis Tổng hợp kỹ thuật số trực tiếp DME Distance measuring equipment Thiết bị đo lƣờng khoảng cách DPLL Digital Phase Lock Loop Vịng khóa pha số DPSK Differential Phase Shift Keying Khóa dịch pha vi phân DSP Digital Signal Processing Xử lý tín hiệu kỹ thuật số DSSS Direct sequence spread spectrum Chuỗi trải phổ trực tiếp ID Identify Nhận dạng JTIDS/ Joint Tactical Information Hệ thống phân phối thông tin chiến MID Distribution System/ thuật liên hợp /Hệ thống phân phối Multi - functional Information thông tin đa chức Distribution system FM Frequency Modulation Điều tần FPGA Field-Programmable Gate Array Mảng cổng lập trình đƣợc FSK Frequency Shift Keying Khóa dịch tần FHS Frequency Hopping Spectrum Phổ nhảy tần HF High Frequency Sóng ngắn GSM Global System for Mobil Hệ thông tin di động toàn cầu communication GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu ICAO International Civil Aviation Tổ chức hàng không dân dụng quốc Organization tế Institude of Electrical and Viện kỹ thuật điện điện tử IEEE Electronic Engineers IF Intermediate Frequency Trung tần IFF Identification friend or foe Hệ thống phân biệt địch ta LNA Low Noise Aplifier Bộ khuếch đại tạp âm thấp LO Local Oscillator Bộ dao động chỗ LPF Low Pass Filter Bộ lọc thơng thấp PLL Phase Lock Loop Vịng bám pha PPM Pulse Position Modulation Điều chế vị trí xung PSK Phase shift keying Khóa dịch pha SLS Side-Lobe Suppression Triệt thùy bên SPI Special Purpose Indentification Nhận dạng mục đích đặc biệt SSR Secondary Surveillance Radar Radar giám sát thứ cấp RF Radio Frequency Tần số radio RISC Reduced Instructions Set Kiểu máy tính với tập lệnh rút Computer gọn TACAN Tactical Air Navigation Dẫn đƣờng hàng không chiến thuật TCAS Traffic Collision Avoidance Hệ thống tránh va chạm lƣu không System UAT Universal Access Transceiver Bộ thu phát truy nhập phổ thơng UHF Ultra high Frequency Sóng siêu cao tần (viba) VCO Voltage Controlled Oscillator Bộ dao động điều khiển điện áp VĐK Vi điều khiển VHF Very High Frequency Sóng cực ngắn VHDL Very High-speed Hardware Ngôn ngữ mô tả phần cứng tốc độ Description Langguage cao DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Nội dung trường gói thơng tin Bảng 2.2 Ví dụ mã địa số nước Bảng 2.3 Bảng thơng số cấu hình cho vi điều khiển Bảng 3.1 Sự phụ thuộc tần số vào điện áp VCO 500MHz-1100MHz Bảng 3.2 Đặc trưng tần số mạch khuếch đại công suất sở Bảng 3.3 Khảo sát hệ số khuếch đại máy phân tích phổ tần số 1030Mhz Bảng 3.4 Độ suy giảm lối cầu Wilkinson Bảng 3.5 Kết tổ hợp công suất DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Mơ hình q trình trao đổi thơng tin Hình 1.2 Mơ hình hệ thống CNS/ATM Hình 1.3 Sơ đồ khối hệ thu phát vơ tuyến Hình 1.4 Dây dẫn song song sơ đồ tương đương Hình 1.5 Các đường truyền với trở kháng tải Hình 1.6 Biểu đồ Smith chuẩn Hình 1.7 Biểu diễn điểm bụng điểm nút sóng đứng biểu đồ Smith Hình 1.8 Đường truyền vi dải Hình 1.9 Sơ đồ phối hợp trở kháng Hình 1.10 Phối hợp trở kháng đoạn dây nhánh Hình 1.11 Sơ đồ phối hợp trở kháng phương pháp λ/4 Hình 2.1 Cấu trúc trường gói thơng tin Hình 2.2 Định dạng tín hiệu thăm dị mode 3/A, C, S Hình 2.3 Định dạng tín hiệu thăm dị mode S Hình 2.4 Định dạng trả lời mode S Hình 2.5 PIC đóng gói kiểu PDIP Hinh 2.6 Tạo chuỗi mã ICAO vi điều khiển pic16F877A; Hình 2.7 Vi điều khiển PSOC Hình 2.8 Bộ phát mã ICAO sử dụng vi điều khiển PSOC Hình 2.9 Kết nối mơ đun nạp chương trình cho VĐK PSOC Hình 2.10 Một đoạn mã ICAO mode-S tạo vi điều khiển PSOC Hình 2.11 DSP56307EVM Hình 2.12 Mã ICAO mode-S tạo kít DSP56307EVM Hình 2.13 Kit Spartan-3E FPGA Starter hãng Xilinx định nghĩa khối tạo mã Hình 2.14 Một đoạn mã ICAO mode-S tạo kít Spartan-3E FPGA Starter Hình 2.15 Sơ đồ thiết kế mạch phát mã ICAO công nghệ FPGA Hình 2.16 Bộ phát mã ICAO cơng nghệ FPGA (a); Đoạn mã ICAO (b) Hình 2.17 Độ trễ sườn trước (a) sườn sau (b) xung đoạn mã ICAO Hình 3.1 Sơ đồ chức mạch vịng bám pha Hình 3.2.Đặc trưng chuyển tần số - điện áp PLL Hình 3.3 Sự phụ thuộc tần số VCO vào điện áp Hình 3.4 Sơ đồ chức tổ hợp tần số dùng mạch vịng bám pha Hình 3.5 Cấu trúc so pha số Hình 3.6 Giản đồ xung lối vào/ra (IN/OUT) chưa bắt chập Hình 3.7 Giản đồ xung lối vào/ra (IN/OUT) tần số lối vào Hình 3.8 Sơ đồ nguyên lý mạch chế tạo khối VCO Hình 3.9 Đồ thị phụ thuộc tần số vào điện áp VCO 500MHz-1100MHz Hình 3.10 Sơ đồ chức họ IC ADF 411x Hình 3.11 Sơ đồ tổ hợp tần số băng L Hình 3.12 a)Bộ tổ hợp tần số ;b) Tín hiệu phát tần số 1030MHz Hình 3.13 Một số tần số phát dải 1020MHz-1100MHz Hình 3.14 Sơ đồ mạch khuếch đại Hình 3.15 Mơ phối hợp trở kháng đầu vào khuếch đại (nghiệm thứ 1) Hình 3.16 Mơ phối hợp trở kháng đầu vào khuếch đại (nghiệm thứ 2) Hình 3.17 Mơ phối hợp trở kháng đầu khuếch đại (nghiệm thứ 1) Hình 3.18 Mơ phối hợp trở kháng đầu khuếch đại (nghiệm thứ 2) Hình 3.19 Mạch thực nghiệm khuếch đại công suất 1W Hình 3.20 Sơ đồ khối khuếch đại siêu cao tần cơng suất 200W Hình 3.21 Sơ đồ ngun lý tầng khuếch đại 45W Hình 3.22 Kết mơ tầng khuếch đại 45W Hình 3.23 Sơ đồ nguyên lý tầng khuếch đại 200W Hình 3.24 Kết mơ tấng khuếch đại 200W Hình 3.25 Bộ khuếch đại cơng suất 45W Hình 3.26 Chế tạo mạch khuếch đại cơng suất 200W Hình 3.27 Mạch thực nghiệm khuếch đại cơng suất 200W Hình 3.28 Thiết bị đo cơng suất Hình 3.29 Mơ hình đo chế độ khuếch đại xung khuếch đại công suất sở KẾT LUẬN Trên sở tổng quan lý thuyết hệ thống quản lý không lƣu, hệ thống hỏi-đáp nhận dạng mục tiêu, đánh giá nhu cầu phát triển hệ thống nƣớc, lựa chọn cơng nghệ thích hợp để thiết kế chế tạo số phần quan trọng, phức tạp hệ thống, luận án nghiên cứu phƣơng tiện phát mã nhằm phát triển cơng cụ tạo mã linh hoạt mềm dẻo thay đổi tùy thuộc mục đích sử dụng hệ thống sở nghiên cứu thử nghiệm mã ICAO, nghiên cứu lựa chọn ứng dụng công nghệ chế tạo phần cứng, xây dựng phần mềm nhằm phát triển hệ thống nhận dạng mục tiêu nhằm thay hệ thống cũ không phù hợp dùng dân đảm bảo thống với chuẩn quốc tế nhƣng chủ động thay đổi linh hoạt tham số đáp ứng yêu cầu dùng cho mục đích khác Kết luận án tóm tắt nhƣ sau: - Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xây dựng tạo mã hỏi-đáp linh hoạt, đa sở thử ngiệm phát định dạng xung đáp ứng yêu cầu kỹ thuật theo chuẩn mã ICAO dạng xung, khoảng cách xung ngắn, độ rộng xung hẹp (0,25µs), độ trễ xung nhỏ (32ns) phƣơng tiện vi điều khiển (PIC16F877A, PSOC CY8C27443), DSP56307EVM, Kit Spartan-3E FPGA Starter, mạch FPGA tự tạo Lựa chọn cơng nghệ FPGA tối ƣu phát định dạng mã, phát triển sở định dạng mã ICAO chuỗi xung, giảm độ rộng xung đơn, tăng số lƣợng xung để có thêm yếu tố mã sửa sai, mã bảo mật, đề xuất khả thay đổi vị trí nhóm xung, tổ hợp trạng thái tăng tính bảo mật… theo yêu cầu ngƣời sử dụng, có khả ứng dụng hệ phát mã cho nhu cầu khác - Nghiên cứu lựa chọn công nghệ tiên tiến phù hợp để chế tạo khối phát tần số siêu cao với độ ổn định cao, khả trình, thay đổi tần số dải băng tần L linh hoạt nhƣ công nghệ PLL, phần mềm chuyên dụng (ADS, Ansoft), thiết kế mô để chế tạo tổ hợp công suất đồng pha dùng cầu 119 Wilkinson với độ suy hao phù hợp với lý thuyết, với linh kiện đại, hệ phát công suất tới 3KW có độ ổn định tốt, kèm theo hệ thống nguồn nuôi ổn định tƣơng đồng với kết cơng bố nƣớc ngồi, chí vài thơng số đạt giá trị tốt Những kết luận án đƣợc trình bày cơng trình cơng bố nghiên cứu sinh đồng tác giả, đồng thời phần đóng góp cho đề tài nghiên cứu Khoa học- Cơng nghệ cấp nhà nƣớc KC-01 giai đoạn 2006-2010 (đã nghiệm thu) Những kết góp phần vào việc áp dụng công nghệ mới, tiên tiến vào việc giải số khâu quan trọng hệ thống nhận biết mục tiêu đa năng, linh hoạt cho nhu cầu quản lý đất nƣớc Tuy nhiên phạm vi vấn đề rộng, gồm nhiều vấn đề kỹ thuật công nghệ phức tạp, để tiếp tục nghiên cứu đƣa vào ứng dụng thực tiễn tác giả luận án hy vọng tiếp tục nghiên cứu để hoàn thiện tồn hệ thống cơng nghệ tƣơng lai 120 DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Dang Thi Thanh Thuy, Do Trung Kien, Vu Tuan Anh and Bach Gia Duong (2008.), “Study, design and fabrication of a transmitter system for the national sovereignty identification code”, IEEE International Conference on Advanced Technologies for Communications, REV’08, pp 270-274 Dang Thi Thanh Thuy, Pham Van Thanh, Nguyen Anh Tuan, Bach Gia Duong (2008), “Research, Design And Fabrication Of The 45W And The 200W, LBand Power Amplifier Using The Modern Microstrip Technology For Application In The National Sovereignty Identification Coding System”, Journal of Science, VNU, Volume 24, No 1S, pp.64-67 Dang Thi Thanh Thuy, Vu Tuan Anh, Pham Van Thanh, Bach Gia Duong (2008), “Development Of A Flexible Environment For The Composition Of The National Suvereinty Identification Codes”, Journal of Science, VNU, Volume 24, No 1S, pp.60-63 Dang Thi Thanh Thuy, Pham Van Thanh, Do Trung Kien, Bach Gia Duong (2008), “Application Of Frequency Composition And Microprocessor To Broadcast In Microwave Region, Journal of Science”, Journal of Science, VNU, Volume 24, No 1S, pp.192-195 Pham Van Thanh, Dang Thi Thanh Thuy, Do Trung Kien, Hoang Van Viet, Bach Gia Duong (2008), “Research, design and fabrication of a high-power combiner using hybrid 180o of l-band for application in the national sovereignty identification coding system”, Journal of Science, VNU, Volume 24, No 1S, pp.213-217 Dang Thi Thanh Thuy, Vu Tuan Anh and Bach Gia Duong (2009), “Study, Design and Fabrication of a L-band, High-Power Transmitter System Using a Combination Method”, IEEE International Conference Technologies for Communications, REV’09, pp 175-178 121 on Advanced Dang Thi Thanh Thuy, Vu Tuan Anh, Vu Duy Thong and Bach Gia Duong (2009), “Research, Design and Fabrication of A high-power combiner using Wilkinson bridge of L-band”, Journal of Science, VNU, Volume 25, No 3, pp.185-189 Dang Thi Thanh Thuy and Bach Gia Duong (2010), “Study, design and fabrication of a microware, power transmitter combination system using Wilkinson bridge method”, Tạp chí Khoa học Công nghệ , tập 42 , số 2A, pp 931-936 Dang Thi Thanh Thuy, Nguyen Dinh The Anh and Bach Gia Duong (2010), “Study, Design and Fabrication of The National Sovereignty Identificatin Code Receiver’s Basic Units”, IEEE The Third International Conference on Communications and Electronics, Nha Trang, Vietnam, August 11-13, ICCE, pp.978-981 122 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Phan Anh (2005), Nghiên cứu, chế tạo phần tử thụ động, cấu kiện awnten siêu cao tần dùng công nghệ mạch dải, báo cáo đề tài mã số QC-03-01 Bạch Gia Dƣơng(2006-2010), Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống phát, thu xử lý tín hiệu dải rộng nhận biết chủ quyền quốc gia, báo cáo đề tài mã số: KC.01.12/06-10, Trịnh Đăng Khánh, Cao Đắc Tẻo (2011), Một số sản phẩm nghiên cứu phát triển đa hệ thống nhận biết chủ quyền quốc gia, Hội nghị Khoa học kỷ niệm 55 năm thành lập học viện Kỹ thuật quân Đỗ Trung Kiên (2010), Xây dựng hệ thống xử lý tín hiệu số DSP hệ định vị vô tuyến, luận án tiến sĩ ngành Vật lý, Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội Kieu Khac Lau, Ky thuat sieu cao tan, Nhà xuất giáo dục, 2006 Nguyễn Thị Xuân Mỹ (2007), Hệ thống thông tin, dẫn đường, giám sát phục vụ quản lý khơng lưu CNS/ATM, Tạp Chí Bƣu Chính Viễn thơng, (27/07/2007); Phạm Minh Việt (2002), Kỹ thuật siêu cao tần, nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà nội Tiếng Anh A David Mazzone (2008), 3kW and 5kW half-bridge class-D RF generators at 13.56MHz with 89% efficency and limited frequency agility, Application Engneer A Jayaraman, P F Chen, G.Hanington, L Larson, and P Asbeck (1998), “Linear high-efficiency microwave power amplifiers using bandpass deltasigma modulators,” IEEE Microwave Guided Wave Lett., vol 8, no 3, pp 121-123 10 A.Greben, S.V.Bearse, “New Combining and Cooling Techniques Developed for 1KW L-band Transmitter”, Microwaves, vil.16, Sept.1977, pp9-10 123 11 Andrews, J.W.(1991), "Air-to-Air Visual Acquisition Handbook," ATC- 151, MIT Lincoln Laboratory, Lexington, MA 12 B.Razavi (1997),”A 1.8GHz CMOS voltage controlled oscillator,” ISSCC Dig Tech Papers, pp.388 13 Balasaheb Darade and Tarun Parmar, Low Phase Noise Fully Integrated VCO, IEEE *balasaheb@ieee.org,ptarun@ieee.org 14 Bayliss, E.T., Boisvert, R.E., and Knittel, G.H (1993), Demonstration of GPS Automatic Dependent Surveillance of Aircraft Using Spontaneous Mode S Beacon Reports, Proceedings of the ION-GPS-93, Institute of Navigation 15 Brunetti, Cledo (1948), New Advances in Printed Circuits, Washington DC: National Bureau of Standards 16 CANSO CNS/ATM Working Group (1999), Demystifying CNS/ATM, http://www.canso.org 17 Cypress microsystems, “PSOC designer configuration sheet” 18 D Ahn, et al.(2001), “A Design of the Low-pass Filter Using the Novel Microstrip Defected Ground Structure,” IEEE Transactions on Microwave Theory Techniques , Vol 49, pp 86-93 19 D Kutman, et al.(2001), Multifunctional Aircraft Transponder, United States Patent No 6,222,480 20 Dallas semiconductor(2001), Impedance Matching and the Smith Chart, The Fundamentals, Mar 23 21 Daniel Abramovitch (2002), Phase-Locked Loops: A Control Centric Tutorial, To appear in the Proceedings of the 2002 ACC 22 D Chapman (1993), Design of Phase-Locked Loop Circuits Des, Original version: Systémes verrouillage de phase (P.L.L.) Masson, Paris 23 David Jenn (2005), Microwave Devices & Radar, Lecture notes, Naval Postgraduate School 24 David M Pozar (1998), Microwave Engineering, Second Edition, John Wiley 124 & Sons, Inc 25 DE GRAAF J W (2002), “Digital local-oscillator generation using a deltasigma technique”, IEEE radar conference, pp 129-134 26 Douglas Robert Stinson (1995), Cryptography: Theory and Practice, by CRC Press.Inc 27 Duk-Jae Woo and Taek-Kyung Lee (2005), Suppression of Harmonics in Wilkinson Power Divider Using Dual-Band Rejection by Asymmetric DGS, IEEE Transactions on microwave theory and techniques, Vol 53, No.6 28 E.H.Fooks, R.A.Zakasevicíu (1990), Microwave engineering using microstrip circuit, by Prentice Hall of Australia Pty Ltd 29 EATCHEAP (1997), Overal CNS/ATM architecture for EATCHEAP, EUROCONTROL 30 Ercan Kaymaksut, Yasar Gürbüz and Ibrahim Tekin (2008), Impedance Matching Wilkinson Power Dividers in 0.35μm SiGe BiCMOS Technology, Electronics Engineering, Sabanci University, 34956 Istanbul, Turkey; Pranjal Pandey, Dual Band Wilkinson Power Divider, M.Tech, CEDT, May, 31 Fernando Noriega,Pedro J González (2008), Designing LC Wilkinson power splitters Pranjal Pandey, Dual Band Wilkinson Power Divider, M.Tech, CEDT 32 Frederick H Raab, Peter Asbeck, Steve Cripps, Peter B Kenington, Zoya B Popovich, Nick Pothecary, John F Sevic and Nathan O Sokal (2004), “RF and Microwave Power Amplifier and Transmitter Technologies”, High Frequency Electronics, Summit Technical Media, LLC, January, 2004, pp.46-54 33 F Kroup, Fundamentals of RF Circuit Design with Low Noise Oscillators, Jeremy Everard, John Wiley & Sons; 34 Gertz, J.L (1990), Weather map compression for ground to air data links, Proceedings of the Aeronautical Telecommunications Symposium on Data Link Integration (May 15-17), Annapolis, MD 35 Harold Sobol (1984), “Microwave 125 Communications-An Historical Perspective”, IEEE Transactionson microwave theory and techniques,Vol.MTT-32, No.9, September 36 http://en.wikipedia.org/wiki/National_Air_Traffic_Services 37 http://www.airsport-corp.com/modec.htm 38 http://www.tpub.com/neets/book11/45d.htm 39 ICAO (2001)- Air Trairfic Control Services, Flight Information Service and Alerting Services, 13 Edittion , July 2001 40 International Civil Aviation Organization Asia and Pacific Office (2000), Guidance Material on CNS/ATM Operations in the Asia/Pacific Region, ICAO Asia Pacific Regional Office Bangkok 41 J Wood, X Qin, A Cognata, Nonlinear Microwave/RF System Design and Simulation using Agilent ADS’ system – Data Models’, Agilent Technologies, Inc., Microwave Technology Center, Santa Rosa, CA 95403 42 John W.NIETO, Rochester, William N.FURMAN, System and method for communicating data using constant radius orthogonal walsh modulation, United States patent application publication nieto et al US 2010/0014558A1 43 Jong-Sik Lim, Sung-Won Lee, Chul-Soo Kim, Jun-Seok Park, Dal Ahn, and Sangwook Nam (2001), “A : Unequal Wilkinson Power Divider”, IEEE Microwave and wireless components letters, Vol.11, No.3, March 44 Kenjiro Nishikawa, Associate Member, IEEE, Tsuneo Tokumitsu, Member, IEEE, and Ichihiko Toyoda, Member, IEEE (1996) “Miniaturized Wilkinson power divider using three-dimensional MMIC technology”, IEEE Microwave and guided wave letters, Vol No 10 45 K Panday (2008), Dual band Wilkinson power divider , M.Tech CDET 46 Kenneth J.Russell (1979), ”Microwave power combining techniques”, IEEE Transactions on microwave theory and techniques,Vol.MTT-27,No.5 47 Kun-Hui Yi and Bongkoo Kang (2003), “Modified Wilkinson Power Divider for nth Harmonic Suppression”, IEEE Microwave and wireless components letters, Vol.13, No.5 126 48 Kwok-Keung M Cheng and Fai-Leung Wong (2007), “A New Wilkinson Power Divider Design for Dual Band Application”, IEEE Microwave and wireless components letters, Vol.17, No.9 49 L Wu, H Yilmaz, T Bitzer, and A Pascht M Berroth (2005), “A DualFrequency Wilkinson Power Divider : For a Frequency and Its First Harmonic”, IEEE Microwave and wireless components letters, Vol.15, No.2 50 Lei Wu, Zengguang Sun, Hayattin Yilmaz, and Manfred Berroth (2006), “A Dual-Frequency Wilkinson Power Divider”, IEEE Transactions on microwave theory and techniques, Vol 54, No.1 51 Leo G Maloratsky (2009), “RF Design of Avionics L-band Integrated Systems”, Aerospace Electronics Co., Indialantic FL,Vol.52 |No.10 | p 64 52 Leo G Maloratsky (2009), “Technical feature RF design of avionics L-band integrated systems”, Microwave Journal 350 53 LG Maloratsky (2008), “Transceiver Duplexer Design Considerations,” Microwave Journal , Vol 51, No 10, pp 68-86 54 LG Maloratsky, et al (2008), Aircraft Directional/Omnidirectional Antenna Arrangement, United States Patent No 7,385,560; 55 Liang-Hung Lu, Member, IEEE, Yu-Te Liao, and Chung-Ru Wu (2005), “A Miniaturized Wilkinson Power Divider With CMOS Active Inductors”, IEEE Microwave and wireless components letters, Vol.15, No.11 56 Lind, A.T., Dershowitz, A., and Bussolari, S.R (1994), The Influence of Data Link-Provided Graphical Weather on Pilot Decision-Making, ATC-215, MIT Lincoln Laboratory, Lexington, MA, 57 X.Li, Y.J.Yang, L.Yang, S.X.Gong, X.Tao, Y.Gao, K.Ma and X.L.Liu (2010), “ A novel design of dual-band unequal Wilkinson power divider”, Progress in Electromagnetics Research C, Vol.12 p 93-100 58 Maximilian C Scardelletti, George E Ponchak, and Thomas M Weller (2002), “Miniaturized Wilkinson Power Dividers Utilizing Capacitive Loading”, IEEE Microwave and wireless components letters, Vol.12, No.1 127 59 Michanel Gschwind, Valentina Salapura, Optimizing VHDL code for FPGA fargets , Institut fur Technische Informatik Treitlstrase 3-182-2 A-1040 Wien Austria 60 Mihai V Micea, Real-Time Data Acquisisition and Digital Signal Processing Systems: Present and Prospects, PhD Thesis, University of Timisoara, Computer Software and Engineering Department, DSPLabs 61 Mihai V Micea, V Cretu, D Chiciudean (2000), Interfacing a Data Acquisition System to the DSP56303, Application Note AN2087/D Rev 62 Mitchai Chongcheawchamnan, Sumongkol Patisang, Monai Krairiksh, and Ian D Robertson (2006), “Tri-Band Wilkinson Power Divider Using a ThreeSection Transmission-Line Transformer”, IEEE Microwave and wireless components letters, Vol.16, No.8 63 M-J Hirigaray and B Conio (1990), Mode S Subnetwork Data Link Simulation Results, The International Civil Aviation Organization, SICASP 64 Motorola Inc., DSP56307EVM User’s Manual, Semiconductor Products Sector, 6501 William Cannon Drive West, Austin TX 78735-8598 65 Olip, John A P (2009), Frequency synthesizer and synthesis method for generating a multiband local oscillator signal, United States Patent 7515931 66 Q Grebennikov(1996), Quadrature Hybrids 90° power dividers/combiners 10 kHz to 40 GHz general information, Mar 21 67 R Langridge, T Thornton, P M Asbeck, and L E Larson (1999), “A power re-use technique for improving efficiency of outphasing microwave power amplifiers”, IEEE Trans Microwave Theory Tech., vol.47, no.8, pp.14671470 68 R.L Rivest, A Shamir, and L Adleman, A Method for Obtaining Digital Signatures and Public-Key Cryptosystems, National Science Foundation grant MCS76-14294, and the O_ce of Naval Research grant number N00014-67-A0204-0063 69 Reiner, D (1993), Siting of GPS Squitter Ground Stations for Air Surveillance 128 Coverage, ATC Project Memorandum, 42PM-SSS-0007, MIT Lincoln Laboratory, Lexington, MA 70 Roullet, Andre (1998), Frequency synthesizer for V/UHF wideband receiver, United States Patent 5752175; 71 Ruddy Herard Chatim (2005), Modified Wilkinson power combinner for applications in the millimeter-wave range, Department of RF- Techniques/Communication systems University of Kassel, Germany, 72 Steven R Bussolari, Ph.D., and D Jonathan Bernays, Mode S data link applications for general aviation, MIT Lincoln Laboratory, 244 Wood Street ,Lexington, Massachusetts 02173-9108 73 T.I.C.A.O (1993) , The Aeronautical Telecommunications Manual, draft in process, The International Civil Aviation Organization 74 T.Orlando, V.A.(1989), The Mode S Beacon Radar System, Lincoln Laboratory Journal, 2:9 75 Tom Davis, RSA Laboratories, RSA Security Inc (2003), RSAES-OAEP Encryption Scheme Algorithm specification and supporting documentation, 20 Crosby Drive Bedford, MA 01730 USA, rsa-labs@rsasecurity.com 76 Veljko Milanovie’, Edwin D Bowen and Mona E Zaghloul(2003), Micromachined Microwave Transmission Lines in CMOS Technology, IEEE 77 W Alan Davis, Radio Frequency Circuit Design, John Wiley & Sons, Inc; Design of Analog Cmos Integrated Circuits, Behzad Razavi, MC Graw Hill 78 Wes Stamper (2005) , Understanding mode S technology, Defense Elictronics 79 William N.FURMAN,John W.Nieto, WilliamL.Tyler, Communications device using measured frequency offset over time to adjust phase and frequency tracking, United States patent application publication nieto et al US 2010/0067634A1 80 William N.FURMAN,John W.Nieto, WilliamL.Tyler, Communications device and related method that detects symbol timing, United States patent application publication nieto et al US 2010/0067634A1 129 81 William N.FURMAN,John W.Nieto, WilliamL.Tyler, Communications device and related method with reduced false detects during start of message bit corelation, United States patent application publication nieto et al US 2010/0067634A1 82 Wolaver, Dan H (1991), Phase-Locked Loop Circuit Design, Prentice Hall, ISBN 0136627439 130 PHỤ LỤC Bảng Thơng số dịng tĩnh hệ số khuếch đại khuếch đại công suất sở tần số 1030 Mhz TT Công Giá trị đo đƣợc suất vào Dịng đèn Dịng đèn Cơng suất Hệ số khuếch (dBm) 45W (A) 200W (A) ra(dBm) đại(dB) -5 0.46 0.04 -2 0.47 0.11 13.4 15.4 0.48 0.23 20 20 0.50 0.41 25 23 ≥0.56 ≥0.7 ≥30 ≥26 Bảng Các tham số đo đƣợc chế độ khuếch đại khối khuếch đại công suất sở STT Tham số cần đo Giá trị đo đƣợc Tần số làm việc, Mhz 1030 Hệ số tổn hao S22, dB -40 (1030 Mhz) Công suất phát liên tục 100 tải 50 Ohm, W Công suất phát xung a) Trƣờng hợp 1: tải 50 Ohm, W - Xung điều chế có độ rộng : 50µs, với chu kỳ 2ms.(40 lần) - Cơng suất trung bình: 2,5 W( 34dBm) - Công suất đỉnh xung: 100 W b) Trƣờng hợp 2: - Xung điều chế có độ rộng : 50µs, với chu kỳ 3ms.( 60 lần) - Cơng suất trung bình: 1.7 W( 32,3dBm) - Cơng suất đỉnh xung: 100 W 05 Hệ số khuếch đại, dB: 131 06 Tần số 930 Mhz 27 Tần số 1030 Mhz 30 Tần số 1060 Mhz 27 Dải thông hoạt động, Mhz 130 Bảng Khảo sát thông số cầu Wilkinson Yêu cầu STT 01 Tham số cần đo thiết kế Tần số làm việc, MHz 1030 Giá trị đo đƣợc Bộ chia công Bộ chia công suất đƣờng suất đƣờng 1030 1030 Băng L 02 Hệ số sóng đứng ≤ 1.5:1 ≤ 1.5:1 ≤ 1.5:1 03 Độ cân pha, (độ) ≤6 ≤6 ≤6 04 Độ cân biên độ, ≤ 0.5dB ≤ 0.5 ≤ 0.5 ≥ 20 ≥ 20 ≤ 1.5 ≤ 1.5 50 50 (dB) 05 Độ cách điện ≥ 20 cổng, dB 06 Tổn hao thông qua, dB ≤ 1.5 07 Trở kháng vào ra, 50 Ohm 08 Hệ số chia, dB: + Bộ Chia/Cộng đƣờng, từ lối vào đến - cổng lối ra: - 5.8 , j(25) + Bộ Chia/Cộng đƣờng, từ lối vào đến - - 8.7 132 cổng lối ra: , j(2 9) Bảng Các tham số nguồn phân tán hệ thống tản nhiệt STT Tham số cần đo Yêu cầu thiết Giá trị đo kế đƣợc 33 33 01 Số lƣợng (khối) 02 Điện áp vào (V, AC) 220 ± 10% 220 ± 10% 03 Điện áp (V, DC) 28 ± 0.5V 28 ± 0.5V 04 Công suất nguồn (KW) KW KW Bảng Hệ thống quạt gió làm mát STT 01 Hệ thống quạt gió Yêu cầu thiết kế Nhiệt độ, ºC ≤ 50 ºC Giá trị đo đƣợc Đáp ứng yêu cầu tản nhiệt tốt 133 ... Đề tài luận án ? ?Nghiên cứu xây dựng tạo mã ICAO hệ phát băng tần 12 L công suất l? ??n cho hệ thống phát tín hiệu nhận dạng” có mục tiêu sau: - Nghiên cứu xây dựng phương tiện tạo mã tín hiệu mềm... hỏi siêu cao tần công suất l? ??n cho hệ thống hỏi- đáp hệ thống nhận biết chủ quyền Quốc gia theo quy chuẩn ICAO sở nghiên cứu Vấn đề nghiên cứu l? ??a chọn ứng dụng công nghệ xây dựng hệ thống thơng... đích nghiên cứu xây dựng tạo mã linh hoạt sở thử nghiệm phát mã ICAO ( dùng linh kiện công nghệ nhƣ vi điều khiển, DSP, công nghệ FPGA…) từ đánh giá hiệu phƣơng tiện tạo mã đƣợc nghiên cứu có