Sz

1
Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan(régi
nevén Mikrohullámú Híradástechnika)Tanszék
60-éves ünnepsége

• Völgyi FerencMikrohullámok ipari
  alkalmazásai,nyomtatott antennák

Budapesti Muszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
2
(No Transcript)
3
Témakörök

4
Kutatási témáim 1964-2010

• 1964- Diplomatervem Nukleáris detektorjel
  szimulátor
• 1965- Kétdiódás parametrikus erosítok a 3,6
  GHz-es sávra (TKI), ZMKA-ETI eloadások
• 1966- ETI-eloadások, lab.gyak, TKI-PE fejlesztés
• 1967- TKI-PE fejlesztés, reflex klisztronok
  vizsgálata
• 1968- HM-PE terepmérések (Tápiószecso, Katafa,
  Pápa),
• 1969-GTT-PE, Parametrikus erosíto a GTT4000/600
  mikrohullámú berend.hez Barka-PE bemutató
  (Szeged)
• 1970- GTT-PE (Kékes, Mikrohullámú Állomás),
  BARKA-PE (FMV-ben gyártjuk), Szeged bemutató,
  AR-1 PE fejlesztés (Budapest, Ferihegy Airport),
  PE-0.8 (Körishegy)
• 1971- Elektronikus hangolású PKI-PE
  (Taljándörögd)
• 1972- PE 0.8 (HTI), Polyguide-PE, Gunn
  oszcillátorok fejlesztése, újítás (PRTMI),
  szakmérnöki diploma megszerzése
• 1973- BARKA-PE (HM) fejlesztés, új lengyel diódák
  (Varsó), hofok-kompenzálás (FMV)

5

• 1974- PKI-PE fejlesztés (széles sávban
  varaktorral hangolható)
• 1975- Intern.Wiss.Koll. (Ilmenau), Parametric
  Amplifiers on Plastic Substrates
• 1976- ECHO-berendezés fejlesztés (Mechanikai
  Laboratórium), GO-mozgás érzékeló (MIKI), 8
  GHz-es miniatur mikro berendezés (Orion)
• 1977- ECHO-II fejlesztés (Mech.Labor), bPE-3
  fejlesztés, felszer. (Sofia, Varna, Burgas),
  Meteosat-PE fejlesztés, FPE (Budapest, Ferihegy)
  kísérletek, IV.Nat.Conf. (Gdansk) Hybrid
  integrated microwave mixers using different field
  configuration on diff. frequencies
  (Bozsóki-Völgyi)
• 1978- PE-jelkör mérése (hallg.lab.), bPE-3
  (Sofia,Varna,Burgas), Meteosat-PE
• 1979- Meteosat 1.7 GHz PE (Neustrelitz)
• 1980- bPE-3 (Sofia, Varna, Burgas), XFPE
  (Budapest, Ferihegy), 50 GHz GO-fejlesztés
• 1981- XbPE, PE/ OPRL-4 (Targoviste)
• 1982- XbPE, PÁRA-1 (extrém kiszajú PE) TKI, bPE
  (Sofia, Varna, Burgas, Plovdiv)
• 1983- XbPE, Cx-WG adapter szabadalom
  (2251/4020/82/3), PARANT (Orion), MHT-94-PA, bPE
  (Sofia, Varna, Burgas)
• 1984- bPE (Sofia, Varna, Burgas), digitális MTI
  (Gálfi)

6

• 1985- MSA-tanulmány, Hir.Tech cikkem,
  bPE-célmuszerek (Sofia, Varna, Burgas)
• 1986-Textilipari nedvességméro, LPE-9.6
  (Ferihegyi repülotér, MRL-5)
• 1987- EuMC-Rome, MACORD (HTV), GNM, Kozetradar
  (OMFB)
• 1988- KSR-8 MSA, PARION, Kozetradar, XbPE (Sofia,
  Varna, Burgas)
• 1989- SBMO (Sao Paulo), Gabona Nedvesség Méro GNM
  (Gödöllo Egyetem)
• 1990- ICOMM (Dehra Dun, India), EuMC (Budapest),
  MACONT (Totaltel),
• EPF (Parab.Szövetk.), SHF-konv zavarvédettség
  (Stog GmbH), PRF-MSA (Orion), Kozatradar
  (Geopárd,Pécs)
• 1991- 21EuMC (Stuttgart, Mernyei F) EPF, HTSC-
  Debreceni Egyetem, 16 GHz MSA
• 1992- HPWR-MSA (LS), Cu-vastagréteg minosítése
  (OMFB)
• 1993- 23EuMC (Madrid), HPWR-MSA, MTTS, GTRI,
  MOIST-1 (Atlanta), Megnövelt sávszélességu
  mikrosztrip antenna szabadalom (205 816)
  Papír-anyagok mikrohull. vizsg. (Papiripari Kut.)
• 1994- ESL (White Light Project WLP-Boston, BCN),
  THz DET (MÜFKI)
• 1995- Milcon (Abu Dhabi), Okt.Konf (Gyor), TMA
  (BHG), CBM (Interspan), EM-tér/anyag (OTKA), ESL
  (WLP-Boston, BCN)

7

• 1996- MTTS-96, MOIST-2 (San Francisco) CBM, ISAP
  (Chiba), BANKNET (Dr.Szabad Gy), RTD-Labor,
  Tateyama-Kagaku (Toyama City), Marion-MSA
  (Orion), GNM (Gödölloi Egyetem), könyv fejezet
  (IEEE Press) 0.9 GHz-es panel ant. (BHG)
• 1997- 27EuMC (Jerusalem) WGM-converter, CBM
  (Interspan, Vásáros-namény), RTD-Lab, 5.8 GHz
  PHA-MSA (Wavespan, San Francisco) kukorica
  polarizációs mérése (Gödölloi Egy.),
  PRISM-mérések Harris
• 1998- URSI (Thessaloniki), NTUA (Athens, Greek),
  MSA RD (Izmir, Turkey), PIERS (Nantes), APMC
  (Yokohama), 14 GHz MSA-array, KandóFóisk. 100
  éves, ea Mikroh. mérorendszer folyamatszab.
  Célokra
• 1999- SSTA (Denver), MOIST-3 (Athens, Georgia,
  USA), MICROCOLL-10 (Budapest), EMC (Zurich)
  GTEM-cell, Híradástechnika cikkeim, Dept. Of Wood
  Science (Blacksburg, Virginia), oktatás Kandó
  Musz. Foisk.

8

• 2000- NDT of Wood (Sopron), SSTA (San Diego),
  Specifying the freshness of eggs using microwave
  sensors, SSTA International Journal, Vol 1, No 1,
  and Multifrequency sensing of large-sized
  dielectric boards, könyv fejezet Sensors Update
  (Wiley), oktatás Kandó Bp-i Muszaki Foisk, SSTA
  Int. Journal editorial board member
• 2001- SSTA-3 (San Diego), Design of a non-line
  sensor system with spread-spectrum and modulated
  backscatter techniques, MOIST (Weimar)
  Microstrip sensors used in microwave aquametry
  (Völgyi), Influence of some EM-parameters of
  microwave field on grain drying process
  (Beke-Völgyi), Scaletron Co (Montreal), TAN-35
  szélessávú, többrétegu planár antennák
  (Teletechnika Kft), oktatás Kandó Bp-i Muszaki
  Foisk
• 2002- ISHM (Taipei, Taiwan), Calibration methods
  for non density-sensitive microwave-based
  moisture sensors, Scaletron Co (Montreal),
  oktatás Kandó Bp-i Musz. Foisk
• 2003- ISEMA03 (Rotorua, New Zealand) New
  microwave sensors for use in bins of raw
  materials and in concrete mixers, Scaletron Co
  (Montreal)

9

• 2004- Nyugdíjban, WCNDT, Invited Paper Microwave
  Inspection of Civil Structures (Montreal),
  Scaletron Co (Montreal)
• 2005- ISEMA05 (Weimar) Non-contact moisture
  sensor for fresh concrete, könyv fejezet
  Electromagnetic Aquametry (Springer), MVMK
  (Gulyás), RONED-PWM (BAERT, Bakonyi Eromu, Ajka)
• 2006- ISHM (Rio de Janeiro), Microwave sensing
  the water content of timbers in wood-fired power
  plants, MVMK, PWM (Ajka)
• 2007- Meas. Sci. Technol. Cikkem, MVMK, PWM
  (Ajka), RFID-MSA (EU-kutatás)
• 2008- RONED (Ajka), RFID-MSA-k
• 2009- RONED (Ajka), ISC-2 Intelligent Shopping
  Cart (MSA-k), SZAN (Vértesi Eromu)
• 2010- APNED (DBM, Dél-nyírségi Bioenergia Muvek)
  lt remélem!

10
Renewable Energy Sources in Hungary
The share of utilisation of renewable energy
sources in Hungary in percentage (1999-2003).
11
Power Plant, Ajka, Hungary
Timbers are positioned parallel or orthogonal
with respect to the tracks axis, and measured on
the weigh-bridge.
12
Power Plant, Ajka, Hungary
The air pollution is minimized in power plants
fueled by firewood (timber)
13
Specifications

• range of moisture content
• 20-120 (dry basis)
• desired accuracy 5
• temperature range
• -20 40 C deg
• timbers positioned
• horizontally-, parallel or
• orthogonal
• frequency ISM-bands

• Type of wood
• mixed (forestry), Turkey oak,
• Poplar, Oak, Spruce, Beech
• distribution,
• length of timbers
• 1m 40, 2-2.5m 35,
• 3-4m 15, 5-6m 15
• diameter
• 25-65 cm 60, 5-25 cm 40

14
Balloon-diagram
Volume-weight (0.3lt ?lt 1.3 t/m3) versus water
content (0ltwlt120), parameter ? ?(1s) 0.25lt
?lt0.9 Mean values for 1 year. Turkey Oak 1,
Poplar 2, Oak 3, Spruce 4, Beech 5, Hornbeam 6,
Alder 7, Mixed (green circles)
15
2.2. Direct model

• Depending on the dry-density, polynomal
  approximations of e are given in the next
  equations, based on the Tables of 1
• e(?0.3) 1.51 0.0262 w 0.86410e-4 w2
  (8).
• e(?0.8) 2.54 0.629 w 1.9410 e-4 w2
  (13)
• Polinomal approximations are also given for tan d
  (?,w) -values
• Microwave properties
• A 1.82 F1L e/21tan2(d)0.5-10.5
• F1 12 F1L
  e/21tan2(d)0.510.5-1
• Here A is the transmission attenuation in dB, F1
  is the frequency in GHz, L is an equivalent
  thickness of wood-stack, measured in cm, and F1
  is given in

16
Results for A(w)
Calculated A(w), parameter ?0.3-0.4-0.5-0.6-0.
7-0.8 t/m3 from bottom to top, L 1m, f 434
MHz, t 20 ? C
17
Results for F(w)
Calculated F(w), parameter ?0.3-0.4-0.5-0.6-0.7-
0.8 t/m3 from bottom to top, L 1m, f 434
MHz, t 20 ? C
18
Results for Oak, Hornbeam, A(t)
Calculated A(t), parameter w0-20-40-60-80-100-12
0 from bottom to top, L 1m, f 434 MHz, ?
0.7 t/m3
19
Results for Oak, Hornbeam, F(t)
Calculated F(t), parameter w0-20-40-60-80-100-12
0 from bottom to top, L 1m, f 434 MHz, ?
0.7 t/m3
20
Inverse model for calculation of w
21
2.2. Inverse model
Starting with multi-frequency Ai, Fi data, next
is the approximation of dry density and
equivalent thickness of the wood-stack. Prelimina
ry info type of wood, measured weight,
approximate volume.
From dual frequency phase relations 9
Using signatures
The permittivity and loss tangent
22
2.2. Inverse model (contd)
Using the universal calibration given in 9 with
our frequency dependent a(f) constants, the
X-value can be calculated a(0.434) 1.05
a(0.915) 1.25 a(2.450) 1.35
and the inverse functions (moisture contents) at
given dry densities are
23
Microwave measurement of a wood-stack. Vertically
polarized microstrip antennas-, semirigid
cables-, and the VNA is also shown
24
Microwave measurement of a wood-stack (2)
25
Transmission amplitude and phase measurement of a
wood-stack. Frequency markers 420-434-448 MHz,
attenuation 36.2-43.4-42.3 dB, phase
107.6-57.2-24.7 deg
26
Simplified block-scheme of the firewood moisture
measurement system
27
(No Transcript)
28
(No Transcript)
29
(No Transcript)
30
(No Transcript)
31
(No Transcript)
32
(No Transcript)
33
(No Transcript)
34
(No Transcript)
35
(No Transcript)
36
(No Transcript)
37
Ajka
38
(No Transcript)
39
(No Transcript)
40
(No Transcript)
41
(No Transcript)
42
(No Transcript)
43
Non-Contact Moisture Sensor for Fresh Concrete
Measurement set-up for NCS using active-BSC
44
RFID
45
(No Transcript)
46
(No Transcript)
47
(No Transcript)
48
Scale-Tron (Montreal)
49
(No Transcript)
50
(No Transcript)
51
(No Transcript)
52
(No Transcript)
53
(No Transcript)
54
(No Transcript)
55
(No Transcript)
56
(No Transcript)
57
(No Transcript)
58
(No Transcript)
59
(No Transcript)
60
(No Transcript)
61
(No Transcript)