Thiết kế chế tạo phổ kế siêu cao tần băng X biểu Dicke và ứng dụng thử nghiệm trong điều tra nghiên cứu môi trường

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAMNHIỆM VỤ HỢP TÁC KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NGHỊ ĐỊNH THƯ VIỆT NAM – BUNGARRI BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

NHIỆM VỤ HỢP TÁC KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

NGHỊ ĐỊNH THƯ VIỆT NAM – BUNGARRI

BÁO CÁO TỔNG HỢP

KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ PHỔ KẾ SIÊU CAO TẦN BĂNG X KIỂU DICKE VÀ ỨNG DỤNG THỬ NGHIỆM TRONG ĐIỀU TRA NGHIÊN

CỨU MÔI TRƯỜNG

Cơ quan chủ trì đề tài : Viện Công nghệ Vũ trụ Chủ nhiệm đề tài : PGS TS Doãn Minh Chung

8488

Hà Nội - 2011

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

NHIỆM VỤ HỢP TÁC KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

NGHỊ ĐỊNH THƯ VIỆT NAM – BUNGARRI

BÁO CÁO TỔNG HỢP

KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ PHỔ KẾ SIÊU CAO TẦN BĂNG X KIỂU DICKE VÀ ỨNG DỤNG THỬ NGHIỆM TRONG ĐIỀU TRA NGHIÊN

CỨU MÔI TRƯỜNG

Chủ nhiệm đề tài:

PGS TS Doãn Minh Chung

Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Công nghệ Vũ trụ

PGS TS Phạm Anh Tuấn

Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam Bộ Khoa học và Công nghệ

Hà nội, ngày tháng năm 2011

BÁO CÁO THỐNG KÊ KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

I THÔNG TIN CHUNG

1 Tên đề tài/dự án: Thiết kế chế tạo hệ phổ kế siêu cao tần băng X(f~10Ghz) kiểu

Dicke và ứng dụng thử nghiệm trong điều tra và nghiên cứu môi trường

Thuộc:

- Chương trình hợp tác Nghị định thư Việt Nam- Bungari

2 Chủ nhiệm đề tài/dự án:

Ngày, tháng, năm sinh: 9/5/1956

Học hàm, học vị: Phó Giáo sư Tiến sĩ

Chức danh khoa học: NCVC thuộc Viện Công nghệ Vũ trụ,

Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Điện thoại: Tổ chức: 04.37562942

Nhà riêng: 0437625234 Mobile: 0912354972

Fax: 043 7914622 E-mail: dmchung@sti.vast.ac.vn

Tên tổ chức đang công tác: Viện Công nghệ vũ trụ

Địa chỉ tổ chức: 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội

Địa chỉ nhà riêng: Số 19 ngõ 60, phố Linh Lang, Ba Đình, Hà Nội

3 Tổ chức chủ trì đề tài/dự án:

Tên tổ chức chủ trì đề tài: Viện Công nghệ Vũ trụ

Điện thoại: 043.7914746 Fax: 043 7914622

E-mail: infor@sti.vast.ac.vn

Website: http://www.sti.vast.ac.vn

Địa chỉ: 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội

Họ và tên thủ trưởng tổ chức: PGS TS Doãn Minh Chung

Số tài khoản: 301.01.082 Kho bạc nhà nước Cầu Giấy Hà nội

Tên cơ quan chủ quản đề tài: Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam

II TÌNH HÌNH THỰC HIỆN

1 Thời gian thực hiện đề tài/dự án:

- Theo Hợp đồng đã ký kết: từ tháng 3 năm 2008 đến tháng 3 năm 2010

- Thực tế thực hiện: từ tháng 3 năm 2008 đến tháng 3 năm 2010

Thời gian (Tháng, năm)

Kinh phí (Tr.đ)

Ghi chú

(Số đề nghị quyết toán)

Thay đổi Chi phí cho nội dung trả công lao động và thiết bị máy móc tăng lên

là do điều chỉnh kinh phí đoàn vào và đoàn ra năm 2009 (số lượng đoàn vào và đoàn ra giảm) và chuyển sang mục thuê khoán chuyên môn và thiết bị máy móc

3 Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài/dự án:

(Liệt kê các quyết định, văn bản của cơ quan quản lý từ công đoạn xác định nhiệm vụ, xét chọn, phê duyệt kinh phí, hợp đồng, điều chỉnh (thời gian, nội dung, kinh phí thực hiện nếu có); văn bản của tổ chức chủ trì đề tài, dự án (đơn, kiến nghị điều chỉnh nếu có)

Số

TT

Số, thời gian ban

ra xem xét thực hiện từ năm

2008

Do Thứ trưởng Bộ KH&CN Nguyễn Quốc Thắng ký

2 Số

3025/QĐ-BKHCN ngày 13

tháng 12 năm 2007

Quyết định về việc thành lập Hội đồng KHCN xét duyệt đề cương nghiên cứu Nhiệm vụ hợp tác quốc tế về KH&Cn theo Nghị định thư”Nghiên cưuus chế tạo hệ phổ kế siêu cao tần băng X và thử nghiệm ứng dụng

hệ phổ kế trong điều tra và nghiên cứu môi trường”

Do Thứ trưởng Bộ KH&CN Lê Đình Tiến ký

3 Hợp đồng số

06-37 ngày 09/6/2008

Hợp đồng chế tạo phổ kế siêu cao tần băng X

Ký với đối tác Bungari Công ty Elco Star Com

5 Số 234/CNVT Công văn xin điều chỉnh kinh

Nội dung tham gia chủ yếu

Sản phẩm chủ yếu đạt được

Ghi chú*

Phối hợp thực hiện các phép

đo thực địa độ

ẩm đất, sinh khối thực vật,

Cung cấp các đặc tính mùa vụ của cây lúa, ngô

2 Viện Địa lý Viện Địa lý Nghiên cứu thổ

nhưỡng, phân tích thành phần đất

Dung trọng đất, phân tích các thành phần trong đất

-Phối hợp thiết

kế, chế tạo 01

hệ phổ kế siêu cao tần băng X

- Chế tạo Anten băng X cho Phổ

kế

- Phối hợp nghiên cứu ứng dụng hệ phổ kế tại Việt Nam

Phổ kế Siêu cao tần băng

Cung cấp các linh kiện, các module siêu cao tần

Linh kiện điện tử

Thiết kế chế tạo Anten cho phổ

kế

Thiết kế chế tạo Anten cho phổ kế

5 Cá nhân tham gia thực hiện đề tài, dự án:

(Người tham gia thực hiện đề tài thuộc tổ chức chủ trì và cơ quan phối hợp, không quá 10 người kể cả chủ nhiệm)

STT Tên cá nhân đã tham gia

thực hiện Nội dung tham gia chính

Số tháng làm việc

Ghi chú*

1 TS Doãn Minh Chung Chủ nhiệm đề tài 24

2 Ths Võ Thị Lan Anh Nghiên cứu lý thuyết tính

4 KS Phùng Đức Thưởng Nghiên cứu lý thuyết tính

toán độ mặn nước biển

15

5 KSC Nguyễn Thành Long Thiết kế hệ thống giá đỡ,

- Chế tạo Anten băng X cho Phổ kế

- Phối hợp nghiên cứu ứng dụng hệ phổ kế tại Việt

Ban đầu trong danh sách tham gia đề tài còn có CN Trần Anh Quang (Viện Công nghệ Vũ trụ), KS Trần Thanh Long (Viện Công nghệ Vũ trụ), tuy nhiên các cộng sự trên đã đề nghị xin không tham gia Bổ sung vào danh sách là KS Phùng Đức Thưởng (Viện Công nghệ Vũ trụ)

6 Tình hình hợp tác quốc tế:

Số

TT

Theo kế hoạch

(Nội dung, thời gian, kinh phí,

địa điểm, tên tổ chức hợp tác,

số đoàn, số lượng người tham

1 Đoàn ra

Gồm 2 đoàn CB VN sang Bun

làm việc(mối đoàn 3 người)

01 Đoàn ra(3 nguời)

Điều chỉnh

2 Đoàn vào

Đón tiếp 2 đoàn Bungari sang

2 đợt trong 2 năm(mối đoàn 3

người)

01 Đoàn vào(3 người)

Điều chỉnh

Lý do thay đổi:

Do xét thấy số lượng đoàn ra và đoàn vào thực tế như trên là đủ yêu cầu và hàm lượng khoa học của đề tài

7

7 Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu:

(Nêu tại mục 15 của thuyết minh, không bao gồm: Hội thảo khoa học, điều tra khảo sát trong nước và nước ngoài)

Người,

cơ quan thực hiện

1 Nội dung 1: Thiết kế chế tạo

hệ phổ kế siêu cao tần băng X

kiểu Dicke và xây dựng SCT

di động (Mobile Lab)

1.1 - Công việc 1: Nghiên cứu tài

liệu về các hệ phổ kế siêu cao

tần băng X, các khối chức năng

và điều khiển Nghiên cứu các

của hệ phổ kế siêu cao tần

- Thiết kế chế tạo Anten băng X

và thử nghiệm trong trạm đo

- Thiết kế chế tạo nguồn nuôi,

ổn nhiệt, đo đạc cho phổ kế

-Trường ĐH THVarna,

mềm giao diện cho Bộ vi xử lý

2 Nội dung 2: Thử nghiệm hệ

phổ kế siêu cao tần băng X

nhạy của phổ kế, kiểm tra độ ổn

định của phổ kế, kiểm tra ảnh

hưởng của thời gian

- Thử nghiệm các thiết bị đã

được chế tạo đo độ phát xạ của

các đối tượng tự nhiên khác

nhau: bầu trời, đường nhựa, đất

liệu thu được từ phổ kế đối với

các đối tượng tự nhiên

1- 6/2009 1- 6/2009 -Viện CNVT

2.3 Công việc 3

- Tiến hành các cuộc khảo sát

viễn thám, hợp tác giữa Việt

4-12/2009 4-12/2009 -Viện CNVT

- Viện Điện

tử, Viện HL

9

tượng môi trường ở Việt Nam

- Thảo luận về những kết quả

thu được, đưa ra những kết quả

từ dự án hợp tác Việt Nam –

Bungari Chuẩn bị cho các công

bố khoa học

III SẢN PHẨM KH&CN CỦA ĐỀ TÀI, DỰ ÁN

1 Sản phẩm KH&CN đã tạo ra:

Thực tế đạt được

kỹ thuật như sau:

Anten: 17 o -Tín hiệu ra: tần

số từ 500 - 8000Hz (điện áp 1chiều: 0 - 3V)

Hệ phổ kế băng X kiểu Dicke Với các thông số kỹ thuật như sau:

17 o

-Tín hiệu ra: tần số

từ 500 - 8000Hz (điện áp 1chiều: 0 - 3V)

- Màn hình tinh thể lỏng

- Thiết bị vi điều khiển và vi xử lý

số controller - µC)

(Micro Màn hình tinh thể lỏng

- Thiết bị vi điều khiển và vi xử lý số (Micro-controller - µC)

2 Trạm đo siêu cao tần di

- 3 hệ phổ kế băng L,C,X

- Hệ thống Anten

- 02 máy PC Laptop

- Hệ cơ khí gá lắp chính xác

- 01 máy phát điện 850W,

Trạm đo siêu cao tần di động đa tần

số (băng L, C, X) bao gồm:

- 3 hệ phổ kế băng L,C,X

- Hệ thống Anten

- 02 máy PC Laptop

- Hệ cơ khí gá lắp chính xác

- 01 máy phát điện 850W,

b) Sản phẩm Dạng II: Phần mềm điều khiển hệ phổ kế trên PC

Yêu cầu khoa học cần đạt

- Giao diện đẹp, thân thiện và dễ

sử dụng đối với người dùng

- Phần mềm

có tính chính xác cao, được ghép nối với phổ kế qua chuẩn USB

- Giao diện đẹp, thân thiện

và dễ sử dụng đối với người

Hoàn thành tốt viết chương trình điều khiển phổ

kế Radiometer phiên bản 5.0

11

c) Sản phẩm Dạng III: Bài báo, báo cáo đề tài

Yêu cầu khoa học cần đạt

- 01 Low-cost-X-Band microwave Dicke-type radiometer using components for satellite TV receivers

- Microwave Remote Sensing

Bulgarian Academy of Sciences – Monthly Information Bulletin about Science and Technology

3 Báo cáo tổng hợp

Kết quả KHCN đề tài

Viết báo cáo tổng hợp

Hoàn thành báo cáo tổng hợp

Hoàn thành báo cáo tổng kết

d) Kết quả đào tạo

Số lượng STT Cấp đào tạo, Chuyên ngành đào tạo Theo kế

hoạch

Thực tế đạt được

Ghi chú (thời gian kết thúc)

Lý do thay đổi:

- Ths Ngô Tuấn Ngọc, công tác tại tổ Vật lý kĩ thuật, khoa Vật lý, ĐHSP Thái Nguyên

đã đặt vấn đề làm luận án Tiến sỹ ngành Viễn thám siêu cao tần với chủ nhiệm đề tài năm 2010 Đầu năm 2011, Ths Ngô Tuấn Ngọc đã đăng kí nghiên cứu về vấn đề:

“Ứng dụng phổ kế siêu cao tần trong nghiên cứu và giám sát môi trường” do PGS TS

Doãn Minh Chung hướng dẫn

2 Đánh giá về hiệu quả do đề tài, dự án mang lại:

a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ:

(Nêu rõ danh mục công nghệ và mức độ nắm vững, làm chủ, so sánh với trình độ công nghệ so với khu vực và thế giới…)

Hệ Phổ kế, Trạm đo siêu cao tần di động và phương pháp viễn thám siêu cao tần thụ động - sản phẩm của đề tài - sẽ được sử dụng phục vụ nghiên cứu độ ẩm đất, sinh khối thực vật, độ mặn mặt biển, phân bố độ mặn nước biển trong nước và trao đổi hợp tác với quốc tế về lĩnh vực này Đây là lĩnh vực nghiên cứu rất quan trọng của viễn thám được nhiều nước tiên tiến quan tâm, nhưng còn chưa phát triển mạnh ở Việt Nam Phương pháp này có thể được ứng dụng trong quan sát các đối tượng vào ban đêm phục vụ an ninh quốc phòng (do đặc điểm của phổ kế siêu cao tần thu được năng lượng phát xạ của các đối tượng không phụ thuộc ngày/đêm), tuy nhiên trong phạm vi Nhiệm vụ này vấn đề trên chưa được đặt ra

b) Hiệu quả về kinh tế xã hội:

(Nêu rõ hiệu quả làm lợi tính bằng tiền dự kiến do đề tài, dự án tạo ra so với các sản phẩm cùng loại trên thị trường…)

Là phương pháp nghiên cứu mới, ứng dụng khoa học viễn thám và công nghệ

vũ trụ trong nhiều nghành kinh tế xã hội (nông nghiệp, khí tượng, thuỷ văn, thuỷ hải sản, vv v.)

3 Tình hình thực hiện chế độ báo cáo, kiểm tra của đề tài, dự án:

Số

TT Nội dung

Thời gian thực hiện

Ghi chú

(Tóm tắt kết quả, kết luận chính, người chủ trì…)

I Báo cáo định kỳ

II Kiểm tra định kỳ

13

IV KẾT LUẬN

Đề tài đã được hoàn thành sau thời gian 2 năm với các kết quả nghiên cứu bằng

3 phương pháp khác nhau đã được so sánh và khá phù hợp với nhau, khẳng định tính khoa học đúng đắn của phương pháp nghiên cứu, cũng như chất lượng của sản phẩm

đề tài là hệ phổ kế siêu cao tần băng X

Đề tài xin ghi nhận sự đóng góp lớn lao với trình độ khoa học công nghệ cao,

sự tận tụy với công việc, sự ủng hộ nhiệt thành với truyền thống hữu nghị tốt đẹp của

Bộ Khoa học và Giáo dục Bungari, Viện Điện tử - Viện Hàn lâm Khoa học Bungari, các cán bộ khoa học tham gia đề tài, đặc biệt là GS.Boris Vichev và GS Kosta Kostov thuộc Viện Điện tử, Viện Hàn lâm Khoa học Bungari

Trong thời gian thực hiện đề tài, đề tài luôn nhận được sự động viên, ủng hộ và giúp đỡ quý báu của Lãnh đạo và các Vụ chức năng của Bộ Khoa học & Công nghệ, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Viện Vật lý, Viện Công nghệ vũ trụ, sự hợp tác hiệu quả của các cán bộ khoa học Viện Địa lý, Viện Nghiên cứu Tài nguyên và Môi trường biển thuộc Viện KH & CNVN, Viện KHCN Khí tượng Thuỷ văn và Môi trường thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường, cũng như sự cố gắng hết sức của các cán

bộ Viện Công nghệ vũ trụ tham gia đề tài

Chúng tôi xin bày tỏ sự cảm ơn chân thành đến các Cơ quan trên và mong muốn sẽ tiếp tục nhận được sự hợp tác, giúp đỡ trong nghiên cứu khoa học và triển khai ứng dụng, góp phần vào việc xây dựng và phát triển ngành khoa học công nghệ vũ trụ của đất nước./

MỤC LỤC

CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 3

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG 4

CHƯƠNG II THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ PHỔ KẾ SIÊU CAO TẦN BĂNG X 8

2.1 Phân loại các phổ kế siêu cao tần (RDM) 8

2.1.1 Phổ kế siêu cao tần kiểu công suất toàn phần 8

2.1.2 Phổ kế siêu cao tần kiểu Dicke 9

2.1.3 Phổ kế siêu cao tần kiểu bù tạp âm 10

2.2 Thiết kế chế tạo hệ phổ kế siêu cao tần băng X kiểu Dicke 12

2.3 Mô tả hoạt động của phổ kế 25

2.3.1 Phương thức hoạt động 25

2.3.2 Chuẩn hóa phổ kế 29

2.3.3 Kiểm tra hiệu suất 31

2.3.4 Bảo trì 31

2.3.5 Xử lý sự cố 32

2.3.6 Các thông báo về lỗi làm việc của thiết bị 32

2.4 Chỉ tiêu kỹ thuật của phổ kế SCT băng X 33

CHƯƠNG III THIẾT KẾ CHẾ TẠO THIẾT BỊ VÀ PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG ĐO CỦA HỆ PHỔ KẾ SIÊU CAO TẦN 35

3.1 Thiết kế chế tạo bộ điều khiển tự động Anten 35

3.1.1 Gia công hệ cơ khí điều khiển anten .35

3.1.2 Mô-tơ điều khiển góc phương vị 36

3.1.3 Mô-tơ điều chỉnh góc ngẩng (Elevator) .36

3.1.4 Thiết bị điều khiển tự động các góc quay của anten 37

3.1.5 Thiết bị giao tiếp và tự động điều khiển anten 39

3.1.6 Chương trình phần mềm giao tiếp và tự động điều khiển anten 42

CHƯƠNG IV ỨNG DỤNG PHỔ KẾ SIÊU CAO TẦN BĂNG X TRONG ĐIỀU TRA NGHIÊN CỨU MÔI TRƯỜNG 48

4.1 Ứng dụng hệ phổ kế siêu cao tần đo độ ẩm đất và sinh khối thực vật 48

4.1.1 Thí nghiệm đợt 1 tại Hoài Đức 51

4.1.2 Thí nghiệm đợt 2 hỗn hợp Việt Nam – Bungari 53

4.1.3 Xử lý số liệu đo 54

4.2 Ứng dụng hệ phổ kế siêu cao tần đo độ mặn nước biển 66

4.2.1 Mô tả thực nghiệm 66

4.2.2 Xứ lý số liệu và kết quả 71

4.2.3 So sánh với kết quả đo của vệ tinh AQUA-MODIS 85

CHƯƠNG V KẾT LUẬN 88

TÀI LIỆU THAM KHẢO 89

CF – Tần số trung tâm

F Ri – Giá trị tức thời của tần số đầu ra

HB – Hệ thống sưởi nhiệt ở đáy thiết bị

HT – Hệ thống sưởi nhiệt ở trên nắp thiết bị

INT – Bộ tích phân

K a – Hiệu suất gten

K rm – Hệ số truyền tải siêu cao tần

LFA – Bộ khuếch đại tạp âm thấp

LNB – Bộ biến đổi tần số tạp âm thấp

LCD – Màn hình hiển thị

MC – Thiết bị điều khiển siêu cao tần

PSA – Nguồn nuôi cho phần A

PSB – Nguồn nuôi cho phần B

T ml – Nhiệt độ của tải phối hợp

T n – Nhiệt độ tạp âm của khối chuyển đổi tạp âm thấp

T BM – Nhiệt độ phát xạ của đối tượng quan trắc tương ứng với búp sóng

chính ở Anten

T BMα – Nhiệt độ phát xạ của bầu trời

T BMµ – Nhiệt độ phát xạ của vật đen

T BS – Nhiệt độ phát xạ tương ứng với búp sóng phụ ở Anten

T OA – Nhiệt độ vật lý của Anten

TC S Hệ số truyền của hệ thống phổ kế siêu cao tần

TUN – Bộ điều hướng thu nhận tín hiệu vệ tinh

Uf – Điện áp trung tần

Var (F R) – Độ lệch tần số đầu ra

VFC – Bộ biến đổi điện áp - tần số

β – Hệ số tán xạ toàn phần của Anten

ηA – Hiệu suất bức xạ Anten

XRM Phổ kế siêu cao tần băng X

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG

Trong 10 năm hợp tác khoa học công nghệ với Viện Điện tử, Viện HLKH Bungari, Phòng Kỹ thuật viễn thám thuộc Viện Vật Lý, nay chuyển thành Phòng Nghiên cứu và Chế tạo thiết bị - Viện Công nghệ vũ trụ, là đơn vị đầu tiên ở Việt Nam đã và đang tiến hành các nghiên cứu chuyên sâu về thiết kế chế tạo các hệ phổ

kế siêu cao tần và triển khai ứng dụng của viễn thám siêu cao tần thụ động trong điều tra và nghiên cứu môi trường Các nghiên cứu tương tự đã được thực hiện từ đầu thập

kỷ 80 của thế kỷ trước tại nhiều nước trên thế giới (Nga, Mỹ, Nhật Bản, Ấn Độ, v.v.)

và đang tiếp tục phát triển, mở ra các ứng dụng mới nhằm nghiên cứu môi trường, đặc biệt là sự biến động của môi trường do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu toàn cầu Khác với nguyên lý ứng dụng của viễn thám tích cực (active) – nghiên cứu hiện trạng bề mặt Trái đất dựa trên việc xử lý tín hiệu phản xạ từ bề mặt Trái đất dưới tác động của chùm tia phát ra từ vệ tinh, nguyên lý ứng dụng của viễn thám thụ động (passive) dựa trên sự phân tích phổ năng lượng tự phát xạ từ bản thân các đối tượng

tự nhiên do sự biến đổi năng lượng bên trong đối tượng, phụ thuộc vào thành phần, cấu trúc vật chất của đối tượng và sự tác động của môi trường xung quanh dưới bức

xạ nhiệt của Mặt trời Vì vậy, trong một số nghiên cứu, viễn thám thụ động cho kết quả chính xác hơn, phù hợp với các nghiên cứu cơ bản về vật chất và môi trường Trong viễn thám siêu cao tần thụ động, cường độ bức xạ tự nhiên của các đối tượng phụ thuộc vào các thông số như nhiệt độ vật lý, hằng số điện môi, thành phần tạp chất, hàm lượng nước, cấu trúc vật chất, v.v Do làm việc ở dải tần số siêu cao (microwave), bức xạ này không phụ thuộc vào ánh sáng quang học (ngày/đêm), ít bị hấp thụ bởi các lớp mây, vì vậy mở rộng được khả năng ứng dụng

Trong thời gian 2000-2002, Viện Vật lý thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã được Bộ Khoa học và Công nghệ giao thực hiện nhiệm vụ hợp tác Nghị

định thư với Viện Điện tử, Viện HLKH Bungari “Nghiên cứu ứng dụng viễn thám

siêu cao tần thụ động trong điều tra điều kiện tự nhiên và môi trường Việt Nam”

Đề tài đã được hoàn thành với sự tham gia của các chuyên gia Việt Nam và Bungari, với việc thiết kế chế tạo và ứng dụng hệ phổ kế siêu cao tần băng L (f=1.4GHz) nghiên cứu độ ẩm đất và sinh khối thảm thực vật tại một số khu vực thuộc đồng bằng

và trung du Bắc bộ, trên các đối tượng đất trống, đất đỏ bazan, cánh đồng ngô, lúa, đồi chè, v.v Các số liệu đo đã được xử lý theo phương pháp viễn thám siêu cao tần thụ động và thu được kết quả phù hợp với các phương pháp kinh điển [12]

Để mở rộng khả năng nghiên cứu viễn thám đối với thảm thực vật, trong thời

hiện đề tài hợp tác Nghị định thư với Viện Điện tử, Viện HLKH Bungari “Thiết kế

chế tạo hệ phổ kế siêu cao tần băng C và thử nghiệm ứng dụng hệ phổ kế trong nghiên cứu viễn thám thảm thực vật và nhiệt độ mặt nước biển tại Việt Nam”

Đề tài đã được nghiệm thu xuất sắc, phổ kế siêu cao tần băng C đã được đưa vào ứng dụng kết hợp với phổ kế băng L trong nghiên cứu độ ẩm đất, sinh khối thảm thực vật

và nhiệt độ mặt nước biển [13], đặc biệt các tác giả đã ứng dụng thành công các phổ

kế băng L & C trong thí nghiệm viễn thám hàng không xây dựng bản đồ độ ẩm đất vùng đồng bằng trung du Bắc bộ [14]

Để nghiên cứu độ mặn mặt nước biển (SSS), các tác giả đã nhận thấy, sự nhấp nhô của mặt nước biển là một tham số ảnh hưởng lớn đến độ chính xác của phép đo Mặc dù các chuyên gia Bungari đã đưa ra một số mô hình để hiệu chỉnh sai số, nhưng kết quả thu được vẫn còn hạn chế Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, để thu được kết quả chính xác hơn đối với độ mặn mặt nước biển, cần thiết phải có thêm 1 hệ phổ kế ở băng X, có bước sóng λ ≈ 2.7cm

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, do đặc tính sóng điện từ chỉ tương tác mạnh với các phần tử của môi trường có kích thước cỡ chiều dài bước sóng của nó, hệ phổ kế

đa tần (băng L, C, X) có thể được mở rộng ứng dụng để nghiên cứu nhiều loại đối tượng tự nhiên khác nhau, hoặc khi nghiên cứu một loại đối tượng tự nhiên nào đó, sẽ cho kết quả chính xác hơn Vì vậy, trong giai đoạn 2008-2009, Bộ Khoa học và Công nghệ đã giao cho Viện Công nghệ vũ trụ chủ trì thực hiện đề tài hợp tác Nghị định thư

với Viện Điện tử, Viện HLKH Bungari “Thiết kế chế tạo hệ phổ kế siêu cao tần

băng X kiểu Dicke và ứng dụng thử nghiệm trong điều tra và nghiên cứu môi trường”

Để thực hiện đề tài, nhóm tác giả đã tiến hành nghiên cứu sơ đồ chức năng của Phổ kế siêu cao tần kiểu Dicke, chọn các linh kiện phù hợp, xây dựng sơ đồ nguyên

lý của từng cụm thiết bị (module), lắp ráp, điều chỉnh các module, tích hợp thiết bị, thử nghiệm và kiểm tra các thông số kỹ thuật Sau đó, hệ phổ kế đã được thử nghiệm ứng dụng đo đạc các thông số của môi trường

Ngay từ khi Bộ Khoa học và Công nghệ chưa ký Hợp đồng giao nhiệm vụ, nhóm cán bộ thực hiện đề tài đã tiến hành thảo luận với các đồng nghiệp Bungari nghiên cứu thiết kế Phổ kế SCT băng X, đặt mua linh kiện, thử nghiệm các module điện tử chức năng, lắp ráp và thử nghiệm toàn bộ thiết bị theo tiêu chuẩn quốc tế

Để thực hiện nhiệm vụ hợp tác, đề tài đã hoàn thành 3 chuyến công tác trao đổi khoa học (2 đoàn ra và 1 đoàn vào)

Theo Kế hoạch đã được ký kết giữa 2 bên: Viện Công nghệ vũ trụ, Viện KHCNVN và Viện Điện tử, Viện HLKH Bungari, tiến độ thực hiện Nhiệm vụ được tóm tắt như sau:

ƒ Tháng 12/2007 – 2/2008: Trao đổi thiết kế XRM giữa 2 bên

ƒ Tháng 2/2008 – 10/2008: Lắp ráp, thử nghiệm trong phòng thí nghiệm hệ phổ kế XRM (tại Bungari)

ƒ Tháng 6/2008: Chuyến thăm đầu tiên của đoàn Việt Nam đến Bungari, với mục đích:

o Thống nhất kế hoạch thực hiện Nhiệm vụ hợp tác NĐT trong 2 năm 2008-2009

o Tham gia thử nghiệm các khối chức năng (module) của hệ phổ kế

o Thảo luận nội dung và tiến độ công việc thực hiện trong 2 năm

o Thống nhất kế hoạch các chuyến thăm vào tháng 10/2008 của đoàn Việt Nam và tháng 11/2009 của đoàn Bungari, theo đó:

• Tháng 10/2008: đoàn Việt Nam sẽ sang Bungari để thử nghiệm

hệ phổ kế trong phòng thí nghiệm và ngoài hiện trường, thực hiện một số phép đo thử nghiệm, đưa hệ thiết bị về Việt Nam

• Tháng 11/2009: đoàn Bungari sang Việt Nam để tiến hành các phép đo phối hợp, ứng dụng hệ phổ kế XRM đo các thông số môi trường, bao gồm: độ ẩm đất, sinh khối thực vật và độ mặn nước biển (SSS)

o Trong khoảng thời gian từ 11/2008 – 11/2009: Nhóm cán bộ Việt Nam

đã hoàn thành các công việc như sau:

• Thiết kế chế tạo hệ cơ khí thông minh cho phổ kế;

• Chế tạo thiết bị ghép nối XRM-PC tự động thu thập và xử lý số liệu đo của phổ kế, hiển thị phổ “on-line”;

• Viết chương trình phần mềm điều khiển Anten và tự động thu thập, xử lý số liệu, cài đặt vào PC

• Tiến hành đo thử nghiệm độ ẩm đất, sinh khối thực vật bằng phổ

kế XRM, tính toán số liệu để chuẩn bị làm việc với chuyên gia Bungari

• Chuẩn bị khu vực thí nghiệm, thiết bị để tiến hành đợt đo phối hợp với chuyên gia Bungari vào cuối năm 2009

o Tháng 11/2009: Đoàn Bungari sang thăm Việt Nam, đã tiến hành các công việc như sau:

• Seminar về thiết kế chế tạo và ứng dụng hệ phổ kế XRM

• Thực hiện 2 chuyến đo phối hợp sử dụng XRM:

ƒ Đo độ ẩm đất, sinh khối thực vật tại Trung tâm Khí tượng nông nghiệp đồng bằng Bắc Bộ, Hoài Đức, Hà Nội

ƒ Đo độ mặn nước biển tại vùng biển Đồ Sơn, Hải phòng

• Xử lý sơ lược số liệu đo của 2 đợt thực nghiệm

o Từ tháng 12/2009 – 8/2010: Nhóm cán bộ Việt Nam thực hiện các công việc như sau:

• Xử lý và tổng hợp các số liệu thực nghiệm của 2 năm 2008-2009

• Viết báo cáo nghiệm thu Nhiệm vụ

• Nghiệm thu Nhiệm vụ cấp cơ sở

Trong quá trình thực hiện Nhiệm vụ, theo đề nghị của các chuyên gia Bungari, cần kéo dài thêm thời gian 4 tháng để xử lý số liệu độ mặn nước biển, hiệu chỉnh độ nhấp nhô do sóng biển khá lớn, và so sánh với kết quả thu được từ ảnh MODIS từ Trạm thu của Viện Vật Lý, Viện KH&CNVN trong cùng thời gian đo với thực nghiệm tại biển Đồ Sơn, Hải Phòng

Đề tài đã hoàn thành và đạt được các kết quả như đăng ký, qua đó đã tiếp thu được nhiều sản phẩm công nghệ cao, quy trình đo và giám sát các tham số của môi trường, học hỏi được nhiều kiến thức quý báu của các chuyên gia Bungari, tiếp tục khai thác các thiết bị đã có trong nghiên cứu ứng dụng viễn thám siêu cao tần các đối tượng tự nhiên và môi trường

CHƯƠNG II THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ PHỔ KẾ SIÊU CAO TẦN BĂNG X 2.1 Phân loại các phổ kế siêu cao tần (RDM)

Phổ kế siêu cao tần được phân chia thành nhiều loại khác nhau: phổ kế quét (scanning RDM), phổ kế ghi ảnh (imaging RDM), phổ kế quay (push-broom RDM), v.v

Trong đề tài này, chúng ta chỉ xét đến loại phổ kế quay, gọi tắt là RDM Đây là loại phổ kế hoạt động ở một tần số cố định, hay phổ kế đơn tần (single beam RDM) có Anten có thể quay ở các góc tới khác nhau Phổ kế quay bao gồm Anten, Máy thu, Bộ chỉ thị, được mô tả như trong hình 2.1

Máy thu Bộ chỉ thị Anten

B, G P=k.B.G

Hình 2.1 Sơ đồ khối tổng quát Phổ kế siêu cao tần

Trong hình 2.1, Máy thu siêu cao tần được đặc trưng bởi 2 tham số: độ rộng băng tần B và hệ số khuếch đại G Tại đầu ra của phổ kế, công suất đo được biểu thị như sau:

Trong đó, k - hằng số Bolzmann (k=1.38.10-23 J/K), TA - nhiệt độ tạp âm Anten Hiện nay, phổ kế kiểu quay được chia thành 3 loại, trên cơ sở điều chế tín hiệu đầu vào Theo mức độ phức tạp và chất lượng tăng dần, có 3 loại phổ kế như sau :

2.1.1 Phổ kế siêu cao tần kiểu công suất toàn phần

Sơ đồ khối của phổ kế kiểu công suất toàn phần được biểu thị ở hình 2.2

Anten

KĐ cao tần Bộ trộn tần KĐ trung Bộ tách

VHF số - Mixture tần – IF sóng BP

Máy phát Bộ chỉ thị Tích phân KĐ

xung nội LCD và ADC 1 chiều

Hình 2.2 Sơ đồ khối Phổ kế kiểu công suất toàn phần (TPR)

Phổ kế kiểu công suất toàn phần (Total Power Radiometer– TPR) hoạt động theo nguyên lý sau: Anten (được thiết kế chỉ nhạy với tần số f ± ∆f) thu năng lượng phát xạ nằm trong vùng quan sát, được giới hạn bởi góc mở (ví dụ ψ = 300) và biến đổi thành tín hiệu cao tần, được gọi là Nhiệt độ anten TA (dạng công suất tạp âm) Tín hiệu vào TA được khuếch đại sơ bộ và chọn lọc dần về tần số trung tâm f Máy phát xung nội có tần số f được trộn với tín hiệu vào TA và hạ xuống tần số trung gian (IF), sau đó đưa vào bộ khuếch đại trung tần, tách sóng, khuếch đại 1 chiều, tích phân, biến đổi tương tự - số (ADC) và đưa ra bộ chỉ thị có màn hình tinh thể lỏng LCD

Phổ kế TPR làm việc theo nguyên lý khuếch đại thẳng tín hiệu vào, sau đó được tách sóng theo nguyên tắc bình phương, vì vậy điện áp ra tỉ lệ thuận với công suất vào tạp âm tại Anten, hay nhiệt độ Anten TA [1]

Điện áp ra được tính bằng công thức sau :

Vra = c (TA + TN) G (2.2) trong đó, c - hằng số, TA, TN - nhiệt độ anten và tạp âm nhiệt, G - hệ số KĐ

Độ nhạy của TPR là cao nhất trong các loại phổ kế, được tính như sau :

τ.

B

T T

trong đó, B - dải thông của KĐ trung tần, τ - hằng số tích phân của bộ tích phân

2.1.2 Phổ kế siêu cao tần kiểu Dicke

Nhược điểm của phổ kế siêu cao tần kiểu công suất toàn phần là dễ bị bão hoà

và dải biên độ tín hiệu vào hẹp, do khuếch đại cả tín hiệu nhỏ trên nền tạp âm lớn Ngoài ra, từ công thức (2.2), tạp âm nhiệt TN cũng được khuếch đại cùng với TA, nên

độ ổn định của TPR không cao

Năm 1946, R H.Dicke đã tìm ra một phương pháp mới chế tạo phổ kế có độ

ổn định rất cao, gọi là phổ kế kiểu Dicke [1] Nguyên lý của phổ kế kiểu Dicke là không đo trực tiếp nhiệt độ anten TA, mà đo độ chênh lệch giữa TA và nhiệt độ chuẩn

TR được lấy từ một nguồn nhiệt ổn định nào đó Do đó, độ ổn định và độ tin cậy của phổ kế được tăng lên đáng kể Sơ đồ khối của phổ kế kiểu Dicke được trình bày trên hình 2.3

Bộ phát

xung Dicke Anten Khoá

T A Dicke KĐ cao tần KĐ trung Bộ tách

và trộn t/số tần và Lọc sóng BP

T R

Bộ tạo N/độ Bộ chỉ thị Tích phân Bộ đệm

chuẩn T R LCD và ADC đồng bộ

Hình 2.3 Sơ đồ khối Phổ kế kiểu Dicke (tách sóng điều biên)

Đầu vào của phổ kế là bộ chuyển mạch Dicke, được điều khiển bằng bộ phát xung vuông Dicke có tần số Fs (100-1000Hz), có độ rộng xung tx và thời gian nghỉ tspbằng nhau Tín hiệu vào TA được truyền qua khoá Dicke trong khoảng thời gian tx và tín hiệu chuẩn TR – trong khoảng tsp Sau 1 chu kỳ xung Dicke Ts, tại đầu vào của bộ tích phân có các điện áp:

V1 = c (TA + TN).G (trong khoảng tx = ½.Ts) V2 = c (TR + TN).G (trong khoảng tsp = ½.Ts) (2.4)

Do Ts << τ, nên trong chu kỳ Ts, có thể coi TA, TN và G là hằng số, vì vậy điện

τ 2

B

T T

2.1.3 Phổ kế siêu cao tần kiểu bù tạp âm

Đây là kiểu phổ kế có sai số tuyệt đối nhỏ nhất trong các loại phổ kế quay, vì tín hiệu ra không phụ thuộc vào hệ số khuếch đại của máy và nhiệt độ tạp âm [12] Theo công thức (2.5) đối với Phổ kế kiểu Dicke :

V = c.(T – T ).G

nhận thấy Vra sẽ không phụ thuộc vào G và TN nếu thoả mãn điều kiện sau :

TA – TR = 0 (2.7) Phổ kế siêu cao tần kiểu bù tạp âm là loại phổ kế đặc biệt thực hiện điều kiện (2.7) một cách liên tục bằng mạch hồi tiếp kiểu Servo (Hình 2.4)

PIN

Máy phát

dòng tạp âm

Hình 2.4 Sơ đồ khối Phổ kế kiểu bù tạp âm (Noise Injection Radiometer)

Từ sơ đồ khối Hình 2.4, nguyên lý làm việc của phổ kế kiểu bù tạp âm dựa trên 1 phổ kế kiểu Dicke, chỉ thêm 1 mạch hồi tiếp điện áp 1 chiều điều khiển diode chuyển mạch PIN, đóng - mở dòng tạp âm Ti « bơm » vào tín hiệu từ Anten, sau đó tín hiệu tổng hợp sẽ đưa vào phổ kế Dicke Kết quả là sau một chu kỳ ngắn sẽ đạt được :

Ưu điểm của phổ kế kiểu bù tạp âm là có độ ổn định cao do có mạch hồi tiếp

âm lớn Độ nhạy của loại phổ kế này cũng được tính như phổ kế kiểu Dicke

Nhóm cán bộ tham gia đề tài đã hợp tác với các chuyên gia Bungari thiết kế chế tạo phổ kế SCT kiểu bù tạp âm (băng L, năm 2000), kiểu công suất toàn phần (băng C, năm 2006), và kiểu Dicke (băng X, năm 2008 trong đề tài này)

2.2 Thiết kế chế tạo hệ phổ kế siêu cao tần băng X kiểu Dicke

Hệ phổ kế SCT băng X kiểu Dicke được thiết kế chế tạo bao gồm 2 khối - Khối thu (phần A) và Khối vi xử lý & nguồn nuôi (phần B), được kết nối bằng 2 dây cáp - cáp truyền dữ liệu và cáp cung cấp điện và nhiệt Đầu vào của phổ kế băng X được nối với Anten [1]

Anten được chế tạo có độ rộng chùm tia chính 170 hướng vào các đối tượng đo

để thu năng lượng phát xạ Bộ lọc băng thông có độ rộng 300MHz có chức năng lọc nhiễu xạ điện từ trường bên ngoài Để giảm tác động nhiễu khi so sánh chênh lệch giữa nhiệt độ Anten và tín hiệu chuẩn (reference), tần số xung lấy mẫu (xung Dicke) được chọn khá thấp fs = 315 Hz Trong nửa chu kỳ đầu của xung Dicke, khóa Dicke

mở cho tín hiệu vào từ Anten của phổ kế (TA) đến khối khuếch đại tạp âm thấp Trong nửa chu kỳ sau, khóa Dicke mở cho điện áp chuẩn TR từ tải phối hợp (match load) đến khối khuếch đại tạp âm thấp Bằng việc điều chỉnh tần số bộ phát sóng phụ có f = (1.68 - 1.98) GHz, tần số trung tâm của máy thu sẽ được điều chỉnh từ f = (10.95 - 11.25) GHz tại 8 vị trí của chuyển mạch trên mặt máy Phổ kế xử lý độ chênh lệch giữa tín hiệu (TR-TA) để tín hiệu đầu ra tỷ lệ thuận với nhiệt độ Anten

Sơ đồ khối chi tiết của phổ kế được trình bày như trong hình 2.5 Phổ kế gồm

02 khối chính, được chia tượng trưng bởi 2 đường nét đứt nằm ngang: khối cao tần (Khối thu) được hiển thị ở phần trên của hình 2.5 (phần A của thiết bị), khối vi xử lý

và nguồn nuôi được thể hiện ở phần thấp hơn (phần B) Khoảng trống giữa hai đường nét đứt là hệ thống dây cáp nối giữa phần A và B

Các module điện tử trong khối thu siêu cao tần bao gồm: bộ lọc thông dải, bộ điều biên, bộ đảo mạch, tải phối hợp và bộ đệm Tần số tín hiệu điều biên được giảm dần bằng cách sử dụng các linh kiện cao tần dùng cho các đầu thu truyền hình vệ tinh như: khối chuyển đổi tạp âm thấp băng Ku và bộ điều hưởng (tuner – có tần số trung gian 480MHz) Các mạch điện tử đặc biệt được chế tạo để thực hiện các chức năng tiếp theo, bao gồm: bộ tách sóng bình phương, khuếch đại xoay chiều, bộ tách sóng đồng bộ, bộ tích phân, bộ biến đổi điện áp - tần số [7] Việc mã hoá biên độ của tín hiệu vào và giải mã tín hiệu điều biên được thực hiện bằng một máy phát xung tần số thấp Dưới đây là nguyên tắc điều biên, với điện áp ra của bộ tích phân Urm được biểu hiện như sau:

) (

) ( ml A rm ml a B

Khối chính của phần B là khối điều khiển siêu cao tần, xử lý 2 dòng tín hiệu có chu trình khác nhau Tín hiệu thứ nhất là tín hiệu ra, được truyền từ đầu ra của bộ biến đổi điện áp - tần số; tín hiệu kia được tạo thành từ xung ra của bộ cảm biến nhiệt của tải phối hợp Đồng thời các bộ tích phân tạo ra 2 tín hiệu tương tự, tương ứng tỷ

lệ thuận với nhiệt độ phát xạ TB của đối tượng đo và với nhiệt độ tải phối hợp TR

Khối vi xử lý µC được kết nối với các thiết bị ngoại vi sau: phím bấm (4 nút), màn hình tinh thể lỏng và cổng RS232 Một phần mềm đặc biệt được phát triển nhằm thực hiện việc thu thập và xử lý số liệu , tạo ra các lệnh điều khiển khác nhau tuỳ theo chế độ hoạt động đã được chọn

Nguồn nuôi cho phổ kế băng X được cung cấp từ mạng điện lưới 220…240V xoay chiều, tần số 50…60 Hz bao gồm 01 biến thế điện và bộ ổn áp

Sau khi chuẩn hoá, tín hiệu ra của phổ kế băng X được dùng để xác định nhiệt

độ phát xạ của đối tượng nghiên cứu

Hình 2.5: Sơ đồ khối của phổ kế siêu cao tần băng X

PIN- Modulator Y-Circulator

Matched Load

Low Noise Block- Converter (Ku-band)

Synchronous Detector Integrator

Voltage to Frequency Converter

LF Pulse Generator

Microcontroller

Keyboard

Center frequency Control

Power Supply

Interface RS232

Common Thermo-stabilizer 50°C

INFO- & POWER

SUPPLY UNIT

MW-UNIT (RECEIVER BLOCK)

Filter

Band-Pass-Thermo-control

R100 to C120 Flange Junction

AC

Tuner &

Low Detector

Square-A.C

Ampli -fier

Sơ đồ nguyên lý của phổ kế SCT băng X kiểu Dicke

Trên cơ sở phân tích nguyên tắc hoạt động phổ kế siêu cao tần nói trên, cho thấy phổ kế có tần số làm việc f = 10.95 – 11.25 GHz, kiểu Dicke, có độ ổn định cao, phù hợp với ứng dụng đo độ ẩm đất, sinh khối thảm thực vật và độ mặn nước biển Bên cạnh đó, phổ kế siêu cao tần cũng rất thuận tiện trong ứng dụng thực tiễn:

- Làm việc được theo các chế độ khác nhau: chế độ độc lập (LOCAL) và chế

độ ghép nối với máy tính (REMOTE)

- Phổ kế và Anten có kết cấu gọn nhẹ, được lắp đặt bằng bộ phận cơ khí thích hợp phục vụ các phép đo thực tế trên các địa hình khác nhau, di chuyển và tháo lắp dễ dàng (có thể thay đổi được độ cao, góc quan sát của anten thu tín hiệu phát xạ, v.v)

Hình 2.6: Khối xử lý tín hiệu tương tự

Hình 2.7: Sơ đồ mạch vi xử lý, hiển thị và ghép nối với PC

Hình 2.8: Sơ đồ bộ tách sóng bình phương và khuếch đại xoay chiều

Hình 2.9: Sơ đồ bộ giới hạn dòng điện

Hình 2.10: Sơ đồ mạch cấp nhiệt cho khối siêu cao tần

Hình 2.11: Sơ đồ mạch ổn nhiệt cho tải phối hợp (550C)

Hình 2.12: Sơ đồ mạch ổn nhiệt gắn ở nắp và đáy hộp bảo ôn

Hình 2.13: Sơ đồ mạch cấp nhiệt

Hình 2.14: Sơ đồ khối nguồn nuôi

MODE SELECT : Chọn phương thức làm việc của phổ kế

INCREMENT : Gia số tăng điều chỉnh đồng hồ

SET TIME : Thiết lập thời gian

START/STOP : (Bắt đầu/Dừng) quá trình đo

Quá trình sấy

Khi công tắc điện nằm ở phía sau phổ kế được bật, màn hình hiển thị như sau:

Phổ kế băng X bắt đầu được sấy nóng lên và sau vài giây, bảng hiển thị sẽ thay đổi như sau:

Phổ kế băng X được sấy nóng lên cho đến khi đạt đến nhiệt độ 480C Thời gian sấy phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường Ví dụ, sấy nóng từ 200C đến 480C mất khoảng

40 phút Khi nhiệt độ đã đạt đến mức ổn định, màn hình hiển thị thông báo “Mode select”:

Lưu ý: Để phổ kế làm việc chính xác và ổn định, sau khi màn hình hiển thị thông báo “Mode select” như trên khoảng 20 phút mới bắt đầu các phép đo

Lựa chọn tần số trung tâm

Tần số trung tâm của băng X có thể được lựa chọn ở 8 vị trí Sử dụng nấc chuyển tần số BCD từ vị trí 0 đến vị trí 7 ta có thể chọn tần số trung tâm CF như sau:

XRM: X-BAND DICKE-TYPE RADIOMETER

00:00

PLEASE WAIT WARMING UP!

TEMP= 24 °C

00:00

MODE: REMOTE DIRECT ANTENA AND PRESS START

00:00

Ch/mạch 0 (8) 1 (9) 2 3 4 5 6 7

CF, MHz 10933 10919 10906 10892 10933 10919 10906 10892

Ý nghĩa của việc thay đổi tần số trung tâm là để lựa chọn (bằng thực nghiệm) tần số

có độ ổn định và độ chính xác cao nhất của phổ kế, tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể của môi trường

Các phương thức đo

Có hai chế độ đo khác nhau: Chế độ LOCAL (Chế độ đo độc lập) và chế độ REMOTE (Chế độ đo với máy tính) Có thể lựa chọn giữa hai chế độ đo khác nhau bằng cách nhấn vào nút MODE

Khi chế độ REMOTE được hiển thị, nhấn và giữ nút MODE (khoảng 1 giây) cho đến khi phổ kế băng X hiển thị chế độ LOCAL Phổ kế bây giờ là ở chế độ LOCAL

Trong lúc chế độ LOCAL được hiển thị, nhấn và giữ nút MODE (khoảng 1 giây) cho đến khi phổ kế hiển thị chế độ REMOTE Phổ kế bây giờ là ở trạng thái chế

độ REMOTE

Trong cả hai phương thức phổ kế băng X tính toán được tần số ra trung bình cho một giây giữa Frl và sử dụng giá trị này cho việc tính toán thêm

Chế độ REMOTE

Khi làm việc ở chế độ REMOTE, phổ kế băng X được kết nối tới một máy tính

cá nhân qua cổng RS232 hay cổng RS232 tới cáp USB Cần điều chỉnh hướng Anten đến các đối tượng đo và phổ kế băng X đã được kết nối với máy tính và sau đó nhấn nút START/STOP

Khi nút START/STOP được nhấn, phổ kế băng X sẽ gửi các dòng đầu như sau tới máy tính:

START 14:23

Thông báo được hiển thị như sau:

Sau vài giây, phổ kế băng X bắt đầu gửi số liệu tới máy tính theo định dạng bảng (như hiển thị tiêu đề, cột đầu tiên chứa số thứ tự của quá trình đo (mỗi giây phổ

kế đưa ra 1 số liệu), cột thứ hai chứa tần số trung bình và cột thứ ba là nhiệt độ khối

TIME= 0s REMOTE

14:23