Luận văn Thạc sĩ Công nghệ điện tử viễn thông: Nghiên cứu các giải pháp truyền năng lượng không dây dải sóng 2.45ghz

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là để truyền được nguồn năng lượng từ vũ trụ về trái đất, có nhiều phương pháp để thực hiện tùy thuộc và bán kính truyền dẫn, trường gần hay trường xa. Với trường xa, sử dụng công nghệ chùm laser công suất cao hoặc vi ba. Nhưng theo nghiên cứu của các nhà khoa học, sử dụng chùm laser đạt hiệu suất thấp hơn sử dụng chùm tia vi ba. Mặt khác, dải tần để truyền dẫn năng lượng không dây từ vũ trụ về trái đất là dưới 2,45GHz hoặc 2,45GHz – 5,5GHz, tuy nhiên cũng theo nghiên cứu cho thấy truyền ở tần số cao 5,5GHZ thì kích thƣớc hệ thống rectenna nhỏ gọn, đơn giản nhưng hiệu suất lại thấp, còn truyền ở tần số thấp hơn 2,45 thì hiệu suất cao hơn nhưng kích thước rectenna lại lớn. Để cân bằng giữa hiệu suất và kích thước hệ thống antenna thu luận văn chọn giải pháp truyền năng lượng không dây với tần số truyền là 2,45GHz. Một vấn đề nữa là do truyền ở trường xa thì búp sóng loe ra dẫn đến khó điều chỉnh, nên luận văn xây dựng mô hình ở trường gần và tập trung thiết kế tuyến phát của mô hình truyền năng lượng không dây ở tần số 2,45GHz
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Công nghệ điện tử viễn thông: Nghiên cứu các giải pháp truyền năng lượng không dây dải sóng 2.45ghz ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ --------------------- NGUYỄN THỊ HUYỀN NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP TRUYỀN NĂNG LƢỢNG KHÔNG DÂY DẢI SÓNG 2.45GHZ Ngành : Công nghệ Điện tử - Viễn thông Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Mã số: 60 52 02 03 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. BẠCH GIA DƢƠNG HÀ NỘI - 2014 Nghiên cứu các giải pháp truyền năng lượng không dây ở dải sóng 2,45GHz LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Bản luận văn tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu thực sự của cá nhân tôi, đƣợc thực hiện dựa trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, thực tế dƣới sự hƣớng dẫn của PGS.TS Bạch Gia Dƣơng. Các số liệu, kết luận của luận văn là trung thực, dựa trên sự nghiên cứu những mô hình, thành quả đã đạt đƣợc của các nƣớc trên thế giới và trải nghiệm của bản thân, chƣa từng đƣợc công bố dƣới bất kỳ hình thức nào trƣớc khi trình, bảo vệ trƣớc “Hội đồng đánh giá luận văn thạc sỹ kỹ thuật”. Một lần nữa tôi xin khẳng định về sự trung thực của lời cam kết. Hà Nội, ngày 13 tháng 10 năm 2014 Ngƣời cam đoan Nguyễn Thị Huyền Nguyễn Thị Huyền Nghiên cứu các giải pháp truyền năng lượng không dây ở dải sóng 2,45GHz LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Bạch Gia Dƣơng, thầy đã tận tình giúp đỡ, chỉ bảo hƣớng dẫn em trong suốt thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp. Đồng thời, em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các anh chị trung tâm nghiên cứu điện tử viễn thông – Khoa điện tử viễn thông Trƣờng Đại học Công Nghệ đã giúp đỡ em trong quá trình thực hiện luận văn này. Mặc dù có nhiều cố gắng, nhƣng vì thời gian có hạn và vốn kiến thức còn rất hạn chế nên công trình còn nhiều thiếu sót. Vì vậy, em rất mong nhận đƣợc sự đóng góp, chỉ bảo của các thầy cô và các bạn. Em xin chân thành cảm ơn! Nguyễn Thị Huyền Nghiên cứu các giải pháp truyền năng lượng không dây ở dải sóng 2,45GHz MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ BẢNG LỜI MỞ ĐẦU 1 1. Lý do chọn đề tài 1 2. Mục tiêu của đề tài 1 3. Phƣơng pháp nghiên cứu 2 4. Nội dung nghiên cứu 2 4.1 Nghiên cứu lý thuyết 2 4.2 Thiết kế hệ thống 2 5. Kết cấu luận văn 3 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN NĂNG LƢỢNG KHÔNG DÂY 4 1.1 Lịch sử truyển năng lƣợng không dây 4 1.2 Khái niệm, đặc điểm về trƣờng gần và trƣờng xa 7 1.2.1 Khái niệm 7 1.2.2 Một số đặc tính truyền sóng trong miền trƣờng gần 8 1.3 Một số phƣơng pháp truyền năng lƣợng không dây ở trƣờng gần và 9 trƣờng trung 1.3.1 Phƣơng pháp liên kết cảm ứng từ 10 1.3.2 Truyền năng lƣợng bằng phƣơng pháp cảm ứng điện từ 11 1.3.3 Một số ứng dụng của truyền năng lƣợng trƣờng gần 15 Nguyễn Thị Huyền Nghiên cứu các giải pháp truyền năng lượng không dây ở dải sóng 2,45GHz 1.4 truyền năng lƣợng không dây với trƣờng xa 16 1.4.1 Công nghệ chùm tia Laser công suất cao 16 1.4.2 Công nghệ truyền năng lƣợng bằng chùm tia vi ba 18 1.5 Một số vấn đề liên quan 22 1.5.1 Không gian truyền dẫn năng lƣợng không dây 22 1.5.2 Về độ an toàn 23 1.5.3 Về mức độ phát triển và kết quả đạt đƣợc 23 1.6 Một số ƣu, nhƣợc điểm của truyền năng lƣợng không dây và khó 23 khăn, thách thức 1.7 Kết luận 26 CHƢƠNG 2. LÝ THUYẾT CHUNG VỀ KỸ THUẬT SIÊU CAO TẦN 27 2.1 Giới thiệu chung 27 2.2 Cơ sở lý thuyết về thiết kế mạch siêu cao tần 28 2.2.1 Các loại đƣờng truyền 28 2.2.2 Phƣơng trình truyền sóng 29 2.2.3 Hệ số phản xạ 31 2.2.4 Hệ số sóng đứng 32 2.2.5 Giãn đồ Smith 33 2.3 Phối hợp trở kháng 35 2.3.1 Phối hợp trở kháng dùng các phần tử tập trung 36 2.3.2 Phối hợp trở kháng dải hẹp bằng những đoạn dây dẫn sóng mắc 38 liên tiếp 2.3.3 Phối hợp trở kháng dùng dây chêm 40 CHƢƠNG 3. CHẾ TẠO BỘ KHUẾCH ĐẠI 45W VÀ LỰU CHỌN GIẢI 44 Nguyễn Thị Huyền Nghiên cứu các giải pháp truyền năng lượng không dây ở dải sóng 2,45GHz PHÁP TRUYỀN NĂNG LƢỢNG KHÔNG DÂY 3.1 Sơ đồ khối tuyến phát của hệ thống truyền năng lƣợng không dây 44 3.2 Thiết kế và mô phỏng bộ khuếch đại 45W 44 3.2.1 Transistor PTFA 240451E ...