I. Tính cấp thiết của đề tài
Với lịch sử hình thành và phát triển qua hơn 40 năm, thông tin vệ tinh đã trở thành một phương tiện thông tin phổ biến và đa dạng. Trong bối cảnh cạnh tranh khốc liệt giữa các loại hình dịch vụ, thông tin vệ tinh vẫn giữ vai trò quan trọng trong lĩnh vực truyền thông. Đây là phương tiện hiệu quả để kết nối thông tin với các vùng xa xôi, nơi mà mạng thông tin cố định không thể với tới. Hệ thống Vinasat đã mở ra một thời kỳ mới cho sự phát triển trong mọi lĩnh vực khoa học và đời sống, đặc biệt là ngành viễn thông Việt Nam. Sự phát triển của công nghệ vệ tinh hiện nay cũng có những bước tiến mới, kéo dài tuổi thọ vệ tinh và nâng cao khả năng xử lý. Các trạm thu ngày càng nhỏ hơn, giảm giá thành và đa dạng hóa ứng dụng. Nghiên cứu về thiết kế và chế tạo hệ thống thu vệ tinh, đặc biệt là hệ thống thu di động, đã được nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm. Tuy nhiên, thời gian bám và khả năng bắt bám còn hạn chế, đòi hỏi nghiên cứu sâu hơn để nâng cao hiệu quả thu của các trạm thu vệ tinh.
II. Mục tiêu của luận án
Luận án đặt ra mục tiêu nghiên cứu và đề xuất thuật toán điều khiển bám vệ tinh nhằm nâng cao khả năng tự động phát hiện và bám theo vệ tinh. Mục tiêu cụ thể bao gồm giảm thời gian bám vệ tinh và đạt độ chính xác cao. Luận án cũng nghiên cứu giải pháp thiết kế và chế tạo hệ thống điều khiển anten bám vệ tinh để minh chứng hiệu quả của thuật toán. Bên cạnh đó, nghiên cứu đề xuất các giải pháp thiết kế, chế tạo hệ thống thu vệ tinh băng C với độ nhạy cao, dải động và băng tần rộng, phục vụ cho hệ thống thu điều khiển bám vệ tinh VINASAT-1. Những giải pháp này không chỉ giúp nâng cao hiệu quả thu mà còn góp phần vào việc phát triển công nghệ vệ tinh trong nước.
III. Nội dung nghiên cứu
Nội dung nghiên cứu của luận án tập trung vào hai vấn đề chính. Thứ nhất, nghiên cứu lý thuyết về thông tin vệ tinh, hệ thống điều khiển anten và thuật toán điều khiển bám vệ tinh hiện tại. Từ đó, đề xuất thuật toán tự động tìm kiếm và bám vệ tinh, đảm bảo giảm thời gian tìm kiếm và đạt độ ổn định cao. Thứ hai, nghiên cứu và đề xuất các giải pháp thiết kế mạch trong hệ thống thu vệ tinh băng C và băng L, bao gồm mạch đổi tần nhiễu thấp và máy thu vệ tinh. Các giải pháp này nhằm đảm bảo yêu cầu về độ nhạy cao, dải động và dải thông rộng, phục vụ cho hệ thống điều khiển bám và thu dữ liệu.
IV. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu bao gồm lý thuyết, mô phỏng và thực nghiệm. Phương pháp lý thuyết sử dụng phân tích và tổng hợp để tiếp cận vấn đề từ lý thuyết về thông tin vệ tinh và phương pháp điều khiển bám vệ tinh. Phương pháp mô phỏng sử dụng phần mềm chuyên dụng như Matlab và ADS để đánh giá và hoàn thiện thiết kế. Cuối cùng, phương pháp thực nghiệm sẽ được áp dụng để chế tạo và đo các thiết kế đã mô phỏng, từ đó so sánh với các tham số kỹ thuật để khẳng định tính đúng đắn của các giải pháp đã đề xuất.
V. Ý nghĩa khoa học và ứng dụng thực tiễn
Luận án có ý nghĩa khoa học quan trọng khi tập trung vào cải tiến thuật toán điều khiển bám vệ tinh và ứng dụng các giải pháp kỹ thuật mới. Điều này không chỉ khẳng định khả năng làm chủ công nghệ chế tạo thiết bị điện tử siêu cao tần mà còn góp phần vào sự phát triển của ngành công nghiệp viễn thông Việt Nam. Đề tài cũng có ý nghĩa ứng dụng thực tiễn, nằm trong khuôn khổ chương trình khoa học công nghệ vũ trụ, nhằm thiết kế và chế tạo trạm thu di động thông tin vệ tinh. Việc thành công trong thiết kế và chế tạo hệ thống thu điều khiển bám vệ tinh sẽ khẳng định nền khoa học kỹ thuật của Việt Nam trong lĩnh vực này.
