Thông tin Đề tài

Tên đề tài Nghiên cứu mô phỏng bài toán truyền năng lượng không dây và chế tạo thử nghiệm hệ thiết bị truyền năng lượng bằng chùm tia vi ba công suất cao, Mã số đề tài: VT/CB-03/13-15
Cơ quan chủ trì (Cơ quan thực hiện) Viện Khoa học Vật liệu
Thuộc Danh mục đề tài Nhiệm vụ trong chiến lược NCUD CN Vũ trụ 2012-2015
Họ và tên GS. TSKH. Đào Khắc An
Thời gian thực hiện 01/01/2013 - 01/01/2016
Tổng kinh phí 2.900 triệu đồng
Xếp loại Khá
Mục tiêu đề tài

Nghiên cứu xây dựng mô hình bài toán 1D, giải (số) bài toán truyền năng luợng không dây bằng chùm tia vi ba công suất cao từ GEO về mặt đất, đánh giá về hiệu suất truyền năng lượng; Thiết kế mô hình hệ thiết bị phát - thu truyền năng lượng không dây, chế tạo thăm dò thử nghiệm một số khối chức năng quan trọng, thiết lập hệ thiết bị thử nghiệm  phát - thu chùm tia công suất vi ba nhằm mô phỏng cho bài toán truyền năng lượng trên mặt đất; Triển khai khảo sát đặc tính hệ thiết bị đã thiết lập, triển khai làm một số thí nghiệm phát - thu công suất vi ba, bước đầu đánh giá về  hiệu suất truyền năng lượng giữa hai điểm ở trong phòng thí nghiệm và ngoài hiện trường; Công bố một số kết quả nghiên cứu trong các hội nghị KHCN chuyên ngành và các tạp chí KHCN trong và ngoài nước;Triển khai  hoạt động hợp tác quốc tế, đào tạo cán bộ, đào tạosau đại học.

Kết quả chính của đề tài

a)    Về khoa học: được thể hiện trong 3 nội dung sau
+ Nội dung 1: Đã nghiên cứu xây dựng mô hình vật lý 1D về bài toán truyền công suất không dây bằng chùm tia vi ba từ GEO về mặt đất; Lần đầu tiên đã xác định một sốthông số: hệ số chiết suất (n), hệ số điện môi tương đối (ɛr), hệ số từ môi tương đối (µr) của môi trường khí quyển trái đất biến  đổi theo chiều cao từ mặt đất đến 1000 km. Lần đầu tiên đã triển khai giải số tính được hiệu suất đường truyền công suất không dây từ GEO về mặt đất sử dụng lý thuyết Fresnel –Kirchhoff; Mô phỏng tính số về bài toán truyền giữa hai điểm trên mặt đất với lý thuyết Gaubou.
+ Nội dung 2:Đã thiết kế chế tạo thử nghiệm máy phát công suất vi ba 0,15W-20W, tần số 2,45GHz; Đã mô phỏng thiết kế chế tạo thử nghiệm ba loại anten (ma trận anten) phát với 1, 4, 16 chấn tử; Đã thiết kế mô phỏng chế tạo 4 loại anten, ma trận anten thu kết hợp với mạch kết nối, mạch lọc, mạch chỉnh lưu tạo nên các rectenna 1, 4, 16, 32 chấn tử.Đo đạc các thông số các sản phẩm chế tạo ra
+ Nội dung 3: Đã triển khai lắp đặt vận hành một số hệ  phát –thu công suất vi ba có công suất khác nhau từ 0-200W, tại tần số 2,45 Ghz với số phần tử ma trận anten phát thu 1-1,4-4, 16-16 và 16-32 phần tử;  Đã triển khai các thí nghiệm phát thu công suất vi ba trong phòng thí nghiệm và ngoài hiện trường với các khoảng cách từ 0,1 m đến 50 m, công suất phát từ 0,2W đến 100 W. Đánh giá hiệu suất truyền phụ thuộc vào công suất phát, khoảng cách truyền và kích thước anten, hiệu suất thu được biến đổi từ 20-60%
b)    Về ứng dụng: ứng dụng trong đào tạo , có thể  đưa ra ứng dụng trong truyền năng lượng vi ba giữa hai điểm, truyền năng lượng cho các thiết bị UAV, tạo ra điện mặt trời, đặc biệt có thể tạo ra các chủng loại khí tài bức xạ vi ba dùng trong an ning quốc phòng.

dkan1

dkan2

Những đóng góp mới

Đây là đề tài nghiên cứu về bài toán truyền công suất không dây từ GEO về mặt đất và  truyền công suất không dây thử nghiệm giữa hai điểm trên mặt đất, lần đầu tiên được thực hiện ở Việt Nam.Các kết quả đạt được là mới:Lần đầu tiên giải số bài toán tính được hiệu suất đường truyền từ GEO về mặt đất, lần đầu tiên tính được một số thông số môi trường khí quyển trái đất: hệ số chiết suất (n), hệ số điện môi tương đối (ɛr), hệ số từ môi tương đối (µr) của môi trường khí quyển trái đất biến  đổi theo chiều cao từ mặt đất đến 1000 km.

Sản phẩm đề tài

a)    Các bài báo đã công bố (liệt kê): có 02 bài in và chờ in trên tạp chí KHCN quốc tế, 05 bài báo cáo trong hội nghị quốc, 03 bài in trong proceedings, 03 bài trong Hội nghị trong nước. Sau đây là một số bài chính đăng trên tạp chí, Kỷ yếu Hội nghị quốc tế.
[1].    Nguyen Chung Dong, Hoa Xuan Truong, Lam Hong Thach, Phan Anh Tuanand Dao KhacAn,CASEAN 2013, 11-15 Nov. 2013, Proceedings, pp. 96-103
[2].    An Khac Dao, Dong Chung Nguyen, Phong Viet Tran; Proceeding of ATC-14), pp.214-219, 2014. Printed in IEEE explore
[3].    Dong Chung Nguyen, Nam Huy Hoang, Thach Hong Lam, An Khac Dao; Proceeding of ATC-15, pp 490-495, 2015. Printed in IEEE Eplore
[4].    Khac An DAO, Dong Chung NGUYEN; International Journal of Modern Communication Technologies & Research (IJMCTR) ISSN: 2321-0850, Volume-3, Issue-10, October 2015, pp.9-15
[5].    Dong Chung NGUYEN, KhacAn DAO,Viet Phong TRANand Diep DAO; waiting for publication in “Progress in Electromagnetic Research” (PIER),SCIe, IF 1,6
b)    Đào tạo 02 thạch sĩ, hỗ trợ 01 NCS
c)    Các sản phẩm cụ thể (mô tả sản phẩm, nơi lưu giữ):phần mềm giải số bài toán tính hiệu suất truyền, hệ thiết bị phát thu công suất vi ba 0- 100W tại tần số 2,45Ghz; máy phát vi ba, một số loại ma trận anten phát, ma trận rectenna (1, 4, 16, 32 phần tử); số liệu đo truyền năng lượng không dây trong phòng thí nghiệm và ngoài trời. 

Địa chỉ ứng dụng

Tài liệu dùng  trong đào tạo sau đại học. Đề nghị triển khai áp dụng trong nạp điện cho các thiết bị điện, truyền năng lượng cho UAV, triển khai nghiên cứu về năng lượng điện mặt trời và có thể chế tạo một số khí tài dùng chùm tia vi ba phục vụ cho an ninh quốc phòng.

* Kiến nghị của chủ nhiệm đề tài:Chúng tôi kiến nghị Nhà nước, nên duy trì tiếp tục triển khai sâu hơn về một số vấn đề lý thuyết và triển khai một số nghiên cứu thực nghiệm để đưa ra ứng dụng thực tế.