Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông: Nghiên cứu giải pháp truyền năng lượng siêu cao tần công suất lớn, hiệu suất cao phục vụ cho khai thác năng lượng vũ trụ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI<br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ<br /> <br /> ĐOÀN HỮU CHỨC<br /> <br /> NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP TRUYỀN NĂNG LƯỢNG<br /> SIÊU CAO TẦN CÔNG SUẤT LỚN, HIỆU SUẤT CAO<br /> PHỤC VỤ CHO KHAI THÁC NĂNG LƯỢNG VŨ TRỤ<br /> <br /> Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử<br /> Mã số: 62520203<br /> <br /> TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT<br /> ĐIỆN TỬ, TRUYỀN THÔNG<br /> <br /> Hà Nội – 2016<br /> <br /> Công trình đƣợc hoàn thành tại: Trƣờng Đại học Công nghệ,<br /> Đại học Quốc gia Hà Nội<br /> <br /> Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS. TS BẠCH GIA DƢƠNG<br /> <br /> Phản biện: .........................................................................................................<br /> <br /> ..........................................................................................................................<br /> <br /> Phản biện: .........................................................................................................<br /> <br /> ..........................................................................................................................<br /> <br /> Phản biện: .........................................................................................................<br /> <br /> ..........................................................................................................................<br /> <br /> Luận án sẽ đƣợc bảo vệ trƣớc Hội đồng cấp Đại học Quốc gia<br /> chấm luận án tiến sĩ họp tại ........................................................................................<br /> vào hồi<br /> <br /> giờ<br /> <br /> ngày<br /> <br /> tháng<br /> <br /> năm<br /> <br /> Có thể tìm hiểu luận án tại:<br /> - Thƣ viện Quốc gia Việt Nam<br /> <br /> - Trung tâm Thông tin - Thƣ viện, Đại học Quốc gia Hà Nội<br /> <br /> NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP TRUYỀN NĂNG LƯỢNG SIÊU<br /> CAO TẦN CÔNG SUẤT LỚN, HIỆU SUẤT CAO PHỤC VỤ<br /> CHO KHAI THÁC NĂNG LƯỢNG VŨ TRỤ<br /> TÓM TẮT: Giới thiệu về hệ thống truyền năng lƣợng không<br /> dây sử dụng sóng siêu cao tần: lịch sử phát triển của hệ thống, những<br /> yêu cầu đặc thù để ứng dụng thành công cho hệ thống vệ tinh khai<br /> thác năng lƣợng mặt trời trong cũ trụ truyền về trái đất. Nghiên cứu<br /> đề xuất giải pháp xây dựng các thành phần của phần phát năng lƣợng<br /> siêu cao tần dùng làm phần phát cho hệ thống năng lƣợng không dây<br /> bao gồm: mạch dao động, mạch khuếch đại đệm, mạch khuếch đại<br /> công suất và các giải pháp chia cộng công suất dùng mạch cầu<br /> Wilkinson. Nghiên cứu đề xuất giải pháp thiết kế chế tạo các<br /> Rectenna có hiệu suất cao phục vụ cho phần thu năng lƣợng siêu cao<br /> tần, đề xuất mô hình kết nối các Rectenna thành ma trận và thử<br /> nghiệm thành công hệ thống truyền năng lƣợng không dây thực tế<br /> trên mặt đất.<br /> A. MỞ ĐẦU<br /> Ngày nay, con ngƣời đang khai thác mạnh mẽ các nguồn tài<br /> nguyên hóa thạch sẵn có trên trái đất để phục vụ cho cuộc sống sinh<br /> hoạt của mình nhƣ năng lƣợng than đá, dầu mỏ, khí gas,...v.v. Tuy<br /> nhiên các nguồn tài nguyên này đang dần cạn kiệt và lâu dài không<br /> thể đảm bảo về vấn đề an ninh năng lƣợng. Con ngƣời đang hƣớng<br /> tới khai thác và sử dụng ngày càng nhiều các nguồn năng lƣợng sạch<br /> và tái tạo khác nhƣ năng lƣợng mặt trời, năng lƣợng gió, năng lƣợng<br /> sinh học, năng lƣợng sóng biển,...v.v. Đặc biệt năng lƣợng mặt trời<br /> đang đƣợc khai thác ngày càng nhiều. Mặc dù vậy việc khai thác này<br /> chủ yếu thực hiện trên bề mặt trái đất dẫn đến hiệu quả chƣa cao, dễ<br /> gây ô nhiễm môi trƣờng và đặc biệt bị ảnh hƣởng bởi hiện tƣợng<br /> ngày và đêm. Chính vì vậy, ngay từ những năm 1970 ngƣời ta đã đề<br /> xuất việc xây dựng một hệ thống vệ tinh thu năng lƣợng mặt trời<br /> trong vũ trụ rồi truyền về trái đất. Để thực hiện thành công hệ thống<br /> này cần có những giải pháp công nghệ về nhiều lĩnh vực nhƣ:<br /> - Giải quyết những vấn đề về công nghệ chế tạo bộ phận thu,<br /> biến đổi năng lƣợng mặt trời thành năng lƣợng điện một chiều<br /> thƣờng là các khối panel pin mặt trời.<br /> - Giải quyết những vấn đề về công nghệ chế tạo các thành phần<br /> siêu cao tần nhằm biến đổi từ năng lƣợng điện một chiều thành năng<br /> lƣợng siêu cao tần dạng chùm tia công suất lớn.<br /> <br /> 1<br /> <br /> - Giải quyết những vấn đề về công nghệ chế tạo các thành phần<br /> thu năng lƣợng siêu cao tần trên mặt đất biến đổi thành năng lƣợng<br /> điện cung cấp cho tải tiêu thụ.<br /> Từ những lý do trên cho thấy việc nghiên cứu và đề xuất xây dựng<br /> mô hình truyền năng lƣợng không dây sử dụng sóng siêu cao tần hiệu<br /> suất cao là rất cần thiết, vì vậy tác giả chọn đề tài: “Nghiên cứu giải<br /> pháp truyền năng lượng siêu cao tần công suất lớn, hiệu suất cao phục<br /> vụ cho khai thác năng lượng vũ trụ” để thực hiện luận án của mình.<br /> Phạm vi nghiên cứu của luận án là: Nghiên cứu việc truyền<br /> năng lƣợng không dây sử dụng sóng siêu cao tần hoạt động ở băng<br /> tần ISM với tần số trung tâm bằng 2,45 GHz với mục đích ứng dụng<br /> trong việc xây dựng hệ thống vệ tinh thu năng lƣợng mặt trời trong<br /> vũ trụ truyền về trái đất.<br /> Phương pháp nghiên cứu: Phƣơng pháp phân tích, thiết kế, mô<br /> hình hóa và mô phỏng trên phần mềm chuyên dụng siêu cao tần ADS<br /> (Advanced Design System ) của hãng Agilent kết hợp với phƣơng<br /> pháp thực nghiệm khoa học.<br /> Những đóng góp của luận án<br /> - Nghiên cứu, lựa chọn, ứng dụng các công nghệ phù hợp thiết<br /> kế, mô phỏng và chế tạo các mạch dao động có độ ổn định cao, mạch<br /> tổ hợp công suất kiểu cầu Wilkinson 4 và 8 đƣờng có suy hao nhỏ,<br /> mạch khuếch đại đệm và mô đun khuếch đại công suất dùng làm bộ<br /> phát siêu cao tần công suất lớn dùng linh kiện bán dẫn hoạt động trên<br /> băng tần S phục vụ cho mục đích chuyển đổi năng lƣợng điện một<br /> chiều thành năng lƣợng siêu cao tần công suất lớn phục vụ khai thác<br /> năng lƣợng vũ trụ cũng nhƣ cho ứng dụng truyền thông tin khi sử<br /> dụng sóng siêu cao tần ở băng tần ISM.<br /> - Nghiên cứu đề xuất giải pháp phối hợp trở kháng dải rộng,<br /> thay đổi nhiều thang trở kháng đặc trƣng trong việc thiết kế chế tạo<br /> mạch khuếch đại công suất dùng cho hệ thống truyền năng lƣợng<br /> không dây cũng nhƣ có thể ứng dụng cho hệ thống truyền thông tin<br /> hoạt động trong băng tần S.<br /> - Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo các Rectenna bao gồm các<br /> mạch chỉnh lƣu siêu cao tần và anten mạch dải thực hiện chuyển đổi<br /> năng lƣợng siêu cao tần thành năng lƣợng điện một chiều với hiệu<br /> suất cao. Đề xuất giải pháp thiết kế chế tạo mạch chỉnh lƣu siêu cao<br /> tần kiểu nhân áp mới có khả năng cho điện áp lớn và hiệu suất<br /> chuyển đổi năng lƣợng siêu cao tần thành năng lƣợng điện một chiều<br /> DC cao đạt trên 70%.<br /> <br /> 2<br /> <br /> Bố cục của luận án<br /> Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt<br /> Danh mục các bảng<br /> Danh mục các hình vẽ, đồ thị<br /> Mở đầu<br /> Chƣơng 1. Tổng quan về hệ thống truyền năng lƣợng siêu cao tần<br /> và những yêu cầu đặc thù khi sử dụng cho vệ tinh năng lƣợng mặt trời.<br /> Chƣơng 2. Nghiên cứu thiết kế, chế tạo bộ khuếch đại công suất<br /> phục vụ cho phần phát năng lƣợng sóng siêu cao tần.<br /> Chƣơng 3. Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo các Rectenna<br /> - Kết luận và kiến nghị.<br /> Danh mục các công trình khoa học của tác giả liên quan đến<br /> luận án<br /> Tài liệu tham khảo<br /> B. NỘI DUNG<br /> Chương 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN NĂNG<br /> LƯỢNG SIÊU CAO TẦN VÀ NHỮNG YÊU CẦU ĐẶC THÙ<br /> KHI SỬ DỤNG CHO VỆ TINH NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI<br /> 1.1. Lịch sử phát triển của WPT<br /> 1.2. Khái quát hệ thống truyền năng lượng không dây<br /> Truyền năng lƣợng không dây WPT là việc truyền một năng<br /> lƣợng lớn dùng sóng điện từ truyền từ nơi này đến nơi khác mà<br /> không sử dụng dây dẫn. Hình 1.2 đƣa ra mô hình của hệ thống truyền<br /> năng lƣợng không dây sử dụng sóng siêu cao tần.<br /> <br /> Hình 1.2. Sơ đồ khối hệ thống truyền năng lƣợng siêu cao tần.<br /> <br /> 3<br /> <br />