Luận văn thạc sĩ về bộ đo tin cậy và ứng dụng trong hệ thống tư vấn

Phân tích toàn diện bộ đo tin cậy trong hệ thống tư vấn, đề xuất mô hình mới, nâng cao hiệu quả ứng dụng trong chuyên ngành phục vụ học tập và đào tạo

• Tác giả: Bạch Hoàng Giang
• Người hướng dẫn: PGS. Bạch Gia Dương
• Trường học: Đại học quốc gia hà nội
• Chuyên ngành: Công nghệ Điện tử - Viễn thông
• Đề tài: Nghiên Cứu Bộ Đo Tin Cậy Trong Hệ Thống Tư Vấn
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT KỸ THUẬT SIÊU CAO TẦN
• 1.1. Tổng quan về kỹ thuật radar
• 1.2. Giới thiệu chung về kỹ thuật siêu cao tần
• 1.3. Lý thuyết đường truyền
• 1.4. Giản đồ Smith
• 1.5. Các phương pháp phối hợp trở kháng
• 1.5.1. Phối hợp trở kháng dùng các phần tử tập trung
• 1.5.2. Phối hợp trở kháng dùng một dây nhánh
• 1.5.3. Phối hợp dùng 2 dây nhánh
• 1.5.4. Phối hợp bằng đoạn dây lambda/4
• 1.5.5. Phối hợp trở kháng bằng đoạn dây có chiều dài bất kỳ
• 1.5.6. Phối hợp trở kháng bằng hai đoạn dây mắc nối tiếp
• 2. CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY PHÁT RADA SÓNG DM
• 2.1. Mạch vòng bám pha và bộ tổ hợp tần số
• 2.2. Giới thiệu chung
• 2.3. Tổng quan về vòng bám pha (PLL)
• 2.4. Bắt chập và giữ chập
• 2.5. Đặc trưng chuyển tần số sang điện áp
• 2.6. Bộ tổ hợp tần số dùng vòng bám pha
• 2.7. Bộ so pha
• 2.8. Các bộ chia tần
• 2.9. Bộ lọc tần số thấp
• 2.10. Bộ dao động điều khiển bằng điện áp (VCO)
• 2.11. Các phương pháp tạo mã backer
• 3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO CÁC BỘ CỘNG CÔNG SUẤT
• 3.1. Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo các bộ cộng công suất
• 3.2. Các bộ chia/cộng công suất
• 3.2.1. Bộ chia cộng công suất Wilkinson
• 3.2.2. Thiết kế và mô phỏng
• 3.2.2.1. Bộ chia/cộng 1:2
• 3.2.2.2. Bộ chia/cộng 1:4
• 3.2.2.3. Bộ chia/cộng 1:8
• 3.3. Kết quả thực nghiệm
• 3.3.1. Chế tạo bộ tổ hợp tần số
• 3.3.2. Chế tạo bộ VCO
• 3.3.3. Chế tạo modul bộ chia/cộng Wilkinson
• 3.3.4. Lựa chọn vật liệu và linh kiện
• 3.3.5. Bộ chia/cộng 2
• 3.3.6. Bộ chia/cộng 4
• 3.3.7. Bộ chia/cộng 8
• 3.3.8. Thử nghiệm bộ chia/cộng 1:2
• 3.3.9. Thử nghiệm bộ chia/cộng 1:4
• 3.3.10. Thử nghiệm bộ chia/cộng 1:8
• KẾT LUẬN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Tóm tắt

I. Giới thiệu về bộ đo tin cậy trong hệ thống tư vấn

Bộ đo tin cậy trong hệ thống tư vấn là một công cụ quan trọng nhằm đánh giá và cải thiện hiệu suất của các hệ thống tư vấn. Đo lường tin cậy không chỉ giúp xác định mức độ chính xác của thông tin mà còn hỗ trợ trong việc quản lý và tối ưu hóa quy trình tư vấn. Việc nghiên cứu tin cậy trong các hệ thống này cho phép các nhà nghiên cứu và chuyên gia phát triển các phương pháp và công cụ hiệu quả hơn để phục vụ nhu cầu của người dùng.

1.1. Tầm quan trọng của bộ đo tin cậy

Bộ đo tin cậy đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá hiệu suất của hệ thống tư vấn. Đánh giá tin cậy giúp xác định các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ và từ đó đưa ra các giải pháp cải tiến. Hệ thống tư vấn có thể được tối ưu hóa thông qua việc phân tích dữ liệu thu thập được từ bộ đo, từ đó nâng cao hiệu suất hệ thống và sự hài lòng của người dùng.

1.2. Các phương pháp nghiên cứu tin cậy

Có nhiều phương pháp khác nhau để nghiên cứu tin cậy trong hệ thống tư vấn. Các phương pháp này bao gồm phân tích định lượng và định tính, cho phép các nhà nghiên cứu thu thập và phân tích dữ liệu một cách hiệu quả. Việc sử dụng các công cụ như phân tích hệ thống và cải tiến hệ thống giúp xác định các vấn đề tiềm ẩn và đưa ra các giải pháp phù hợp.

II. Phân tích hệ thống tư vấn

Phân tích hệ thống tư vấn là một bước quan trọng trong việc hiểu rõ cách thức hoạt động của hệ thống và các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của thông tin. Việc phân tích hệ thống cho phép các nhà nghiên cứu xác định các điểm mạnh và điểm yếu của hệ thống, từ đó đưa ra các biện pháp cải tiến. Các yếu tố như tín hiệu tin cậy và công cụ tư vấn cần được xem xét kỹ lưỡng để đảm bảo rằng hệ thống hoạt động hiệu quả.

2.1. Đánh giá độ chính xác của thông tin

Đánh giá độ chính xác của thông tin là một phần quan trọng trong việc đo lường tin cậy. Các phương pháp như khảo sát và phân tích dữ liệu có thể được sử dụng để xác định mức độ chính xác của thông tin được cung cấp bởi hệ thống tư vấn. Việc này không chỉ giúp cải thiện chất lượng thông tin mà còn nâng cao tín hiệu tin cậy của hệ thống.

2.2. Quản lý hệ thống tư vấn

Quản lý hệ thống tư vấn là một yếu tố quan trọng trong việc duy trì và cải thiện hiệu suất của hệ thống. Việc quản lý hệ thống hiệu quả giúp đảm bảo rằng các quy trình tư vấn được thực hiện một cách chính xác và hiệu quả. Các công cụ quản lý như phần mềm và hệ thống thông tin có thể hỗ trợ trong việc theo dõi và đánh giá hiệu suất của hệ thống.

III. Ứng dụng thực tiễn của bộ đo tin cậy

Bộ đo tin cậy có nhiều ứng dụng thực tiễn trong các lĩnh vực khác nhau, từ giáo dục đến y tế và kinh doanh. Việc ứng dụng bộ đo giúp các tổ chức và doanh nghiệp cải thiện quy trình tư vấn và nâng cao chất lượng dịch vụ. Các nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng bộ đo tin cậy có thể dẫn đến sự gia tăng đáng kể trong sự hài lòng của khách hàng và hiệu suất làm việc của nhân viên.

3.1. Ứng dụng trong giáo dục

Trong lĩnh vực giáo dục, bộ đo tin cậy có thể được sử dụng để đánh giá chất lượng giảng dạy và học tập. Việc đo lường tin cậy trong giáo dục giúp các nhà quản lý và giáo viên xác định các vấn đề trong quá trình giảng dạy và từ đó đưa ra các giải pháp cải tiến. Điều này không chỉ nâng cao chất lượng giáo dục mà còn tạo ra một môi trường học tập tích cực hơn cho học sinh.

3.2. Ứng dụng trong y tế

Trong lĩnh vực y tế, bộ đo tin cậy có thể được sử dụng để đánh giá chất lượng dịch vụ y tế và sự hài lòng của bệnh nhân. Việc đánh giá tin cậy trong y tế giúp các cơ sở y tế cải thiện quy trình chăm sóc bệnh nhân và nâng cao chất lượng dịch vụ. Các nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng bộ đo tin cậy có thể dẫn đến sự gia tăng đáng kể trong sự hài lòng của bệnh nhân và hiệu suất làm việc của nhân viên y tế.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Radar là một công nghệ quan trọng được phát triển từ thời chiến tranh thế giới thứ hai và đã trải qua nhiều giai đoạn cải tiến để phục vụ đa dạng các lĩnh vực như quân sự, thiên văn và đời sống xã hội. Theo ước tính, sóng radar trong dải tần siêu cao tần (microwaves) có khả năng đâm xuyên lớn, phạm vi phủ sóng rộng và không bị tầng điện ly hấp thụ, giúp mở rộng ứng dụng trong truyền thông không dây và các hệ thống đo đạc hiện đại. Tuy nhiên, các máy phát radar thế hệ cũ sử dụng đèn tự dao động có công suất lớn nhưng độ ổn định thấp, gây hạn chế trong hiệu suất và độ chính xác của hệ thống.

Luận văn thạc sĩ này tập trung nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy phát radar tầm thấp dải sóng decimet (dm) dựa trên nguyên lý cộng công suất trong máy phát, nhằm nâng cao công suất đầu ra và độ ổn định tần số. Mục tiêu cụ thể là phát triển các modul công suất cơ bản, tổ hợp thành máy phát công suất lớn hoạt động trong dải tần 800-900 MHz, sử dụng mạch vòng bám pha (PLL) kết hợp bộ dao động điều khiển điện áp (VCO) để đảm bảo độ ổn định tần số cao. Phạm vi nghiên cứu tập trung tại Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội, trong khoảng thời gian nghiên cứu từ năm 2010 đến 2011.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc cải tiến công nghệ radar thế hệ mới, giúp giảm kích thước, chi phí sản xuất và tăng tính năng kỹ thuật, đồng thời mở rộng ứng dụng radar trong các lĩnh vực dân sự và quân sự. Các chỉ số hiệu suất như hệ số phản xạ nhỏ hơn -20 dB và hệ số truyền đạt chính xác tỷ lệ chia công suất là minh chứng cho hiệu quả của thiết kế.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình kỹ thuật siêu cao tần (microwaves) và kỹ thuật radar, bao gồm:

• Lý thuyết đường truyền sóng siêu cao tần: Mô hình đường truyền gồm các tham số điện dung, điện cảm, điện trở và điện dẫn tính theo đơn vị chiều dài, được mô phỏng bằng các phương trình truyền sóng với các đại lượng như trở kháng đặc trưng $Z_0$, hệ số truyền $\gamma = \alpha + j\beta$, hệ số phản xạ $\Gamma$ và hệ số sóng đứng (SWR). Các biểu đồ Smith được sử dụng để phân tích và phối hợp trở kháng nhằm tối ưu hóa truyền năng lượng.

• Kỹ thuật vòng bám pha (PLL) và bộ dao động điều khiển điện áp (VCO): PLL là hệ thống hồi tiếp khép kín giúp điều chỉnh tần số dao động VCO sao cho đồng bộ với tần số tham chiếu, đảm bảo độ ổn định tần số cao ngang cấp với dao động thạch anh. Bộ so pha, bộ lọc tần số thấp và bộ chia tần số là các thành phần chính của hệ thống PLL. Đặc trưng chuyển đổi tần số sang điện áp và dải giữ chập, dải bắt chập của PLL được phân tích chi tiết.

• Mô hình bộ chia/cộng công suất Wilkinson: Bộ chia/cộng công suất Wilkinson được thiết kế để chia hoặc cộng công suất theo tỷ lệ chính xác, với trở kháng được phối hợp tốt nhằm giảm thiểu phản xạ và tổn hao. Các cấu trúc chia 1:2, 1:4 và 1:8 được mô phỏng và thiết kế layout chi tiết, đảm bảo hệ số phản xạ nhỏ hơn -20 dB và hệ số truyền đạt chính xác với sai số dưới 0.02 dB.

Các khái niệm chính bao gồm: trở kháng đặc trưng, hệ số phản xạ, biểu đồ Smith, vòng bám pha PLL, bộ dao động VCO, bộ chia/cộng công suất Wilkinson, dải giữ chập và dải bắt chập.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính được thu thập từ các tài liệu kỹ thuật, sách chuyên khảo về radar và kỹ thuật vi sóng, cùng với các kết quả mô phỏng và thử nghiệm thực tế tại phòng thí nghiệm của Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội.

Phương pháp nghiên cứu bao gồm:

• Thiết kế mô hình lý thuyết: Xây dựng các mô hình toán học và mạch điện cho máy phát radar, bộ chia/cộng công suất và hệ thống PLL.

• Mô phỏng bằng phần mềm chuyên dụng: Sử dụng các công cụ mô phỏng mạch vi sóng để đánh giá hệ số phản xạ, hệ số truyền và các đặc tính tần số của bộ chia/cộng công suất ở dải tần 800-900 MHz.

• Chế tạo và thử nghiệm thực nghiệm: Chế tạo các modul công suất, bộ chia/cộng công suất Wilkinson và bộ dao động VCO, tiến hành đo đạc hệ số phản xạ, hệ số truyền và độ ổn định tần số trong phòng thí nghiệm.

• Phân tích số liệu: So sánh kết quả mô phỏng và thực nghiệm để đánh giá hiệu quả thiết kế, điều chỉnh tham số nhằm tối ưu hóa hiệu suất.

Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm các modul công suất và bộ chia/cộng công suất với các tỷ lệ 1:2, 1:4, 1:8. Phương pháp chọn mẫu là thiết kế theo tiêu chuẩn kỹ thuật và mô phỏng trước khi chế tạo. Timeline nghiên cứu kéo dài khoảng 12 tháng, từ thiết kế, mô phỏng đến chế tạo và thử nghiệm.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiệu suất bộ chia/cộng công suất Wilkinson: Kết quả mô phỏng và thử nghiệm cho thấy hệ số phản xạ tại các cổng của bộ chia/cộng 1:2, 1:4 và 1:8 đều nhỏ hơn -20 dB trong dải tần 800-900 MHz, chứng tỏ khả năng phối hợp trở kháng tốt và giảm thiểu phản xạ tải. Hệ số truyền đạt từ cổng vào đến các cổng ra đạt chính xác tỷ lệ chia công suất với sai số dưới 0.02 dB, ví dụ -3.015 dB cho 1:2, -6.015 dB cho 1:4 và -9.015 dB cho 1:8.

2. Độ ổn định tần số của bộ dao động VCO kết hợp PLL: Sử dụng mạch vòng bám pha PLL với bộ dao động điều khiển điện áp VCO, hệ thống đạt được độ ổn định tần số ngang cấp với dao động thạch anh chuẩn, với dải giữ chập khoảng vài trăm kHz và dải bắt chập phù hợp cho ứng dụng radar dải sóng dm.

3. Tính năng kỹ thuật của máy phát radar: Các modul công suất cơ bản được thiết kế và tổ hợp thành máy phát công suất lớn hoạt động ổn định trong dải tần 800-900 MHz, đáp ứng yêu cầu về công suất và độ ổn định tần số cho radar tầm thấp.

4. Ứng dụng biểu đồ Smith trong phối hợp trở kháng: Việc sử dụng biểu đồ Smith giúp xác định chính xác các tham số trở kháng và thiết kế mạch phối hợp trở kháng bằng các đoạn dây truyền sóng hoặc phần tử tập trung, đảm bảo truyền năng lượng tối ưu và giảm tổn hao.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của hiệu suất cao trong bộ chia/cộng công suất Wilkinson là do thiết kế chính xác các đoạn dây truyền sóng λ/4 và điện trở chuẩn hóa, giúp phối hợp trở kháng hiệu quả, giảm sóng phản xạ và tổn hao công suất. Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu trong ngành về thiết kế mạch vi sóng và bộ chia công suất.

Độ ổn định tần số cao của bộ dao động VCO nhờ vào việc sử dụng mạch vòng bám pha PLL, tận dụng tính năng hồi tiếp khép kín để điều chỉnh tần số dao động, đồng bộ với tần số chuẩn thạch anh. So với các phương pháp tổng hợp tần số khác như DDS, PLL tiêu thụ ít năng lượng hơn và phù hợp với dải tần siêu cao tần.

Việc áp dụng biểu đồ Smith trong phối hợp trở kháng giúp đơn giản hóa quá trình thiết kế mạch, giảm thiểu sai số và tăng hiệu quả truyền năng lượng. Các phương pháp phối hợp trở kháng bằng dây nhánh, đoạn dây λ/4 và đoạn dây có chiều dài bất kỳ được lựa chọn phù hợp với từng trường hợp trở kháng tải.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ hệ số phản xạ (S11) và hệ số truyền (S21) theo tần số, cũng như bảng so sánh các thông số kỹ thuật của bộ chia/cộng công suất ở các tỷ lệ khác nhau, giúp minh họa rõ ràng hiệu quả thiết kế.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường nghiên cứu và phát triển các modul công suất mới: Động từ hành động là "phát triển", mục tiêu là nâng cao công suất đầu ra và độ ổn định tần số, thời gian thực hiện trong 12 tháng, chủ thể thực hiện là các nhóm nghiên cứu tại các viện công nghệ vi sóng.

2. Ứng dụng rộng rãi bộ chia/cộng công suất Wilkinson trong các hệ thống radar: Khuyến nghị "triển khai" bộ chia/cộng công suất với tỷ lệ phù hợp nhằm tối ưu hóa công suất và giảm tổn hao, trong vòng 6 tháng, do các nhà sản xuất thiết bị radar thực hiện.

3. Đào tạo kỹ thuật viên và kỹ sư về kỹ thuật vòng bám pha và phối hợp trở kháng: Đề xuất "tổ chức" các khóa đào tạo chuyên sâu về PLL, VCO và biểu đồ Smith nhằm nâng cao năng lực thiết kế và vận hành, thời gian 3-6 tháng, do các trường đại học và trung tâm đào tạo kỹ thuật đảm nhiệm.

4. Phát triển phần mềm mô phỏng và công cụ hỗ trợ thiết kế: Khuyến nghị "phát triển" các công cụ mô phỏng mạch vi sóng tích hợp biểu đồ Smith và mô hình PLL để hỗ trợ thiết kế nhanh và chính xác, trong 12-18 tháng, do các công ty phần mềm kỹ thuật thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà nghiên cứu và kỹ sư trong lĩnh vực vi sóng và radar: Luận văn cung cấp kiến thức chuyên sâu về thiết kế máy phát radar, kỹ thuật PLL và bộ chia công suất, giúp họ nâng cao hiệu quả nghiên cứu và phát triển sản phẩm.

2. Sinh viên và học viên cao học chuyên ngành kỹ thuật điện tử - viễn thông: Tài liệu là nguồn tham khảo quý giá cho việc học tập và thực hành thiết kế mạch vi sóng, ứng dụng PLL và phối hợp trở kháng.

3. Các doanh nghiệp sản xuất thiết bị radar và vi sóng: Tham khảo để áp dụng các giải pháp thiết kế máy phát công suất lớn, cải thiện chất lượng sản phẩm và giảm chi phí sản xuất.

4. Các trung tâm đào tạo kỹ thuật và viện nghiên cứu: Sử dụng luận văn làm tài liệu giảng dạy và nghiên cứu phát triển công nghệ radar, hỗ trợ đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao.

Câu hỏi thường gặp

1. Máy phát radar tầm thấp dải sóng dm có ưu điểm gì so với các loại máy phát khác?
   Máy phát radar dải sóng dm có khả năng xuyên qua các vật cản tốt, phạm vi phủ sóng rộng và độ ổn định tần số cao nhờ sử dụng kỹ thuật PLL và bộ dao động VCO, phù hợp cho các ứng dụng radar tầm thấp với yêu cầu chính xác.

2. Tại sao sử dụng bộ chia/cộng công suất Wilkinson trong thiết kế máy phát radar?
   Bộ chia/cộng công suất Wilkinson có ưu điểm phối hợp trở kháng tốt, giảm sóng phản xạ và tổn hao công suất, đồng thời có thể chia công suất theo tỷ lệ chính xác, giúp tăng hiệu suất tổng thể của máy phát.

3. Nguyên lý hoạt động của mạch vòng bám pha (PLL) là gì?
   PLL là hệ thống hồi tiếp khép kín, trong đó bộ dao động VCO được điều chỉnh tần số sao cho đồng bộ với tần số tham chiếu, giúp tạo ra tín hiệu có độ ổn định tần số cao và khả năng thay đổi tần số linh hoạt.

4. Biểu đồ Smith được sử dụng như thế nào trong thiết kế mạch vi sóng?
   Biểu đồ Smith giúp phân tích và phối hợp trở kháng trên đường truyền sóng, xác định các tham số trở kháng phức tạp, từ đó thiết kế mạch phối hợp trở kháng hiệu quả nhằm tối ưu hóa truyền năng lượng và giảm tổn hao.

5. Làm thế nào để đảm bảo độ ổn định tần số cao cho máy phát radar?
   Sử dụng kỹ thuật vòng bám pha PLL kết hợp bộ dao động điều khiển điện áp VCO, với tần số tham chiếu từ dao động thạch anh chuẩn, giúp máy phát duy trì tần số ổn định ngang cấp với dao động chuẩn, giảm sai số và nhiễu.

Kết luận

• Luận văn đã nghiên cứu và phát triển thành công máy phát radar tầm thấp dải sóng dm với công suất lớn và độ ổn định tần số cao, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật trong dải tần 800-900 MHz.
• Thiết kế bộ chia/cộng công suất Wilkinson với các tỷ lệ 1:2, 1:4 và 1:8 đạt hiệu suất cao, hệ số phản xạ nhỏ hơn -20 dB và hệ số truyền đạt chính xác.
• Ứng dụng kỹ thuật vòng bám pha PLL và bộ dao động VCO giúp nâng cao độ ổn định tần số, phù hợp cho các hệ thống radar hiện đại.
• Các phương pháp phối hợp trở kháng dựa trên biểu đồ Smith được áp dụng hiệu quả trong thiết kế mạch vi sóng, giảm tổn hao và tăng hiệu suất truyền năng lượng.
• Đề xuất các giải pháp phát triển modul công suất, đào tạo nhân lực và phát triển công cụ hỗ trợ thiết kế nhằm nâng cao chất lượng và ứng dụng của công nghệ radar trong tương lai.

Tiếp theo, nghiên cứu sẽ tập trung vào mở rộng dải tần hoạt động, tối ưu hóa thiết kế modul công suất và tích hợp hệ thống để ứng dụng thực tế trong các lĩnh vực quân sự và dân sự. Độc giả và các nhà nghiên cứu được khuyến khích áp dụng và phát triển các kết quả này trong công việc chuyên môn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 Lý thuyết kỹ thuật siêu cao tần 1.1 Tổng quan về kỹ thuật radar Hình 1.1 Phân loại radar theo chất lượng và kỹ thuật Tùy thuộc theo thông tin yêu cầu, các hệ thống radar có chất lượng và kỹ thuật khác nhau.1 ta có thể thấy được một sự phân loại theo tiêu chí này. Radar ghi hình ảnh / Radar không ghi hình ảnh: Radar ghi hình ảnh sẽ tạo ra một bức ảnh của đối tượng hay khu vực quan sát. Loại radar này đã và đang dùng để chụp ảnh Trái đất, các hành tinh, thiên thạch, các vật thể khác trong vũ trụ, và dùng để phân loại mục tiêu cho các hệ thống quân sự. Ứng dụng của radar không ghi hình ảnh điển hình là đo tốc độ (speed gauses) và máy đo độ cao bằng radar (radar altimeters - RA).

Chúng cũng được gọi là máy đo tán xạ (scatterometers) vì chúng đo lường các đặc điểm tán xạ của đối tượng hay khu vực quan sát. Radar sơ cấp: Radar sơ cấp phát đi các tín hiệu cao tần và thu về xử lí các tín hiệu phản xạ từ mục tiêu. z 3 Radar thứ cấp: Trong các hệ radar này, máy bay có hệ thống đáp phát (transponder - transmitting responder). Khối đáp phát này sẽ tự động trả lời sự dò hỏi bằng cách phát đi mã trả lời.

Radar xung: phát đi tín hiệu xung năng lượng cao. Sau mỗi tín hiệu xung sẽ có một khoảng thời gian nghỉ dài để nhận tín hiệu phản xạ, trước khi có xung mới phát đi. Hướng, khoảng cách và thậm chí độ cao, độ cao so với mặt nước biển của mục tiêu có thể xác định được từ vị trí của ăng-ten và thời gian truyền của xung tín hiệu. Radar liên tục: phát đi tín hiệu cao tần một cách liên tục.

Tín hiệu vọng được nhận và xử lí trên các trạm thu tách biệt trạm phát. Radar liên tục không điều chế: tín hiệu phát có biên độ và tần số không đổi. Các thiết bị này chuyên dùng đo tốc độ, tìm kiếm, giám sát vận tốc mục tiêu, điều khiển tên lửa…, không dùng đo khoảng cách. Ví dụ súng bắn tốc độ của cảnh sát.

Thiết bị mới hơn, Lidar, sử dụng trong dải tần laze và không chỉ đo tốc độ. Radar liên tục có điều chế: tín hiệu được điều tần. Loại radar này dùng để đo cự li và trong những yêu cầu phép đo liên tục (ví dụ đo độ cao so với mực nước biển của máy bay hoặc trong radar khí tượng). Radar song địa tĩnh (Bistatic radar): Hệ thống radar dựa trên 2 điểm có khoảng cách lớn, tín hiệu đi được truyền từ một điểm đến một vệ tinh trên cao, tín hiệu phản hồi lại trái đất được nhận ở đầu kia.

Radar xung sử dụng chuỗi các xung có điều chế. Trong phân loại này, có một phân chia nhỏ hơn theo tần số lặp lại xung (Pulse Repetition Frequency - PRF), như là radar tần số lặp lại xung thấp, trung bình hoặc cao. Radar PRF thấp chủ yếu để xác định cự ly chứ không quan tâm đến vận tốc mục tiêu. Radar PRF cao mới dùng để xác định vận tốc đối tượng.

Radar sóng liên tục hay radar xung đều có thể đo được cả cự ly và vận tốc khi sử dụng các kỹ thuật điều chế khác nhau.1 đưa ra một phân loại radar theo tần số làm việc. Với mỗi băng tần khác nhau, nguyên tắc hoạt động của các hệ radar có phần khác nhau, và đặc biệt sẽ có những ứng dụng đặc trưng.1: Các băng tần số của radar Kí hiệu Tần số (GHz) HF 0,003 - 0,03 VHF 0,03 - 0,3 UHF 0,3 – 1,0 Băng L 1,0 – 2,0 Băng S 2,0 – 4,0 Băng C 4,0 – 8,0 Băng X 8,0 - 12,5 Băng Ku 12,5 - 18,0 Băng K 18,0 - 26,5 Băng Ka 26,5 - 40,0 MMW > 34,0 Cấu trúc đưa ra để xây dựng máy phát bao gồm việc chế tạo các modul khuếch đại công suất lớn và tổ hợp công suất từ các modul này để tạo ra công suất lối ra tổng cộng. Lý thuyết siêu cao tần là lý thuyết nền tảng để giải quyết các vấn đề trên.2 Giới thiệu chung về kỹ thuật siêu cao tần [1],[2],[4],[5] Sóng siêu cao tần có khả năng đâm xuyên lớn nên nó có phạm vi phủ sóng lớn hơn, nó không bị tầng điện ly hấp thụ nên nó là phương tiện hữu ích để liên lạc giữa vũ trụ và trái đất. - Sóng siêu cao tần có tính định hướng cao khi bức xạ từ những vật có kích thước lớn hơn so với bước sóng.

- Sóng siêu cao tần cho phép khoảng tần sử dụng rất lớn, tức là chúng ta có thể sử dụng số kênh rất lớn , đáp ứng được nhu cầu truyền lượng thông tin ngày càng tăng. z 5 Với nhiều ưu điểm trong việc truyền sóng như vậy nên sóng siêu cao tần ngày càng được ứng dụng rộng rãi đặc biệt trong lĩnh vực thông tin liên lạc không dây. Thuật ngữ “viba” hay sóng siêu cao tần (microwaves) là để chỉ những sóng điện từ có bước sóng rất nhỏ, ứng với phạm vi tần số rất cao của phổ tần số vô tuyến điện. Phạm vi của dải tần số này cũng không có sự quy định chặt chẽ và thống nhất toàn thế giới.

Giới hạn trên của dải thường được coi là tới 300 GHz (f = 3.1011 Hz), ứng với bước sóng  = 1 mm (sóng milimet), còn giới hạn dưới có thể khác nhau tuỳ thuộc vào các quy ước theo tập quán sử dụng. Một số nước coi "sóng cực ngắn" là những sóng có tần số cao hơn 30 MHz (bước sóng  ≤ 10m), còn một số nước khác coi "viba" là những sóng có tần số cao hơn 300 MHz (bước sóng ≤ 1m). Với sự phát triển nhanh của kỹ thuật và những thành tựu đạt được trong việc chinh phục các băng tần cao của phổ tần số vô tuyến, khái niệm về phạm vi dải tần của "viba" cũng có thể còn thay đổi.2 minh hoạ phổ tần số của sóng điện từ & phạm vi dải tần của kỹ thuật viba. 2 Phổ tần số của sóng điện từ Trong ứng dụng thực tế, dải tần của vi ba còn được chia thành các băng tần nhỏ hơn như - UHF (Ultra High Frequency): f = 300 MHz ÷ 3 GHz - SHF (Super High Frequency): f = 3 ÷ 30 GHz - EHF (Extremely High Frequency): f = 30 ÷ 300 GHz Ưu việt của dải tần viba và ứng dụng của kỹ thuật viba trong thực tiễn z 6 Kỹ thuật viba có liên quan đến các phần tử và mạch điện làm việc với các dao động có bước sóng rất nhỏ.

Điều này, một mặt khó khăn cho việc phân tích thiết kế và chế tạo, nhưng mặt khác cũng là lợi thế khi ứng dụng kỹ thuật viba vì các lý do sau đây: - Như đã biết, độ tăng ích của một Ăngten là hàm tỷ lệ thuận với kích thước tương đối của Ăngten so với bước sóng. Do vậy, tăng ích của Ăngten viba dễ đạt được giá trị cao. - Dải tần thực tế trong thông tin viba dễ dàng đạt được giá trị lớn ứng với f dải tần tương đối có giá trị nhất định. - Sóng viba truyền theo đường thẳng, không bị phản xạ trên tầng điện ly nên có thể khai thác thông tin vệ tinh và thông tin viba mặt đất trên cùng dải sóng mà không ảnh hưởng đến nhau, có thể sử dụng lại tần số trên những cự ly không lớn.

Một số đặc điểm của truyền sóng siêu cao tần : Trong không gian tự do sóng điện từ truyền theo đường thẳng mà không bị suy hao hay ảnh hưởng có hại khác. Tuy nhiên, không gian tự do chỉ là môi trường lý tưởng hoá và chỉ đạt được gần đúng khi năng lượng sóng siêu cao tần truyền trong không khí hoặc trên bề mặt Trái Đất. Trong thực tế để thông tin được thì radar hay hệ thống đo bức xạ phải chịu ảnh hưởng rất lớn của các hiện tượng truyền sóng như phản xạ, khúc xạ, suy hao hoặc tán xạ. Chúng ta cần phải quan tâm đến một số hiện tượng cụ thể có ảnh hưởng tới hoạt động của các hệ thống siêu cao tần.

Một điều quan trọng là các ảnh hưởng truyền sóng nói chung không thể xác định một cách chính xác mà chỉ có thể diễn giải dưới dạng thống kê. Có 3 loại ảnh hưởng quan trọng mà chúng ta cần quan tâm đến khi làm việc với sóng siêu cao tần: - Ảnh hưởng của khí quyển - Ảnh hưởng của mặt đất z 7 - Ảnh hưởng Plasma 1.3 Lý thuyết đường truyền: Hình 1. 3 Dây dẫn song song và Mô hình tương đương Nhìn chung, các đường truyền đều có dạng một cặp dây dẫn song song để tín hiệu điện áp truyền qua. Trước hết, chúng ta khảo sát một đường truyền gồm một cặp dây dẫn song song như hình vẽ.

Hai dây dẫn này được mô hình hoá bằng: - Điện dung song song tính theo chiều dài đơn vị của dây dẫn C [ F/m] - Điện dẫn song song tính theo đơn vị dài [S/m] Một dòng điện dọc theo chiều dài dây dẫn sẽ tạo ra một dòng điện trong dây dẫn theo chiều ngược lại, đó là thành phần cảm ứng. cũng sẽ có một điện trở hữu hạn nối tiếp trong các dây dẫn. - Điện cảm nối tiếp tính theo chiều dài đơn vị [ H/m] - Điện trở nối tiếp tính theo chiều dài đơn vị [ /m] Một đoạn ngắn ∆z của đường truyền được biểu diễn trên sơ đồ tương đương như hình 1. Điện áp và dòng điện là các hàm của thời gian.