Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông: Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thiết bị thu mặt đất với cơ chế tự động phát hiện và bám vệ tinh dùng cho hệ thống thông tin vệ tinh VINASAT

7.<br /> <br /> 8.<br /> <br /> 9.<br /> <br /> Tran Van Hoi, Nguyen Xuan Truong, Bach Gia Duong (2015),<br /> “Improvement of step-tracking algorithm used for mobile<br /> re eiver system vi s tellite”, International Journal of Electrical<br /> and Computer Engineering, Scopus, Vol. 5 (2), pp. 280 – 288.<br /> Tran Van Hoi, Nguyen Xuan Truong, Ngo Thi Lanh, Bach Gia<br /> Duong (2016), “Design of C-Band Low-Noise Block Frontend for S tellite Re eivers”, International Journal of Applied<br /> Engineering Research, Scopus, Vol. 11 (8), pp. 5646-5652.<br /> Tran Van Hoi, Ngo Thi Lanh, Nguyen Xuan Truong, Nguyen<br /> Huu Du , B h Gi Duong (2016), “Design of Front-end for<br /> S tellite Re eiver”, International Journal of Electrical and<br /> Computer Engineering, Scopus, Vol. 6 (5), Accepted.<br /> <br /> ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI<br /> TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ<br /> <br /> Trần Văn Hội<br /> <br /> NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ THU<br /> MẶT ĐẤT VỚI CƠ CHẾ TỰ ĐỘNG PHÁT HIỆN VÀ<br /> BÁM VỆ TINH DÙNG CHO HỆ THỐNG THÔNG TIN<br /> VỆ TINH VINASAT<br /> <br /> Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử<br /> Mã số: 62 52 02 03<br /> <br /> TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ KỸ<br /> THUẬT ĐIỆN TỬ, TRUYỀN THÔNG<br /> <br /> Hà Nội – 2016<br /> 2<br /> <br /> C ng tr nh<br /> hoàn thành t i: Tr<br /> Đ i họ Quố gi Hà N i<br /> Ng<br /> <br /> ng Đ i họ C ng nghệ,<br /> <br /> i h ớng dẫn kho họ : PGS. TS B h Gi D ơng<br /> <br /> DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN<br /> QUAN ĐẾN LUẬN ÁN<br /> 1.<br /> <br /> Phản biện: .....................................................................................<br /> ......................................................................................<br /> <br /> 2.<br /> <br /> Phản biện: .....................................................................................<br /> ......................................................................................<br /> Phản biện: .....................................................................................<br /> <br /> 3.<br /> <br /> ......................................................................................<br /> Luận án sẽ<br /> bảo vệ tr ớ H i ồng ấp Đ i họ Quố gi<br /> hấm luận án tiến sĩ họp t i ...................................................................<br /> vào hồi<br /> <br /> gi<br /> <br /> ngày<br /> <br /> tháng<br /> <br /> năm 2016<br /> <br /> 4.<br /> <br /> Có thể t m hiểu luận án t i:<br /> - Th viện Quố gi Việt N m<br /> - Trung tâm Th ng tin - Th viện, Đ i họ Quố gi Hà N i<br /> <br /> 5.<br /> <br /> 6.<br /> <br /> 2<br /> <br /> Tran Van Hoi, B h Gi Duong (2012), “Study, design and<br /> fabrication of Low Noise Amplifier at C band used for satellite<br /> receiver system Vinasat I”, Kỷ yếu Hội thảo toàn quốc về Điện<br /> tử - Truyền Thông – An toàn thông (ATC/REV), pp. 150-153.<br /> Tran Van Hoi, Bach Gia Duong (2013), ’’Study and design of<br /> wide b nd low noise mplifier oper ting t C b nd’’, Journal of<br /> Mathematics – Physics, Vietnam National University, Hanoi,<br /> Vol.29 (2), pp.16-24.<br /> Tran Van Hoi, Hoang Duc Long, Bach Gia Duong (2013),<br /> ’’Low noise block downconverter design for satellite receiver<br /> system Vinasat 1 operating at C-b nd’’, Proceedings of the<br /> 2013 IEICE International Conference on Intergrated Circuits,<br /> Design, and Verification, pp.110-115.<br /> Tran Van Hoi, Hoang Duc Long, Bach Gia Duong (2013),<br /> ’’High g in low noise mplifier design used for RF front end<br /> application’’, Proceedings of the 2013 IEICE International<br /> Conference on Intergrated Circuits, Design, and Verification,<br /> pp. 243-247.<br /> Tran Van Hoi, Bach Gia Duong (2013), ’’Designing Wideb nd<br /> Mi rostrip B ndp ss Filter for S tellite Re eiver Systems’’,<br /> Proceedings of the National Conference on Electronics and<br /> Communications (REV2013-KC01), pp.140-143.<br /> Tran Van Hoi, Nguyen Xuan Truong, Bach Gia Duong (2015),<br /> “S tellite Tr king Control System Using Fuzzy PID<br /> Controller”, Journal of Mathematics – Physics, Vietnam<br /> National University, Hanoi, Vol. 31 (1), pp. 36-46.<br /> <br /> ng nghệ m h dải, linh kiện tí h h p và kỹ thuật vòng khó ph ể<br /> hế t o b t o d o ng n i với<br /> ổn ịnh o, b lọ th ng dải áp<br /> ứng yêu ầu ủ tuyến thu vệ tinh. Kết quả ã thiết kế, hế t o m h<br /> ổi tần nhiễu thấp băng C với hệ số khuế h i lớn hơn 40 dB, và<br /> thiết kế, hế t o máy thu băng L với<br /> nh y t -110 dBm với tỉ số<br /> S/N=1.5 và t -115 dBm với tỉ số S/N = 1.1, dải th ng ủ m h<br /> 1GHz, dải ng 45 dB. Những kết quả này ã<br /> ng bố trong<br /> á<br /> ng tr nh [2]-[5], [8], [9].<br /> Những kết quả ủ luận án ã<br /> tr nh bày trong 9 ng<br /> tr nh ã ng bố ủ nghiên ứu sinh là ồng tá giả ã góp phần vào<br /> việ khẳng ịnh khả năng làm hủ ng nghệ mới, tiên tiến trong<br /> lĩnh vự siêu o tần ể giải quyết m t số khâu qu n trọng trong hệ<br /> thống thu vệ tinh và hệ thống iều khiển nten bám vệ tinh ứng dụng<br /> ho tr m thu di ng. Tuy nhiên do ph m vi ủ vấn ề nghiên ứu<br /> r ng, gồm nhiều vấn ề kỹ thuật ng nghệ phứ t p, ể tiếp tụ<br /> nghiên ứu hoàn thiện hệ thống và áp dụng hiệu quả trong thự tế tá<br /> giả luận án kiến nghị tiếp tụ nghiên ứu ề xuất á giải pháp thiết<br /> kế tuyến thu siêu o tần băng Ku ể ó thể áp dụng hệ thống iều<br /> khiển bám ho vệ tinh VINASAT 2 và á vệ tinh phát trên băng tần<br /> Ku.<br /> Bên nh những kết quả t<br /> , hắ hắn luận án kh ng<br /> tránh khỏi những thiếu sót. Nghiên ứu sinh rất mong nhận<br /> nhiều ý kiến óng góp hữu í h ủ á thầy, và ồng nghiệp.<br /> <br /> 24<br /> <br /> MỞ ĐẦU<br /> 1. Tính cấp thiết của đề tài<br /> Cá nghiên ứu về thiết kế hệ thống iều khiển bám vệ tinh<br /> nhiều nhà kho họ trên thế giới qu n tâm và ã ó nhiều ng<br /> tr nh<br /> ng bố trên á h i nghị kho họ và t p hí huyên<br /> ngành. Ở Việt N m, ũng ó nhiều nghiên ứu, thiết kế, hế t o thử<br /> nghiệm hệ thống thu phát siêu o tần ứng dụng trong thống r d , hệ<br /> thống vệ tinh. Tuy nhiên á kết quả nghiên ứu òn m t số h n hế<br /> ó là máy thu ó<br /> nh y thấp và dải th ng hẹp h<br /> áp ứng<br /> yêu ầu ủ hệ thống thu iều khiển bám vệ tinh. Còn về hệ thống<br /> iều khiển bám òn h n hế về th i gi n bám và khả năng t m kiếm<br /> vệ tinh,<br /> Để nâng o hiệu quả thu ủ á tr m thu vệ tinh, tí h h p<br /> tính năng tự ng phát hiện và iều khiển bám theo vệ tinh, ề tài<br /> luận án ủ nghiên ứu sinh là rất ấp thiết ể ó thể nắm bắt và làm<br /> hủ ng nghệ hế t o hệ thống thu vệ tinh ó khả năng thu di ng<br /> ứng dụng vào iều kiện thự tế ủ n ớ t hiện n y. Đây là nhiệm<br /> vụ rất qu n trọng ể ó thể thu hẹp khoảng á h ng nghệ ủ Việt<br /> N m so với khu vự và trên thế giới, và góp phần vào ng u<br /> ng nghiệp hoá, hiện i hoá ất n ớ , phát triển kinh tế xã h i và<br /> kh i thá hiệu quả vệ tinh VINASAT.<br /> 2. Mục tiêu của luận án<br /> - Nghiên ứu ề xuất thuật toán iều khiển bám vệ tinh ể<br /> nâng o khả năng tự ng phát hiện và bám vệ tinh, giảm th i gi n<br /> bám vệ tinh và nâng o<br /> ổn ịnh hệ thống. Luận án ũng nghiên<br /> ứu giải pháp thiết kế, hế t o hệ thống iều khiển nten bám vệ tinh<br /> ể minh hứng hiệu quả ủ thuật toán bám ề xuất.<br /> - Đề xuất á giải pháp thiết kế, hế t o hệ thống thu vệ tinh<br /> băng C với<br /> nh y o, dải ng và băng tần r ng, hệ số khuế h i<br /> 1<br /> <br /> lớn sử dụng ho hệ thống thu iều khiển bám vệ tinh VINASAT-1 và<br /> ho á mụ í h thu dữ liệu.<br /> 3. Nội dung nghiên cứu<br /> - Nghiên ứu thuật toán iều khiển bám vệ tinh hiện ng sử<br /> dụng ể ề xuất thuật toán tự ng t m kiếm và bám vệ tinh ảm bảo<br /> giảm th i gi n bám nhanh, hính xá . Ứng dụng á kỹ thuật iều<br /> khiển mới ể thiết kế, hế t o hệ thống iều khiển anten.<br /> - Nghiên ứu, ề xuất á giải pháp thiết kế m h khuế h i<br /> t p âm thấp, khuế h i trung tần ể giảm t p âm, mở r ng dải th ng<br /> và hệ số khuế h i. Giải pháp ổn ịnh m h d o ng và b tổng<br /> h p tần số trong hệ thống thu vệ tinh băng C. Từ ó thiết kế, hế t o<br /> máy thu với<br /> nh y cao, dải ng và băng th ng r ng.<br /> 4. Phƣơng pháp nghiên cứu:<br /> Sử dụng ph ơng pháp nghiên ứu lý thuyết kết h p với<br /> ph ơng pháp m phỏng bằng phần mềm huyên dụng nh Matlab,<br /> ADS và ph ơng pháp thự nghiệm.<br /> 5. Ý nghĩa khoa học của đề tài:<br /> Đây là m t h ớng i sáng t o và góp phần khẳng ịnh Việt<br /> n m ó thể làm hủ<br /> ng nghệ hế t o thiết bị iện tử siêu o<br /> tần, ặ biệt là hế t o thiết bị thu vệ tinh. Bên nh ó nhu ầu thự<br /> tế trong n ớ về hệ thống thu di ng qu vệ tinh là rất lớn ối với.<br /> 6. Bố cục của luận án<br /> Mở ầu<br /> Ch ơng 1: Tổng qu n về hệ thống thu và iều khiển bám vệ tinh<br /> Ch ơng 2: Nghiên ứu, thiết kế hệ thống iều khiển và thuật toán<br /> bám Ch ơng 3: Nghiên ứu, thiết kế, hế t o hệ thống thu vệ tinh<br /> băng C<br /> Kết luận hung<br /> D nh mụ á<br /> ng tr nh kho họ ủ tá giả liên qu n ến luận án.<br /> Tài liệu th m khảo<br /> <br /> Qu sự phân tí h về thuật toán bám vệ tinh, á hệ thống thu<br /> và hệ thống iều khiển bám vệ tinh ở h ơng 1, ó thể thấy rằng:<br /> th i gi n ũng nh khả năng bám vệ tinh phụ thu vào thuật toán<br /> bám, khả năng xây dựng hệ thống iều khiển bám ũng nh kỹ thuật<br /> yêu ầu ủ máy thu về<br /> nh y, băng th ng, dải ng. Trên ơ sở<br /> nghiên ứu á kỹ thuật siêu o tần, á m h tí h h p o VLSI, vi<br /> iều khiển, kỹ thuật iều khiển… kết h p với á ph ơng pháp m<br /> phỏng, hế t o thự nghiệm, á kết quả ủ luận án ã<br /> tr nh<br /> bày trong h ơng 2 và h ơng 3 bám sát mụ tiêu ề r . Cá óng<br /> góp hính ủ luận án b o gồm:<br /> 1. Đề xuất thuật toán t m kiếm và bám vòng hở, ho phép xá<br /> ịnh hính xá th ng số gó ngẩng và gó ph ơng vị ủ nten thu<br /> th ng qu vị trí ủ tr m thu và vị trí ủ vệ tinh. Đồng th i ề xuất<br /> kết h p thuật toán bám vòng hở và thuật toán bám từng b ớ ể nâng<br /> o hiệu quả bám vệ tinh. Trên ơ sở ó luận án ũng i nghiên ứu,<br /> thiết kế, hế t o hệ thống iều khiển bám vệ tinh ể ứng dụng thuật<br /> toán trên. Việ thử nghiệm hệ thống ho thấy kết quả iều khiển<br /> nten theo bám theo vệ tinh với th i gi n bám và ổn ịnh hệ thống<br /> nhanh < 0.5s. Kết quả này ã<br /> ng bố trong á<br /> ng tr nh [6],<br /> [7].<br /> 2. Đề xuất á giải pháp thiết kế m h khuế h i hồi tiếp âm<br /> và giải pháp sử dụng th m số tối u ủ tr nsistor trong thiết kế<br /> m h phối h p trở kháng ể giảm hệ số t p âm ủ m h. Đồng th i<br /> thiết kế ũng ề xuất giải pháp thiết kế m h khuế h i 2 tầng với<br /> tần số khuế h i lệ h ỉnh và giải pháp sử dụng m h khuế h i<br /> mắ kiểu s ode ể ể tăng dải th ng,<br /> l i ủ m h khuế h. Để<br /> tăng tính ổn ịnh ủ tín hiệu thu, trong thiết kế ũng ã ứng dụng<br /> <br /> 2<br /> <br /> 23<br /> <br /> KẾT LUẬN CHUNG<br /> <br /> CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THU VÀ ĐIỀU<br /> KHIỂN BÁM VỆ TINH<br /> <br /> H nh 3.55 Độ nhạy máy thu tại tần số 1915 MHz với S/N=1.1<br /> <br /> H nh 3.56 Tín hiệu giải điều chế tại tần số 1431 MHz<br /> <br /> Ch ơng này tr nh bày ơ sở lý thuyết về hệ thống thu vệ tinh,<br /> hệ thống iều khiển anten bám vệ tinh, á hỉ tiêu kỹ thuật ủ máy<br /> thu vệ tinh, tổng qu n t nh h nh nghiên ứu, thiết kế, hế t o hệ<br /> thống thu vệ tinh và hệ thống iều khiển bám vệ tinh. Từ ó ặt r<br /> á n i dung ần nghiên ứu ủ luận án.<br /> 1.1 Tổng quan về thông tin vệ tinh<br /> Hệ thống th ng tin vệ tinh b o gồm 2 phần là phần kh ng gi n<br /> (Sp e Segment) và phần mặt ất (Ground Segment). Phần kh ng<br /> gi n b o gồm b phân hệ: phân hệ nten, phân hệ th ng tin và phân<br /> hệ o, bám và iều khiển TT&C. Phần mặt ất b o gồm á tr m<br /> iều khiển và giám sát vệ tinh, tr m mặt ất thu phát th ng tin.<br /> 1.2 Hệ thống thu và điều khiển anten bám vệ tinh<br /> 1.2.1 Giới thiệu chung<br /> Sơ ồ khối hệ thống thu vệ tinh ó iều khiển bám vệ tinh<br /> thể hiện trên H nh 1.2. Hệ thống b o gồm á thành phần: nten thu<br /> parabol, b ổi tần nhiễu thấp LNB, b thu giải mã, hệ thống iều<br /> khiển nten ACU, hệ thống truyền ng iều khiển gó ngẩng, gó<br /> ph ơng vị nten.<br /> TB Đầu uối<br /> <br /> AZ<br /> <br /> ổi tần nhiễu<br /> thấp LNB<br /> <br /> B thu giải mã<br /> <br /> Hệ thống truyền<br /> ng<br /> <br /> EL<br /> <br /> B<br /> <br /> Hệ thống iều<br /> khiển ACU<br /> <br /> H nh 3.58 Độ nhạy máy thu tại tần số 1644 MHz với S/N=1.5<br /> <br /> H nh 1.2 Sơ đồ khối hệ thống thu vệ tinh di động<br /> <br /> 22<br /> <br /> 3<br /> <br />