HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG KHOA VIỄN THÔNG I BÀI TIỂU LUẬN HỌC PHẦN PHƯƠNG PHÁP LUẬN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Giảng viên Nguyễn Thị Kim Chi Sinh viên Nguyễn Trung Hiếu Mã sinh viên B18DCVT157[.]
Trang 1HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
KHOA VIỄN THÔNG I
BÀI TIỂU LUẬN HỌC PHẦN PHƯƠNG PHÁP LUẬN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Giảng viên: Nguyễn Thị Kim Chi
Trang 2Đề bài:
Câu 1: Trình tự logic của NCKH gồm những bước nào? Hãy phân tích các bước
đó với công trình nghiên cứu khoa học mà em thực hiện ở câu 3?
Câu 2: - Lập bảng tóm tắt các công trình tham khảo tìm được theo chủ đề nghiên
cứu mà em lựa chọn
- Tổng hợp các tài liệu tham khảo để luận giải và kế thừa trong công trình nghiên cứu khoa hoc của em
Câu 3: Trình bày tóm tắt về đề tài nghiên cứu khoa học mà em đã thực hiện (theo
mẫu)
Bài làm
Câu 1:
- Trình tự logic của NCKH gồm các bước:
1 Phát hiện vấn đề, lựa chọn chủ đề nghiên cứu và đặt tên đề tài
Vấn đề nghiên cứu được phát hiện nhờ các sự kiện thông thường, trong đó chứa đựng những mâu thuẫn giữa lý thuyết vốn tồn tại và thực tế Loại sự kiện như
thế được gọi là sự kiện khoa học (Scienctific Fact)
Việc lựa chọn đề tài có thể dựa trên những căn cứ được xem xét theo các cấp độ:
+ Đề tài có ý nghĩa khoa học không?
+ Đề tài có mang một ý nghĩa thực tiễn nào không?
+ Đề tài có cấp thiết phải nghiên cứu không?
+ Có đủ điều kiện đảm bảo cho việc hoàn thành đề tài không?
+ Đề tài có phù hợp sở thích không?
Tên đề tài phải phản ánh cô đọng nhất nội dung nghiên cứu của đề tài Tên một đề tài khoa học khác với tên của tác phẩm văn học hoặc những bài luận chiến Tên
Trang 3một tác phẩm văn học hoặc một bài luận chiến có thể mang những ý ẩn dụ sâu
xa Còn tên của một đề tài khoa học thì chỉ được mang một nghĩa, không được
phép hiểu hai hoặc nhiều nghĩa
2 Xác định mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu nghiên cứu là những nội dung cần được xem xét và làm rõ trong nghiên cứu Mục tiêu trả lời câu hỏi “Nghiên cứu cái gì?”
3 Đặt câu hỏi nghiên cứu
Câu hỏi nghiên cứu (Research Question) là câu hỏi được đặt ra khi người nghiên cứu đứng trước mâu thuẫn giữa tính hạn chế của tri thức khoa học hiện có
với yêu cầu phát triển tri thức đó ở trình độ cao hơn Phát hiện được vấn đề nghiên
cứu là giai đoạn quan trọng trên bước đường phát triển nhận thức
Trong nghiên cứu khoa học luôn tồn tại hai lớp câu hỏi: Câu hỏi về bản chất
sự vật cần tìm kiếm, và câu hỏi về phương pháp nghiên cứu để làm sáng tỏ, về lý
thuyết và về thực tiễn những câu hỏi thuộc lớp thứ nhất
Câu hỏi nghiên cứu đặt cho người nghiên cứu mối quan tâm: "Cần chứng minh điều gì?" Như vậy, thực chất việc đưa ra được những câu hỏi sẽ tạo cơ sở
cho việc tìm kiếm câu trả lời
4 Đưa luận điểm, tức giả thuyết nghiên cứu
Giả thuyết nghiên cứu (Hypothesis), là một kết luận giả định về bản chất sự vật, do người nghiên cứu đưa ra để chứng minh hoặc bác bỏ Xét trong quan hệ
giữa giả thuyết với câu hỏi nghiên cứu, thì giả thuyết chính là “câu trả lời” vào
“câu hỏi” nghiên cứu đã nêu ra
Người nghiên cứu cần căn cứ vào phân loại nghiên cứu để đưa ra những giả thuyết phù hợp với bản chất của nghiên cứu khoa học
Theo chức năng của nghiên cứu khoa học, giả thuyết được phân chia thành giả thuyết mô tả, giả thuyết giải thích, giả thuyết dự báo, giả thuyết giải pháp
Trang 45 Lựa chọn các phương pháp chứng minh giả thuyết
Phương pháp là các cách thức được sử dụng để tìm kiếm luận cứ và tổ chức luận
cứ để chứng minh luận điểm Có 3 hướng tiếp cận:
+ Khảo sát trực tiếp bằng các hoạt động quan sát hiện trường, chẳng hạn: điều tra địa chất, điều tra rừng, thâm nhập thị trường, v.v
+ Phương pháp chuyên gia thông qua các cuộc phỏng vấn, điều tra bằng bảng hỏi, mở hội thảo để nghe ý kiến chuyên gia
+ Phương pháp thực nghiệm bằng cách tiến hành các thí nghiệm trong labo hoặc trong các xưởng thực nghiệm (công nghiệp), cánh đồng thực nghiệm (nông nghiệp), các khu rừng thực nghiệm (lâm sinh) hoặc các cơ sở chỉ đạo thí điểm (thực nghiệm xã hội),…
6 Đưa ra các luận cứ để chứng minh luận điểm
Luận cứ là bằng chứng được đưa ra để chứng minh luận điểm Luận cứ được xây dựng từ những thông tin thu được nhờ đọc tài liệu, quan sát hoặc thực nghiệm
Luận cứ trả lời câu hỏi: “Chứng minh bằng cái gì?” Về mặt logic, luận cứ là phán
đoán mà tính chân xác đã được chứng minh và được sử dụng làm tiền đề để chứng
minh luận điểm
-Phân tích các bước với công trình NCKH của bản thân:
B1: Phát hiện vấn đề, lựa chọn chủ đề và đặt tên đề tài
Anten rất quan trọng trong cuộc sống hiện nay, có thể kể đến như anten tivi wifi trạm phát sóng di động Tuy nhiên anten parabol có ưu điểm vượt trội là có độ dẫn
cao, có thể hướng sóng vô tuyến theo 1 chùm hẹp hoặc chỉ nhận sóng vô tuyến từ 1
hướng cụ thể
B2: Mục tiêu nghiên cứu
Thiết kế anten có khả năng định hướng cao, có thể chiếu hoặc thu sóng vô tuyến
từ vệ tinh hoặc các thiết bị anten khác; có độ bền tốt chịu được thời tiết khắc nghiệt
B3: Câu hỏi nghiên cứu
+ Ngoài tính năng chiếu hoặc thu sóng vô tuyến, có thể tích hợp thêm các bộ phận để
mở rộng tính năng không ?
Trang 5tia nắng mặt trời, khi nóng quá thì có ảnh hưởng gì không ?
+ Khi trời mưa thì tín hiệu thu được bị nhiễu, không rõ nét Làm thế nào để khắc phục ?
+ Trong môi trường vô tuyến có rất nhiều sóng vô tuyến có tần số khác nhau Làm thế nào để anten có thể thu đúng sóng vô tuyến có tần số mong muốn ?
B4: Đưa ra giả thuyết nghiên cứu
+ Nghiên cứu lớp sơn đặc biệt phủ lên bề mặt tấm thu
+ Thiết kế tấm thu tích hợp bộ lọc phân cực giúp lọc nhiễu trong bộ thu
+ Nghiên cứu tích hợp hệ thống nhúng để mở rộng tính năng trong việc phân tích ảnh gửi về từ vệ tinh trong việc cảnh báo thiên tai …
B5: Lựa chọn phương pháp chứng minh giả thuyết
Tiến hành các thí nghiệm cũng như mô phỏng chạy thử, từ đó đánh giá hiệu năng
B6: Đưa ra luận cứ
+ Luận cứ lý thuyết: các khái niệm về bước sóng, tần số, độ lợi, suy hao… của anten
+ Luận cứ thực tế: các công trình, tài liệu nghiên cứu tham khảo
Câu 2:
-Bảng tóm tắt các công trình tham khảo:
1 Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thử nghiệm phân hệ cao tần cho vệ tinh micro
Vấn đề thực tiễn phục vụ cho ứng dụng quan sát trái đất
của công trình
Trang 6Mục tiêu NC -Nghiên cứu thiết kế và chế tạo thành công các ăng-ten
băng S có cấu trúc phẳng, kích thước nhỏ, hiệu suất bức xạ cao sử dụng cho vệ tinh Micro;
-Nghiên cứu thiết kế và chế tạo thành công các ăng-ten băng X có cấu trúc phẳng, hệ số định hướng cao, búp sóng hẹp, hiệu suất bức xạ cao cho vệ tinh Micro;
-Nghiên cứu thiết kế và chế tạo thành công bộ phát đáp (transcever) băng S và bộ phát tín hiệu (transmitter) có hiệu suất cao, kích thước nhỏ gọn cho vệ tinh Micro
Đối tượng NC vệ tinh micro
Phạm vi NC trong lĩnh vực điện tử và công nghệ vũ trụ
Lý thuyết khoa học -Lý thuyết về quá trình bức xạ sóng điện từ, công suất bức
xạ, hiệu suất anten -Đặc tính kỹ thuật của anten như: băng tần hoạt động, kích thước, bức xạ định hướng, hệ số tăng ích, trở kháng
Giả thuyết NC Xác định độ rung và các vấn đề sóng âm khi vệ tinh chịu áp
suất, nhiệt độ trong môi trường chân không
Phương pháp NC Nghiên cứu theo quy trình thử nghiệm:
Thử nghiệm chức năng -> Thử nghiệm cấu trúc -> Kiểm tra các chức năng -> Thử nghiệm chu trình nhiệt -> Kiểm tra các chức năng -> Thử nghiệm chu trình nhiệt -> Kiểm tra các chức năng
Kết quả công trình 1.Anten băng S cho vệ tinh micro
+Mẫu 1: Anten vi dải sử dụng siêu bề mặt điện từ +Mẫu 2: Anten vi dải sử dụng siêu bề mặt điện từ kết hợp với tấm bức xạ ký sinh
2.Anten băng X cho vệ tinh micro +Mẫu 1: Anten mảng 4x4 sử dụng mạch tiếp điện xoay pha tuần tự 2 tầng
+Mẫu 2: Anten mảng giảm nhỏ búp sóng phụ 3.Bộ thu phát băng S cho vệ tinh micro
4.Bộ phát băng X cho vệ tinh micro Hạn chế có sự cố xảy ra gây ra sự phân tách của vệ tinh nhỏ
2 Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo hệ thống anten bám kiểu hexapod cho vệ tinh quan sát trên trái đất
Trang 7Vấn đề thực tiễn Thiết kế và chế tạo anten có khả năng thu/phát tín hiệu cho của công trình vệ tinh quan sát trái đất
Mục tiêu NC Nghiên cứu hệ thống anten bám theo vệ tinh sử dụng kết
cấu hexapod có gắn anten băng S ở tấm di động có chức năng định hướng anten theo hướng mong muốn
Đối tượng NC Anten bám kiểu hexapod
Phạm vi NC trong lĩnh vực điện tử và công nghệ vũ trụ
Lý thuyết khoa học Lý thuyết về dải tần số hoạt động, hệ số khuếch đại, hệ số
tạp âm nhiệt của anten, các thông số về góc ngẩng, góc phương vị …
Giả thuyết NC +Tính toán vị trí của vệ tinh dựa trên các thông số quỹ đạo
để đảm bảo định hướng anten chính xác và thu được tín hiệu ở mức cao nhất
+Lưu trữ dữ liệu hoạt động của hệ thống
+Phát hiện, cảnh báo các sự cố
Phương pháp NC Theo nguyên lý điều khiển hệ thống hexapod bám vệ tinh
được thiết kế đảm bảo cho hệ thống 6 động cơ servo hoạt động đồng bộ để dịch chuyển hướng của anten (theo cả 2 góc phương vị và ngẩng) hướng đúng về vị trí vệ tinh Hệ thống điều khiển này nhận thông tin đầu vào chủ yếu là các thông số quỹ đạo của vệ tinh và thời gian làm việc, từ đó tính toán và điều khiển hướng của anten theo hướng tức thời của vệ tinh
Kết quả công trình 1 Thiết kế, chế tạo và lắp đặt bệ hexapod định hướng anten
bám theo vệ tinh
2 Thiết kế, chế tạo và tích hợp hệ thống cao tần thu nhận tín hiệu vệ tinh băng S Hệ thống này thu nhận tín hiệu vệ tinh tại băng tần S và đầu ra của hệ thống là tín hiệu trung tần (IF)
1) Anten băng S 2) Thiết kế và chế tạo khuếch đại tín hiệu tạp âm thấp:
nhằm mục đích khuếch đại tín hiệu cao tần thu nhận được
từ anten băng S và hạ tần xuống tín hiệu trung tần 3) Thiết kế và chế tạo bộ xử lý tín hiệu: thu nhận và xử lý tín hiệu trung tần từ bộ LNB, lọc và đưa ra mức tín hiệu
3 Phát triển hệ thống điều khiển hexapod bám theo vệ tinh quan sát Trái đất
Trang 84 Hệ thống anten bám kiểu hexapod cho vệ tinh quan sát
Trái đất: là sản phẩm được tích hơp từ 03 cấu phần nêu trên thành một hệ thống hoàn chỉnh
3 Nghiên cứu xây dựng quy trình xử lý ảnh vệ tinh LANDSAT8 trong
ARCGIS
Tác giả ThS Trường Đại học Lâm nghiệp: Vũ Thị Thìn, Phạm Văn
Duẩn, Nguyễn Văn Thị, Nguyễn Việt Hưng, Nguyễn Hữu Văn
Vấn đề thực tiễn phân giải ảnh vệ tinh thu được để xác định biến động trên
của công trình bề mặt trái đất
Mục tiêu NC - Nghiên cứu chuyển đổi giá trị cấp độ xám (DN) ảnh
Landsat 8 thành giá trị bức xạ, phản xạ của vật thể;
- Nghiên cứu các công thức tổ hợp mầu cho ảnh Landsat 8 trong ArcGIS;
- Nghiên cứu trộn và tăng cường chất lượng ảnh Landsat 8 trong ArcGIS
Đối tượng NC ảnh vệ tinh landsat 8
Phạm vi NC trong lĩnh vực Khoa học và Quan sát Tài nguyên Trái đất
Lý thuyết khoa học Công thức chuyển đổi giá trị số trên ảnh về giá trị của bức
xạ vật lý tại sensor và từ giá trị của bức xạ vật lý tại sensor
về giá trị của phản xạ ở tầng trên khí quyển của vật thể Giả thuyết NC áp dụng trong việc giải đoán và xác định biến động lớp phủ
thực vật ở quy mô lớn Phương pháp NC - Kế thừa tư liệu(từ ảnh đã có), sử dụng phần mềm ArcGIS
V10.1
- Nghiên cứu chuyển đổi giá trị cấp độ xám (DN) ảnh Landsat 8 thành các giá trị bức xạ, phản xạ của vật thể;
- Nghiên cứu các công thức tổ hợp màu cho ảnh Landsat 8 trong ArcGIS;
- Nghiên cứu trộn và tăng cường chất lượng ảnh Landsat 8 trong ArcGIS
Kết quả công trình - Giải đoán ảnh vệ tinh Landsat 8 từ các tổ hợp màu chụp
được, qua đó theo dõi biến động của vùng phủ thực vật
- Chi phí chung đã được giảm nhẹ tối đa do chi phí chế tạo giảm, kích thước và trọng lượng giảm, độ chính xác thông
Trang 9dưới mặt đất tăng, do vậy độ phân giải bức xạ, lượng tử tăng lên đáng kể
Hạn chế Landsat 7 bị lỗi bộ phận hiệu chỉnh dòng quét SLC khi
chuyển từ dòng quét này sang dòng quét khác Lỗi này gây mất tín hiệu thu nhận, tạo thành các vệt sọc trên ảnh; khó phân biệt và dễ nhầm lẫn khi giả đoán chi tiết các hệ thống quy mô nhỏ
4 Nghiên cứu ứng dụng phòng chống Covid-19 bằng hệ thống định vị GPS
Tác giả Cục tin học hóa thuộc Bộ thông tin và truyền thông
Vấn đề thực tiễn kiểm soát dịch bệnh Covid-19
của công trình
Mục tiêu NC giảm sự lây lan của virus khi nới lỏng các quy định cách ly
xã hội, giúp tìm kiếm nhanh và đầy đủ nhất những người có nguy cơ khi có một bệnh nhân nhiễm SARS-CoV-2 được phát hiện
Đối tượng NC điện thoại thông minh cài ứng dụng bluezone có định vị
GPS Phạm vi NC trong nước, tiến tới mở rộng trên thế giới
Lý thuyết khoa học thuật toán sinh BLID => mỗi thiết bị vừa là thiết bị phát,
vừa là thiết bị thu Thiết bị phát sẽ phát các mã BLID (12 byte) ngẫu nhiên, khoảng 15p đổi 1 lần BLID của thiết bị phát này sẽ được các thiết bị thu khác ghi nhận, lưu trữ để tính toán về việc tiếp xúc gần khi có phát sinh F0 sau này Phương pháp NC Sau khi có thông tin F0, hệ thống CPMS gửi broadcast
thông tin của F0 xuống tất cả các client Client nhận đc thông báo sẽ tiến hành xử lý thông tin Trường hợp không tìm thấy lịch sử tiếp xúc F0, phần mềm không phải thực hiện gì thêm Trường hợp có tìm thấy, phần mềm sẽ hiện thông báo và hỏi người dùng việc đưa lịch sử tiếp xúc lên server Dữ liệu sau khi đưa lên server , hệ thống CMPS thực hiện làm sạch dữ liệu, đối soát để xác định các F1 và đưa vào danh sách cần xử lý
Kết quả công trình Trong khoảng 3 tuần khắc phục các điểm yếu thì được đưa
vào thực hiện trong các tình huống thực tế => Đa số các
Trang 10Hạn chế có nhiều trường hợp tiếp xúc gần ko được ghi nhận, sử
dụng tốn pin, chưa đảm bảo tính riêng tư; 1 số hạn chế từ thiết kế của giao thức Bluetooth trên nền tảng Android và iOS
5 Nghiên cứu cảm biến đo bằng GPS trong dự báo thời tiết
Tác giả Dương Văn Khánh, Hoàng Văn Quang
Vấn đề thực tiễn phục vụ công tác dự báo thiên tai
của công trình
Mục tiêu NC nghiên cứu, ứng dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật về điện
tử, công nghệ thông tin, viễn thông vào tự động hóa đo đạc quan trắc truyền tin khí tượng thủy văn từ các thiết bị đo truyền thống, phục vụ công tác dự báo khí tượng thủy văn Đối tượng NC bộ thiết bị tích hợp cảm biến đo
Phạm vi NC cả nước, đặc biệt là các khu vực có nhiều thiên tai bão lũ
Lý thuyết khoa học Hệ thống nhúng, hệ thống phần mềm quản lý dữ liệu đo
đạc, mạng thông tin di động GPRS/3G kết hợp định vị GPS Phương pháp NC -Xây dựng giải pháp tự động hóa quản lý hoạt động nghiệp
vụ trạm KTTV và truyền tin theo thời gian thực từ các trạm KTTV truyền thống
-Nghiên cứu thiết kế và sản xuất bộ thiết bị tích hợp lắp đặt tại trạm KTTV truyền thống
-Lựa chọn thiết kế bo mạch chính: là 1 hệ thống nhúng tích hợp cảm biến đo (tích hợp giữa phần cứng và phần mềm nhúng, tích hợp cảm biến đo và thực hiện số hóa chúng), -Thiết kế module thu tín hiệu GPS sử dụng vi mạch M-89: giúp hệ thống giám sát chặt chẽ hơn
-Thiết kế module giao tiếp mạng 3G với vi mạch Simcom SIM5218A
-Thiết kế module truyền tin kết hợp sử dụng vi mạch SIM5218A với mục đích xây dựng giải pháp định vị và truyền ảnh qua mạng thông tin di động 3G bằng một hệ điện tử thông thường với chi phí tiết kiệm và tích hợp so với giải pháp xây dựng hệ điện tử nhúng
Kết quả công trình Giải quyết đc các vấn đề:
Trang 11-Truyền và nhận số liệu KTTV và đo mưa trên cơ sở các
số liệu có sẵn tại các trạm VPN phù hợp với hạ tầng mạng internet;
-Giám sát hiện trạng hoạt động mạng lưới các trạm KTT, đo mưa tự động;
-Cung cấp thông tin thời tiết KTTV cho cộng đồng 1 cách hệ thống bằng việc sử dụng thiết bị di động trên nền điện toán đám mây;
-Quản lý hồ sơ trạm;
-Tự động hóa việc quan trắc thủ công tại trạm quan trắc truyền thống
Câu 3:
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 1.Tên đề tài:
Nghiên cứu thiết kế anten vệ tinh dạng parabol
2.Mục tiêu nghiên cứu:
Thiết kế anten có khả năng định hướng cao, có thể chiếu hoặc thu sóng vô tuyến từ vệ tinh hoặc các thiết bị anten khác; có độ bền tốt chịu được thời tiết
khắc nghiệt
3.Đối tượng nghiên cứu:
Anten vệ tinh dạng parabol
4.Phạm vi nghiên cứu:
Trong lĩnh vực truyền hình vệ tinh, thiên văn học
5.Ý nghĩa thực tiễn của đề tài:
Trong xây dựng, người ta làm cầu có hình dạng parapol với bề lõm quay xuống dưới để lực mà cây cần gánh chịu được chia đều sang hai bên chân cầu, để
giảm lực lên cả cây cầu và giúp cầu chắc chắn, khó bị sập hơn Trong sản xuất đèn
pin, đèn pha ô tô, xe máy dạng mặt cầu parabol sẽ làm tăng khả năng phát sáng và
lan tỏa ánh sáng Và vì vậy với việc sử dụng anten dạng parabol, sóng vô tuyến thu