Luận văn đã tìm hiểu một cách tổng quan về hoạt động của máy phát radar thế hệ mới hoạt động ở dải sóng dm. Từ cở sở lý thuyết về kỹ thuật siêu cao tần, kết hợp với mô phỏng và tính toán. Kết qủa luận văn đã chế tạo được một module khuếch đại công suất đầu ra 80W hoạt động ở dải tần từ 820Mhz – 900Mhz với độ ổn định cao. Tuy mới chỉ đạt được những kết quả còn rất khiêm tốn nhưng đây là bước đầu quan trọng để tôi có thêm tự tin tìm hiểu và nghiên cứu và ứng dụng trong lĩnh vực siêu cao tần. Tiếp tục nghiên cứu các giải pháp thiết kế nâng cao công suất cho các module khuếch đại có công suất lối ra lớn hơn 100W.
Việc thực hiện luận văn đã giúp tôi nắm vững hơn các kiến thức về kỹ thuật siêu cao tần, được sử dụng, tiếp cận những phần mềm, máy móc hiện đại để đo đạc và đánh giá kết quả. Đặc biệt hơn, kết quả thu được từ luận văn làm nền tảng cho tôi tiếp tục học hỏi và nghiên cứu để nâng cao trình độ hơn nữa về lĩnh vực điện tử.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt:
[1] GS.TSKH Phan Anh(2009). Giáo trình lý thuyết và kỹ thuật siêu cao tần, Bộ môn Thông tin vô tuyến, Khoa Điện tử - Viễn thông, Trường Đại Học Công Nghệ.
[2] GS.TSKH Phan Anh(2009). Trường điện từ và truyền sóng, NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội, Hà Nội.
[3] Ths Vũ Tuấn Anh(2009). Luận văn cao học, Trung tâm nghiên cứu Điện tử - Viễn thông, Trường Đại Học Công Nghệ.
[4] Giáo trình công nghệ thông tin vệ tinh(2004), Tập đoàn bưu chính viễn thông.
[5] PGS.TS Hoàng Thọ Tu(2002), Cơ sở xây dựng đài radar cảnh giới, NXB quân đội nhân dân.
[6] Phạm Minh Việt(2004). Kỹ thuật siêu cao tần, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội.
Tiếng Anh:
[7] David M.Pozar, Microwave engineering, John Wiley & Sons, Inc. [8] Guillermo Gonzalez, Microwave transistor amplifiers, Prentice Hall. [9] W. Alan Davis, Radio Frequency Circuit Design, John Wiley & Sons, Inc.
[10] Kai chang, Encyclopedia of RF and Microwave Enginneering, John Wiley & Sons, Inc.
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin bảy tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy Bạch Gia Dương, người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới các thầy cô Bộ môn Vô tuyến và Điện tử cùng các thầy cô trong Khoa Vật lý Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội, những người đã luôn nhiệt tình trong giảng dạy và chỉ bảo chúng tôi trong suốt hai năm học qua.
Và tôi cũng xin cảm ơn các thầy cô và cán bộ trung tâm nghiên cứu Điện tử Viễn thông Trường Đại học Công nghệ đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi nghiên cứu trong thời gian làm luận văn của mình.
Cuối cùng xin cảm ơn gia đình và các bạn học viên cao học khóa 2009- 2011, những người đã luôn bên cạnh động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập.
Hà Nội ngày 20 tháng 12 năm 2011 Học viên
LỜI CAM ĐOAN
Trong quá trình làm luận văn thạc sỹ, tôi đã đọc và tham khảo rất nhiều loại tài liệu khác nhau từ sách giáo trình, sách chuyên ngành cho đến các bài báo đã được đăng tải trong và ngoài nước. Tôi xin cam đoan những gì tôi viết dưới đây là hoàn toàn chính thống không bịa đặt, những kết quả đo đạc thực nghiệm đã đạt được trong luận văn không sao chép từ bất cứ tài liệu nào dưới mọi hình thức. Những kết quả đó là những gì tôi đã nghiên cứu, đạt được trong suốt thời gian làm luận văn.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm nếu có dấu hiệu sao chép kết quả từ các tài liệu khác.
Hà nội, ngày 20 tháng 12 năm 2011 Học viên
TÓM TẮT NỘI DUNG
Bảo vệ chủ quyền quốc gia là một nhiệm vụ đặc biệt quan trọng đối với mỗi dân tộc cả trong thời chiến lẫn thời bình. Việt Nam là một nước đang phát triển, tuy đã có nhiều nguồn lực về kinh tế và xã hội nhưng về mặt công nghệ vẫn còn lạc hậu. Hơn nữa, chúng ta đang sống trong thời kỳ mở cửa và hội nhập với bạn bè quốc tế, cơ hội có nhiều nhưng vẫn đang phải đối mặt với những thách thức ngày càng phức tạp. Hệ thống các đài radar quân sự đã và đang góp phần quan trọng trong công cuộc bảo vệ toàn vẹn lãnh thổ thiêng liêng của tổ quốc. Đài radar là một hệ thống rất phức tạp từ việc tìm hiểu nguyên lý hoạt động cho đến thiết kế, xây dựng và chế tạo. Trong hệ thống này thì phần máy phát công suất lớn đã và đang được các nhà khoa học trong và ngoài nước đặc biệt quan tâm. Do vậy việc tìm hiểu nguyên lý hoạt động, từng bước làm chủ công nghệ chế tạo máy phát công suất lớn đang là một trong những nhiệm vụ cần thiết của các nhà khoa học Việt Nam.
Trong khuôn khổ luận văn này, song song với việc nghiên cứu lý thuyết siêu cao tần và hoạt động của máy phát công suất lớn cho đài radar ở dải sóng dm, tôi đã nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thành công được modul khuyếch đại công suất lối ra 80W, đây là một trong những module cơ bản kết hợp với các tầng module kích công suất khác để cấu thành nên máy phát công suất lớn ở các đài radar hoạt động trong dải sóng dm.
Do thời gian thực hiện luận văn ngắn, cộng với vốn kiến thức còn rất hạn chế nên luận văn chắc chắn còn nhiều thiếu sót, tôi rất mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy cô để hoàn thiện bài viết của mình hơn.
Hà nội, ngày 20 tháng 12 năm 2011 Học viên
Mục lục
Mục lục
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
LỜI MỞ ĐẦU ... 1
Chƣơng III. Thiết kế chế tạo mạch khuếch đại công suất siêu cao tần ... 4
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG RADAR ... 5
1. Lịch sử phát triển của Radar ... 5
2. Phân loại các đài radar ... 9
3. Sơ đồ khối máy phát radar ... 11
CHƢƠNG 2. KỸ THUẬT THU PHÁT SIÊU CAO TẦN ... 20
1. Giới thiệu chung ... 20
2. Thiết kế mạch khuếch đại công suất trong kỹ thuật siêu cao tần ... 20
2.1. Mô hình tương đương tham số tập trung của đường truyền ... 21
2.2. Phương trình sóng và nghiệm ... 22
2.3. Truyền sóng trên đường dây. Nghiệm của phương trình vi phân ... 24
2.4. Thiết kế bộ khuếch đại siêu cao tần sử dụng ma trận tán xạ [S] ... 28
2.5. Các tham số tán xạ của mạng hai cổng ... 30
2.6. Một số phương pháp phối hợp trở kháng cơ bản ... 34
2.6.1. Phối hợp trở kháng dùng các phần tử tập trung ... 35
2.6.2. Phối hợp trở kháng dùng một dây nhánh ... 36
2.6.4. Phối hợp trở kháng bằng doạn dây lamda/4 ... 38
2.6.5. Phối hợp trở kháng bằng đoạn dây có chiều dài bất kỳ ... 38
2.6.6. Phối hợp trở kháng bằng đoạn dây mắc nối tiếp ... 39
CHƢƠNG 3. THIẾT KẾ CHẾ TẠO MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT SIÊU CAO TẦN ... 40
1. Thiết kế, mô phỏng, chế tạo bộ khuếch đại công suất dùng Transistor PTF082001E. ... 41
2. Mô phỏng kết quả tính toán phối hợp trở kháng ... 43
3. Kết quả đo ... 46
Sau khi tiến hành đấu nối thiết bị với mạch khuếch đại, tôi tiến hành đo kiểm tra kết quả thu được tại các tần số như sau: ... 51
4. KẾT LUẬN: ... 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO ... 57
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
ADS Automatic Dependent
Surveillance
Giám sát phụ thuộc tự động
ADS-B Hệ thống giám sát tự
động quảng bá
AIDC Air Traffic Service
Inter-facility Data Communication
Thông tin dữ liệu giữa các hệ thống dịch vụ không lưu
AMHS Air Traffic Service
Massage Handing
Systtôi
Hệ thống trao đổi văn dịch vụ không lưu
ATM Air Traffic Managtôient Hệ thống quản lý không
lưu
ATN Air Traffic Network Mạng viễn thông không
vận
ATS Air Traffic Service Hệ thống cung cấp dịch
vụ không vận
CM Context Managtôient Quản lý ngữ cảnh
C – N – S Communication –
Navigation –
Serveillance
Thông tin – Dẫn đường – Giám sát
CPDLC Controller Pilot Datalink
Communications
Thông tin liên kết dữ liệu giữa kiểm soát viên
không lưu và phi công
DSB Double Sidebands Dải biên kép
ICAO International Civil
Aviation Organization
Tổ chức hàng không dân dụng quốc tế
EHF Extrtôiely High
Frequecy
LNA Low Noise Amplifier Bộ khuyếch đại tạp âm
thấp
LVA Large Vertival Aperture Anten thăm dò có độ mở
đứng lớn
LSB Lower Sidebands Dải biên thấp
PSR Primary Surveillance
Radarr
Hệ thống ra đa giám sát sơ cấp
PR Primary Radarr Radar sơ cấp
RF Radio Frequency Tần số vô tuyến
SHF Super High Frequency Tần số siêu cao
SR Secondary Radarr Radar thứ cấp
SSR Secondary Surveillance
Radarr
Hệ thống radar giám sát thứ cấp
UHF Ultra High Frequency Tần số cực cao
USB Upper Sidebands Dải biên cao
VCO Voltage Controlled
Oscillator
Bộ dao động điều khiển bằng điện áp
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.0 Cách săn bắt mồi của loài dơi
Hình 1.1 Sơ đồ phân loại các đài radar
Hình 1.2 Sơ đồ khối hệ thống radar
Hình 1.3 Sơ đồ kết nối anten
Hình 1.4 Mô hình hoạt động bộ trộn tần
Hình 2.1 Dây dẫn song song và sơ đồ tương đương
Hình 2.2 Sơ đồ tương đương mạng một cổng
Hình 2.3 Sơ đồ tương đương mạng hai cổng
Hình 2.4 Sơ đồ phối hợp trở kháng cơ bản
Hình 2.5 Sơ đồ phối hợp trở kháng dùng phần tử tập trung
Hình 2.6 Phối hợp trở kháng bằng các đoạn dây nhánh
Hình 2.7 Sơ đồ phối hợp trở kháng sử dụng 2 dây nhánh song song
Hình 2.8 Sơ đồ sử dụng đoạn dây λ/4
Hình 2.9 Phối hợp trở kháng bằng đoạn dây có chiều dài bất kỳ
Hình 2.10 Phối hợp trở kháng bằng hai đoạn dây mắc nối tiếp
Hình 3.1 Bộ tổ hợp công suất trong đề tài luận văn
Hình 3.2 Sơ đồ cơ bản của mạch phối hợp trở kháng
Hình 3.3 Mô phỏng bộ phối hợp trở kháng đầu vào
Hình 3.4 Mạch phối hợp đầu ra
Hình 3.5 Kết quả mô phỏng phối hợp trở kháng đầu vào
Hình 3.6 Kết quả mô phỏng phối hợp trở kháng đầu ra
Hình 3.7 Mạch chế tạo
Hình 3.8 Đo công suất đầu ra bằng oát kế
Hình 3.9 oát kế khi chưa đưa tín hiệu đầu vào
Hình 3.10 Công suất tín hiệu đầu vào tăng dần, oát kế chỉ 20W
Hình 3.11 oát kế chỉ 40W
Hình 3.12 oát kế chỉ 70W khi tín hiệu đầu vào là 7dbm
Hình 3.13 oát kế chỉ 80W khi tín hiệu đầu vào 7,5dbm
Hình 3.14 Phổ tần số 820Mhz
Hình 3.15 Phổ tần số 830Mhz
Hình 3.17 Phổ tần số 860Mhz
Hình 3.18 Phổ tần số 870Mhz
Hinh 3.19 Phổ tần số 890Mhz