| dc.contributor.advisor | Νικολάου, Συμεών | |
| dc.contributor.author | Περικλέους, Σπύρος | |
| dc.contributor.other | Perikleous, Spyros | |
| dc.coverage.spatial | Κύπρος | el_GR |
| dc.date.accessioned | 2020-06-26T06:22:42Z | |
| dc.date.available | 2020-06-26T06:22:42Z | |
| dc.date.copyright | 2020-06-26 | |
| dc.date.issued | 2020-05 | |
| dc.identifier.other | ΣΑΕ/2020/00026 | el_GR |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11128/4494 | |
| dc.description | Περιέχει βιβλιογραιφκές παραπομπές. | el_GR |
| dc.description.abstract | Σκοπός της παρούσας διατριβής είναι η εξέταση καινοτόμων λύσεων φόρτισης κινούμενου πολύπτερου κατακόρυφης άνωσης(Drone), το οποίο στην επιστημονική βιβλιογραφία ανα-φέρεται ως VTOL UAVs(Vertical Take Off and Landing - Unmanned Aerial Vehicle).
Η μεταπτυχιακή διατριβή περιλαμβάνει τη σπουδή και υλοποίηση δυο κύριων συστημάτων, τα οποία αποτελούν αναπόσπαστα μέρη της διαδικασίας ασύρματης μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας σε μεγάλες αποστάσεις, ειδικότερα όταν οι συσκευές δέκτες βρίσκονται σε κατά-σταση κίνησης.
Κυριότερη εφαρμογή, αποτελεί αυτή του ραδιοανιχνευτή του ιπτάμενου αεροχήματος(drone), ή οποία μπορεί να χαρακτηριστεί ως καινοτόμος, καθώς πρόκειται για πρωτότυπη μέθοδο, η οποία εδράζεται στις αρχές λειτουργίας των συστημάτων ραδιοε-ντοπισμού(ραντάρ), αλλά εκμεταλλεύεται διαφορετικές παραμέτρους και χαρακτηρίζεται από παθητική λειτουργία και χαμηλό οικονομικό κόστος.
Η δεύτερη εξίσου σημαντική εφαρμογή, είναι αυτή της ασύρματης φόρτισης ενός ιπτάμενου αεροχήματος(drone), σε σχετικά μεγάλη απόσταση. Η υλοποίηση του συστήματος, παρου-σιάζει εξίσου ιδιαίτερες προκλήσεις, καθώς απαιτεί άριστη κατανομή και καθοδήγηση πολ-λαπλών στενών δέσμων ακτίνων, υψηλή συγκέντρωση ισχύος εκπεμπόμενης ενέργειας στο στόχο, ακριβή καθοδήγηση και συντονισμό των πομπών, ώστε αυτοί να είναι συνεχώς σκο-πευμένοι στον κινούμενο στόχο.
Το σενάριο της διατριβής, περιλαμβάνει επίσης τη σπουδή και υλοποίηση κατάλληλων δια-τάξεων κεραιών πομπού – δέκτη και ανάλογες τεχνολογικές εφαρμογές, σε λογισμικό και ηλεκτρονικά, που συνεισφέρουν στον έλεγχο και την ολοκληρωμένη λειτουργία του συστή-ματος εξ΄αποστάσεως φόρτισης.
Η εξέταση των παραγόντων που επηρεάζουν τις παραπάνω διαδικασίες, αποτελούν πραγ-ματική πρόκληση, καθώς κατά τη γνώση του ερευνητή, διαπιστώνεται έλλειψη επιστημο-νικά εδραιωμένων απαντήσεων και λύσεων, στις περιπτώσεις αυτές. Οι λιγοστές πειραμα-τικές δοκιμές που διεξήχθησαν στο παρελθόν, αφορούσαν τη χρήση παλαιάς τεχνολογίας και συστημάτων με χαμηλότερες συχνότητες, η χρήση των οποίων βρισκόταν στο πνεύμα και τις δυνατότητες των ηλεκτρονικών διατάξεων της εποχής. Επιπρόσθετα, η εμφάνιση και χρήση των Drones, που έλαβε χώρα την τελευταία 10ετία, παρουσίαζει νέες προκλήσεις και ανάγκες, οι οποίες δεν έχουν ακόμα εξεταστεί, με κυριότερη αυτή της αύξησης του χρό-νου πτήσεως, σε συνδυασμο με τη μείωση των μεγεθών και την εξέλιξη των κεραιών.
Επιπρόσθετα, θα πρέπει να αναφερθεί ότι, οι περιορισμοί στην ισχύ των ασυρμάτων εκπο-μπών, όπως αυτοί καθορίστηκαν από τους διεθνείς οργανισμούς ENSI, ITU, IEEE, CE, FCC [1], επαυξάνουν τις προκλήσεις και επιβάλλουν την ανάγκη, για καταβολή προσπαθειών ε-ξεύρεσης οικονομικότερων, ασφαλέστερων και παραγωγικότερων λύσεων.
Συνεπώς, τα κύρια ερευνητικά ερωτήματα που σχετίζονται με τη διεξαγωγή της παρουσας διατριβής είναι:
α. Κατά πόσο είναι δυνατή η ασύρματη μεταφορά ικανής ποσότητας ηλεκτρικής ενέργειας ώστε αυτή να φορτίζει ιπτάμενο αερόχημα(drone);
β. Ποιές μέθοδοι μεταφοράς και μετατροπής ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας σε σταθερή τάση είναι οι καταλληλότερες και πώς αυτές θα υλοποιηθούν;
γ. Ποιές τεχνολογίες μπορούν να συνδυαστούν προκειμένου να επιτευχθεί αυξημένη αποδο-τικότητα του συστήματος ασύρματης φόρτισης;
Λέξεις Κλειδιά
Wireless Power Transfer(WPT), Microwaves Power Transfer(MPT), Wireless Power(WiPo), Beamforming, Beamsteering, Rectification, Rectenna, Power Transformation Efficiency, Witricity, Unmanned Aerial Vechicles(UAV). | el_GR |
| dc.format.extent | 81 σ. ; 30 εκ. | el_GR |
| dc.language | gr | el_GR |
| dc.language.iso | gr | el_GR |
| dc.publisher | Ανοικτό Πανεπιστήμιο Κύπρου | el_GR |
| dc.rights | info:eu-repo/semantics/closedAccess | el_GR |
| dc.subject | Wireless Power Transfer (WPT) | el_GR |
| dc.subject | microwaves Power Transfer (MPT) | el_GR |
| dc.subject | Wireless Power (WiPo) | el_GR |
| dc.subject | Beamforming | el_GR |
| dc.subject | Beamstreering | el_GR |
| dc.subject | Rectification | el_GR |
| dc.subject | Rectenna | el_GR |
| dc.subject | Power Transformation Efficiency | el_GR |
| dc.subject | Witricity | el_GR |
| dc.subject | Unmanned Aerial Vechicles (UAV) | el_GR |
| dc.title | Καινοτόμες λύσεις για ασύρματη φόρτιση μη επανδρωμένων αεροχημάτων. | el_GR |
| dc.type | Μεταπτυχιακή Διατριβή | el_GR |
| dc.description.translatedabstract | The main purpose of the present thesis, is the study of finding innovative solutions for charging flying multicopters(drones) or UAV´s (Unmanned Aerial Vechicles), as widely refered in scientific biblioghraphy.
The thesis, embraces the study and realisation of two main systems, which compose the long distance wireless power transfer(wpt) procedure, mainly because of the moving state of the target.
The main implementation, embraces radiodetection of a flying drone and can be assummed as state of the art, as it concerns a totally new method, which is based in radar system´s princi-ples, but by taking advantage of different parametres. The method is also characterised by passive functioning and low cost.
The second main implementation, is the charging mechanism of the aerial vechicle(target) at quide long distance. The system´s implementation, presents equally high challenges, as it re-quires almost perfect ray guidance of multiple rays and narrow beam gothering for energy concentration to the target´s moving antenna element.
The thesis scenario, also embraces the study and implementation of appropriate antenna elements, for transmiting-receiving parts and relative technological implementations, in electron-ics and software, which contribute in the control and complete functioning of the far distance rf charging system.
The study of the parametres wich affect the above mentioned procedures, are challenging enough, as in the knowledge of the researcher, there is a large gap of scientific and equally proved answers and solutions. The few cases of past experimental researches, refer to the us-age of old technologies and systems, using low frequencies, fact that was common for the time period and electronic arrangements technology. In addition to all the above mentioned, the fact that drones appeared and have been widely used, during the last 10 years, presents new challenges and needs, wich have not yet been examined, with main one, the part of flying time extension, in accordance with the reduce of weight-dimensions and the progress in the anten-na technologies.
Additionally, we shall refer the fact of the regulation´s restrictements, due to the rf power emmitions, as those have been defined from the worldwide organisations ENSI, ITU, IEEE, 3GPP, CE, FCC [1], that increase the challenges and amerce the need for supporting more effort to find cost effective, safer and more productive solutions.
Therefore, the main research questions which are relevant to the present thesis, are:
a. Is wireless power transfer(WPT) of sufficient electric energy amount possible to charge a flying drone?
b. Which methods of WPT and electromagnetic energy transformation to DC power, are the most appropriate for the case and how will they be used?
c. Which technologies can be combined and in what way for acquiring the highest possible efficiency of the WPT system?
KeyWords
Wireless Power Transfer(WPT), Microwaves Power Transfer(MPT), Wireless Power(WiPo), Beamforming, Beamsteering, Rectification, Rectenna, Power Transformation Efficiency, Witricity, Unmanned Aerial Vechicles(UAV). | el_GR |
| dc.format.type | pdf | el_GR |
