Việt Nam chế tạo thành công trạm thu di động tín hiệu vệ tinh

So với sóng vô tuyến ở trạm cố định, thì trạm thu di động phát tín hiệu vệ tinh chỉ rẻ bằng 1/5 thiết bị nhập ngoại, giúp hỗ trợ thông tin liên lạc tàu biển.

Trạm thu tín hiệu vệ tinh di động có hiệu suất bắt tín hiệu cao hơn; do nhóm các nhà nghiên cứu tại Phòng Thí nghiệm Trọng điểm Công nghệ Micro-Nano; trường Đại học Công nghệ, thuộc Đại học Quốc gia Hà Nội đã nghiên cứu chế tạo và phát triển. Thiết bị của nhóm các nhà nghiên cứu là trạm di động; vì có thể dễ dàng di chuyển, và dễ bắt tín hiệu vệ tinh hơn. Thêm vào đó, hệ thống còn không bị giới hạn phạm vi truyền dẫn tín hiệu; và có thể phủ sóng khắp mọi miền.

Thạc sĩ Hồ Anh Tâm kiểm tra các trục tự do của trạm thu di động

Thành viên chính của nhóm nghiên cứu – Thạc sĩ Hồ Anh Tâm có chia sẻ, vào năm 2010 nhóm đã bắt tay triển khai, vào thời điểm đó công nghệ truyền hình vệ tinh còn chưa phát triển mạnh. Những bộ phận của trạm thu như: các cảm biến, trục tự do và hệ thống điều khiển cho đến lập trình các thuật toán đều được nhóm nghiên cứu làm chủ thiết kế và chế tạo.

Trạm thu di dộng

Trạm thu di dộng

Trạm thu di động có cấu tạo gồm một chảo anten dạng parabol để thu tín hiệu truyền hình vệ tinh. Tín hiệu tiếp tục được truyền tới đầu thu giải mã bằng cáp đồng. Việc thay đổi phương hướng của chảo anten được điều khiển bởi bốn trục tự do (gồm góc phương vị; góc nghiêng, góc ngẩng, góc phân cực) và cảm biến từ trường độ phân giải cao do nhóm nghiên cứu chế tạo.

Thông qua lập trình, cảm biến có chức năng ghi nhận những chuyển động của chảo anten, phát hiện góc lệch so với vệ tinh, từ đó, gửi tín hiệu đến bộ điều khiển động cơ để tự động điều chỉnh chảo anten theo hướng vệ tinh.

Nhóm nghiên cứu dành nhiều thời gian để nghiên cứu; điều khiển các cảm biến bằng lập trình thuật toán. Cảm biến, hệ thống điều khiển luôn có sai số nhất định; nhưng đối với thông tin vệ tinh, chỉ cần lệch 0,1 độ dưới mặt đất; trên quỹ đạo có thể lệch đến vài km, như vậy rất khó để bắt được tín hiện của vệ tinh.

“Phần cơ khí của trạm thu di động này có thể thiết kế; và gia công độ chính xác cao sử dụng các công nghệ cơ khí hiện đại hiện nay. Tuy nhiên, phần quan trọng nhất quyết định chất lượng tín hiệu trạm thu; nằm ở cảm biến đo lường độ chính xác cao và thuật toán điều khiển bám hướng; đây chính là công nghệ lõi của nhóm nghiên cứu trong hệ thống thiết bị này”, thạc sĩ Tâm nói.

Đưa vào sử dụng

Trải qua nhiều phiên bản trạm thu khác nhau, từ sơ khai; sau đó được cải tiến liên tục, phiên bản hiện tại đã xác định vị trí vệ tinh nhanh và chính xác hơn.

Năm 2019, nhóm đưa thiết bị chạy thử nghiệm trên vùng biển Cát Bà, Hải Phòng. Kết quả cho thấy tốc độ đáp ứng tín hiệu của trạm thu di động có thể hoạt động tốt trong điều kiện gió cấp 4, biển động nhẹ. Tốc độ quay góc anten đạt 12 độ mỗi giây, tiêu hao điện khoảng 20W, tín hiệu bám vệ tinh đáp ứng nhu cầu truyền thông tin liên lạc về đất liền và hoạt động trên tàu.

Hiện có 10% tàu cá trên biển có phương tiện thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến; từ các trạm phát triển đất liền nhưng chỉ bắt được tín hiệu trong phạm vi khoảng 50-60 km. Theo thạc sĩ Tâm, thiết bị có kích thước nhỏ gọn, khả năng bám tín hiệu nhanh; tiết kiệm điện năng, trong khi giá thành chỉ bằng 1/5 so với thiết bị nhập ngoại. Vì vậy, sản phẩm vừa hoàn thiện đã ngay lập tức được một số doanh nghiệp đặt hàng phục vụ cho tàu đánh cá lớn, tàu du lịch.

“Sản phẩm sẵn sàng chuyển giao cho đơn vị trong nước. Thời gian tới, nhóm sẽ tiếp tục phối hợp với Bộ Quốc phòng để cải tiến thêm một số tính năng; nhằm phục vụ tàu quân sự trong vùng bão, vùng cứu hộ”, thạc sĩ Tâm cho biết thêm.

Ứng dụng

Tại Việt Nam, việc sở hữu những thiết bị này không hề dễ dàng; do giá thành cao cũng như khó khăn trong việc duy tu, bảo dưỡng. Mặc dù vậy, nhu cầu sử dụng các thiết bị thông tin truyền hình; phát thanh bằng tín hiệu vệ tinh tại nước ta là rất lớn; do đặc thù có bờ biển dài chạy dọc đất nước; và có tới khoảng 130.000 phương tiện đánh bắt thủy hải sản đang hoạt động trên biển.

Hạn chế lớn nhất của các phương pháp liên lạc truyền thống như sóng vô tuyến là chỉ có thể hoạt động ở khoảng cách ngắn; chính vì vậy các tàu đánh bắt xa bờ gặp nhiều trở ngại trong việc giữ liên lạc với đất liền. Điều này đặt ra yêu cầu nghiên cứu, làm chủ công nghệ; và chế tạo thiết bị trạm thu tín hiệu vệ tinh trang bị cho tàu biển để tự sản xuất và cung cấp cho nhu cầu sử dụng trong nước.

Nguồn: khoahoc.tv