Mở đầu
1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
UWB là một công nghệ rất có tiềm năng trong lĩnh vực truyền thông không dây tầm ngắn, cung cấp
khả năng truyền thông dữ liệu tốc độ cao. Năm 2002, Ủy ban truyền thông liên bang Hoa Kỳ (FFC - Federal
Communication Commission) đã quy định việc sử dụng công nghệ UWB cho các ứng dụng thương mại tại
Hoa Kỳ nằm trong dải tần số từ 3,1–10,6 GHz [1]. Công nghệ UWB sử dụng những tín hiệu xung có độ rộng
xung rất nhỏ để truyển đi các bit dữ liệu qua môi trường không dây mà không cần thông qua quá trình điều
chế cao tần như các hệ thống công nghệ RF thông thường. UWB có ưu điểm là truyền dữ liệu tốc độ cao, giao
tiếp với độ trễ thấp và có khả năng định vị chính xác nên có rất nhiều ứng dụng trong lĩnh vực truyền tin không
dây như: WBAN, WPAN, RFID, mạng cảm biến không dây, radar, vv.
Anten là thành phần quan trọng trong hệ thống truyền tin không dây. Việc thiết kế Anten hiện tại đang
phải đối mặt với rất nhiều thử thách trong quá trình nghiên cứu thực hiện. Trong các anten UWB, ngoài các
yêu cầu về các thông số cơ bản của thì anten cần phải hoạt động trong một dải tần rất rộng và có mức đáp ứng
xung tốt. Mặt khác trong các anten MIMO, ngoài yêu cầu về tần số cộng hưởng, dạng đồ thị bức xạ…các phần
tử anten được thiết kế phải đảm bảo tính tương hỗ giữa chúng nhỏ hơn −15 dB [2].
Năm 2014 Viện nghiên cứu Điện tử, Tin học, Tự động hóa (VIELINA) và Trường Đại học Bách khoa
Saint Peterburg (SPbPU) đã có hợp tác để thực hiện các đề tài nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ,
trong đó có đề tài về nghiên cứu làm chủ công nghệ UWB ứng dụng thiết kế, chế tạo hệ thống chẩn đoán tình
trạng kỹ thuật động cơ. Bên phía SPbPU đã có kinh nghiệm xây dựng hệ thống chẩn đoán tình trạng kỹ thuật
động cơ máy bay ứng dụng công nghệ UWB và họ đã nói rằng hệ thống của họ có rất nhiều ưu điểm như đã
phân tích ở trên. Hai bên đã thống nhất chọn động cơ tàu hỏa là đối tượng để ứng dụng kiểm chứng cho đề tài
này. Như vậy, khi triển khai thực tế thì hệ thống chẩn đoán tình trạng kỹ thuật động cơ sẽ phải làm việc trong
môi trường có: nhiệt độ cao, không gian nhỏ hẹp, nhiều vật chắn kim loại, rung lắc mạnh, ảnh hưởng bởi
nhiễu (nhiễu phading và nhiễu từ các hệ thống khác) và không được gây can nhiễu tới hệ thống khác
(sau đây gọi tắt là điều kiện đặc biệt). Nghiên cứu sinh là người được giao trực tiếp tham gia vào nhóm
nghiên cứu của VIELINA để thực hiện đề tài này với nhiệm vụ cụ thể là tính toán, thiết kế anten dùng cho hệ
thống. Chính vì vậy, nghiên cứu sinh đã chọn đề tài: “Nghiên cứu phát triển hệ thống anten băng thông siêu
rộng ứng dụng trong điều kiện làm việc đặc biệt” để làm luận án tiến sỹ. Mục tiêu chính của luận án là xây
dựng được các luận cứ khoa học để phát triển được hệ anten UWB làm việc trong điều kiện đặc biệt có khả
năng chống nhiễu (nhiễu pha đinh) tốt và không gây can nhiễu và trước tiên là ứng dụng vào hệ thống chẩn
đoán tình trạng kỹ thuật động cơ.
2. Mục tiêu, đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu
Mục tiêu nghiên cứu của luận án bao gồm:
Làm chủ về công nghệ UWB, anten trong hệ thống UWB, thiết kế chế tạo được các anten UWB
hoạt động trong điều kiện đặc biệt.
Nghiên cứu, phát triển ứng dụng anten UWB trong hệ thống MIMO, đề xuất giải pháp để giảm
tương hỗ và tăng cường cách ly cổng trong thiết kế các anten UWB MIMO.
