Nghiên cứu, ứng dụng phương pháp thiết kế ăng ten cho thiết bị chế áp điện tử tầm gần

Bài viết trình bày việc nghiên cứu về sóng điện từ dải tần đến 2,45GHz, tích hợp đèn phát cao tần, chế tạo ăng ten, bộ điều khiển và giám sát việc phát xạ, nhằm tiến tới chế tạo súng điện từ chế áp các thiết bị điện tử và các phương tiện di chuyển trong tầm gần.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu, ứng dụng phương pháp thiết kế ăng ten cho thiết bị chế áp điện tử tầm gần Kỹ thuật điện tử NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ ĂNG TEN CHO THIẾT BỊ CHẾ ÁP ĐIỆN TỬ TẦM GẦNTrần Xuân Kiên1*, Nguyễn Trung Thành1, Nguyễn Huy Hoàng2, Nguyễn Như Hảo2 Tóm tắt: Bài báo trình bày việc nghiên cứu về sóng điện từ dải tần đến 2,45GHz, tích hợp đèn phát cao tần, chế tạo ăng ten, bộ điều khiển và giám sát việc phát xạ, nhằm tiến tới chế tạo súng điện từ chế áp các thiết bị điện tử và các phương tiện di chuyển trong tầm gần.Từ khóa: Súng điện từ; Chế áp các thiết bị điện từ; Dừng phương tiện gây rối và bạo loạn. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Trong giai đoạn hiện nay, chế áp các thiết bị điện tử, các phương tiện của cácđối tượng phạm pháp đã được đặt ra, điển hình như các thiết bị phá hủy các máynghe lén, phá hủy các con rệp điện tử được giấu kín trong các vật liệu khác nhưgạch, gỗ,… phá hủy các dữ liệu, vật mang tin của chúng ta khi không sử dụng nữavà không muốn cho các đối tượng khác trích xuất được, và một vấn đề nữa là dừngxe và các phương tiện gây rối, bạo loạn,… Sóng điện từ cao tần cũng đã được ứngdụng ở các nước để gây gián đoạn hoạt động của thiết bị điện tử, làm hư hỏng hoặcphá hủy mạch, tạo ra mất kiểm soát điều khiển, hư hỏng dữ liệu, mất kiểm soáttruyền thông, ngắt điện,… công nghệ sử dụng xung điện từ để dừng xe là mối quantâm đặc biệt của lực lượng cảnh sát (dừng xe tăng tốc) và quân đội (hỗ trợ hoạtđộng của các trạm kiểm soát, bảo vệ đoàn xe và cơ sở hạ tầng quốc phòng). Hiệnnay, công nghệ EMP để dừng xe được sản xuất và triển khai trong thực tế. Trong nước, trước đây đã có nhóm nghiên cứu của Viện Điện tử nghiên cứu lýthuyết về vấn đề này, nhưng chỉ dừng lại ở lý thuyết chung, chưa có chế tạo, thửnghiệm và hiện nay chưa có đơn vị nào chế tạo, thử nghiệm các thiết bị này. Mục tiêu của nghiên cứu một mặt thực hiện chế tạo mẫu được súng điện từ đểchế áp được như mục tiêu đề ra, hoạt động hiệu quả, tin cậy nhưng cũng phải đảmbảo được sự an toàn cho người sử dụng, người dân và thiết bị xung quanh khu vựctác chiến. Chính vì vậy, nhóm nghiên cứu thực hiện nghiên cứu tìm hiểu về tác động củasóng siêu cao tần lên linh kiện điện tử và tìm hiểu về các loại đèn magnetron. Từđó, nhóm nghiên cứu đã sử dụng loại đèn magnetron phát ra tần số 2,45GHz đểthiết kế súng điện từ. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng 3 đèn magnetron kết hợp vớinhau nhằm tạo ra công suất đủ lớn để có thể tác chiến xa nhất, sau đó thiết kế ăngten để nguồn phát xạ có tính định hướng cao, tác chiến đúng đối tượng, đúng vùngcần chiếu xạ, đảm bảo hiệu quả chế áp và an toàn cho người và trang bị khi thao tác,sử dụng súng, chế tạo bộ điều khiển và giám sát việc phát xạ nhằm đảm bảo chongười thao tác vận hành dễ dàng, tự động giám sát các yếu tố an toàn khi phát xạcao tần, chế tạo mẫu súng, thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và thử nghiệm thựctế. Tiến tới hoàn thiện súng và thử nghiệm, hoàn chỉnh súng trong thời gian tới. 2. THIẾT KẾ BỘ PHỐI HỢP VÀ ĂNG TEN LOA HÌNH NÓN Đối với súng điện từ yêu cầu đặt ra là cần thiết kế một ăng ten loa hình nón gọnnhẹ với các đặc tính bức xạ mong muốn từ đèn phát cao tần. Ăng ten loa hình nón168 T. X. Kiên, …, N. N. Hảo, “Nghiên cứu, ứng dụng … thiết bị chế áp điện tử tầm gần.”Nghiên cứu khoa học công nghệcần phải đường kính càng nhỏ càng tốt và có khả năng khuếch đại lớn, độ rộngchùm hẹp và hạn chế tối đa các búp sóng phụ phía sau ăng ten. Sử dụng 3 đènmagnetron để cung cấp năng lượng cho ăng ten yêu cầu phải phối hợp hiệu quả đểtạo ra công suất phát lớn hơn. Do đó, ăng ten được thiết kế gồm 2 phần: Bộ phốihợp cộng công suất và phần loa nón. Bộ phối hợp cộng công suất có chức năngphối hợp các đèn phát cao tần với nhau và truyền sóng từ các đèn magnetron ra loanón. Phần loa nón của ăng ten sẽ làm tăng hệ số khuếch đại và định hướng sóng vềphía trước hiệu quả với độ rộng chùm hẹp. Trong phần này, bài báo trình bày vềviệc phối hợp cộng công suất các đèn magnetron và phần ăng ten loa nón.2.1. Thiết kế phần phối hợp cộng công suất Phần phối hợp cộng công suất là một ống dẫn sóng hình trụ, có thể bằng đồnghoặc thép mạ kẽm, một đầu hở và một đầu được bịt kín [2]. Việc chọn ống dẫnsóng có đường kính phù hợp hết sức quan trọng, với một dải sóng sẽ tương ứng vớimột đường kính nhất định. Trong phạm vi thiết bị sử dụng đèn phát cao tần có tầnsố 2,45GHz chúng tôi đã sử dụng ống dẫn sóng có đường kính d . Giá trị d phảithỏa mãn các công thức trong ống dẫn sóng dưới dây. Tần số tới hạn dưới f C của ống dẫn sóng: f C là tần số tới hạn thấp nhất mà ống dẫn sóng có đường kính d sẽ hoạt động được.Nếu sử dụng tần số f  fC thì đường ống sẽ ngừng hoạt động như ống dẫn sóng. Bước sóng cắt dưới: C  1,076  d ...