የሚለምደዉ አንቴና ድርድሮች: እንዴት ነው የሚሰራው? (መሰረታዊ)

ትክክለኛ ሰዓት.

በአፕቲቬቲቭ አንቴና ድርድር ውስጥ የቦታ ሲግናል ሂደትን ለማግኘት የተለያዩ ስልተ ቀመሮችን በመመርመር እና በመፍጠር ያለፉትን ጥቂት አመታት አሳልፌያለሁ፣ እና ይህን እንደ ስራዬ በአሁኑ ጊዜ ማድረጌን ቀጥያለሁ። እዚህ ለራሴ ያገኘኋቸውን እውቀት እና ዘዴዎች ማካፈል እፈልጋለሁ። ይህንን የምልክት ሂደት ለማጥናት ገና ለጀመሩ ወይም ፍላጎት ላላቸው ሰዎች ጠቃሚ እንደሚሆን ተስፋ አደርጋለሁ።

አስማሚ አንቴና ድርድር ምንድን ነው?

አንቴና ድርድር በሆነ መንገድ በጠፈር ላይ የተቀመጡ የአንቴና ንጥረ ነገሮች ስብስብ ነው። እኛ የምንመረምረው የአስማሚ አንቴና ድርድር ቀለል ያለ መዋቅር እንደሚከተለው ሊወከል ይችላል ።
የሚለምደዉ አንቴና ድርድሮች: እንዴት ነው የሚሰራው? (መሰረታዊ)

የሚለምደዉ አንቴና ድርድሮች ብዙ ጊዜ "ብልጥ" አንቴናዎች ይባላሉ (ብልጥ አንቴና). "ብልጥ" አንቴና ድርድር በቦታ ሲግናል ማቀናበሪያ ክፍል እና በውስጡ በተተገበሩ ስልተ ቀመሮች የተሰራ ነው። እነዚህ ስልተ ቀመሮች የተቀበሉትን ሲግናሎች ይመረምራሉ እና ለእያንዳንዱ ንጥረ ነገሮች የሲግናል ስፋት እና የመጀመሪያ ደረጃ የሚወስኑ የክብደት ቅንጅቶች $ inline$w_1…w_N$inline$ ይመሰርታሉ። የተገለጸው የ amplitude-phase ስርጭት ይወስናል የጨረር ንድፍ ሙሉውን ጥልፍልፍ. የሚፈለገውን ቅርፅ የጨረር ንድፍ የማዋሃድ እና በምልክት ሂደት ውስጥ የመቀየር ችሎታ ከተለዋዋጭ አንቴና ድርድር ዋና ዋና ባህሪያት አንዱ ነው ፣ ይህም ሰፊውን ለመፍታት ያስችላል ። የተግባር ክልል. ግን መጀመሪያ ነገሮች መጀመሪያ።

የጨረር ንድፍ እንዴት ነው የተፈጠረው?

የጨረር ንድፍ በተወሰነ አቅጣጫ የሚፈነጥቀውን የምልክት ኃይል ያሳያል። ለቀላልነት, የላቲስ ንጥረ ነገሮች isotropic ናቸው ብለን እናስባለን, ማለትም. ለእያንዳንዳቸው የተለቀቀው ምልክት ኃይል በአቅጣጫው ላይ የተመካ አይደለም. በተወሰነ አቅጣጫ በፍርግርግ የሚፈነጥቀው ኃይል ማጉላት ወይም ማጉደል የተገኘው በምክንያት ነው። ጣልቃ መግባት EMW በተለያዩ የአንቴና ድርድር አካላት የተለቀቀ። ለ EMW የተረጋጋ ጣልቃገብነት ንድፍ የሚቻለው እነሱ ከሆኑ ብቻ ነው። ቅንጅት፣ ማለትም እ.ኤ.አ. የምልክቶቹ የደረጃ ልዩነት በጊዜ መለወጥ የለበትም። በሐሳብ ደረጃ፣ እያንዳንዱ የአንቴና ድርድር አካላት መብረቅ አለባቸው harmonic ምልክት በተመሳሳዩ የአገልግሎት አቅራቢ ድግግሞሽ $ የመስመር ላይ$f_{0}$የመስመር $። ነገር ግን፣ በተግባር አንድ ሰው ከጠባብ ማሰሪያ ምልክቶች ጋር መስራት አለበት።
ሁሉም የድርድር አካላት አንድ አይነት ምልክት እንዲለቁ ያድርጉ ውስብስብ ስፋት $inline$x_n(t)=u(t)$መስመር$። ከዚያም ላይ የሩቅ ተቀባይ፣ ከ nth ኤለመንት የተቀበለው ምልክት በ ውስጥ ሊወከል ይችላል። ትንተናዊ ቅጽ፡

$$ ማሳያ$$a_n(t) = u(t-tau_n)e^{i2pi f_0(t-tau_n)}$$ ማሳያ$$

የት $ inline$tau_n$inline$ ከአንቴና ኤለመንት ወደ መቀበያ ነጥብ የምልክት ስርጭት መዘግየት ነው።
እንዲህ ዓይነቱ ምልክት ነው "ኳሲ-ሃርሞኒክ", እና የተጣጣመ ሁኔታን ለማሟላት, በየትኛውም ሁለት አካላት መካከል በ EMW ስርጭት ውስጥ ያለው ከፍተኛው መዘግየት የምልክት ኤንቬሎፕ ባህሪ ጊዜ $ የመስመር ላይ $ ቲ $ የመስመር ላይ $, ማለትም በጣም ያነሰ መሆን አለበት. $inline$u(t-tau_n) ≈ u(t-tau_m)$ የመስመር ላይ$። ስለዚህ የጠባብ ማሰሪያ ምልክት የመገጣጠም ሁኔታ እንደሚከተለው ሊፃፍ ይችላል-

$$ display$$T≈frac{1}{Delta f}>>frac{D_{max}}{c}=max(tau_k-tau_m) $$ display$$

$ inline$D_{max}$inline$ በ AR አባሎች መካከል ያለው ከፍተኛ ርቀት ሲሆን $ inline$c$ inline$ የብርሃን ፍጥነት ነው።

ሲግናል ሲደርሰው፣የተጣጣመ ማጠቃለያ በዲጂታል መንገድ በቦታ ማቀነባበሪያ ክፍል ውስጥ ይከናወናል። በዚህ ሁኔታ ፣ በዚህ ብሎክ ውፅዓት ላይ ያለው የዲጂታል ምልክት ውስብስብ እሴት የሚወሰነው በሚከተለው መግለጫ ነው-

$$ ማሳያ$$y= ድምር_{n=1}^Nw_n^*x_n$$ማሳያ$$

በቅጹ ውስጥ የመጨረሻውን አገላለጽ ለመወከል የበለጠ አመቺ ነው ነጥብ ምርት N-dimensional ውስብስብ ቬክተሮች በማትሪክስ መልክ፡-

$$ ማሳያ$$y=(textbf{w},textbf{x})=textbf{w}^Htextbf{x}$$ ማሳያ$$

የት w и x አምድ ቬክተሮች ናቸው፣ እና $inline$(.)^H$inline$ ክወናው ነው። Hermitian conjugation.

የምልክቶች የቬክተር ውክልና ከአንቴናዎች ጋር ሲሰሩ ከመሠረታዊዎቹ አንዱ ነው, ምክንያቱም ብዙውን ጊዜ አስቸጋሪ የሂሳብ ስሌቶችን ያስወግዳል። በተጨማሪም በተወሰነ ጊዜ ከቬክተር ጋር የተቀበለውን ምልክት መለየት ብዙውን ጊዜ አንድ ሰው ከእውነተኛው አካላዊ ሥርዓት እንዲራቀቅ እና ከጂኦሜትሪ አንጻር በትክክል ምን እየሆነ እንዳለ እንዲረዳ ያስችለዋል.

የአንቴናውን ድርድር የጨረር ንድፍ ለማስላት በአእምሯዊ እና በቅደም ተከተል አንድ ስብስብ "ማስጀመር" አስፈላጊ ነው. የአውሮፕላን ሞገዶች ከሁሉም አቅጣጫዎች. በዚህ ሁኔታ, የቬክተር ንጥረ ነገሮች እሴቶች x በሚከተለው ቅፅ ሊቀርብ ይችላል፡-

$$display$$x_n=s_n=exp{-i(textbf{k}(phi,theta),textbf{r}_n)}$$ማሳያ$$

የት k - ሞገድ ቬክተር, $inline$phi$በመስመር$ እና $የመስመር$theta$inline$ - አዚሙዝ አንግል и የከፍታ አንግል፣ የአውሮፕላኑን ሞገድ መድረሻ አቅጣጫ ያሳያል፣ $ inline$textbf{r}_n$inline$ የአንቴና ኤለመንት መጋጠሚያ ነው፣ $inline$s_n$inline$ የፍጥነት ቬክተር አካል ነው። s የአውሮፕላን ሞገድ በሞገድ ቬክተር k (በእንግሊዘኛ ስነ-ጽሁፍ ውስጥ, ፋሲንግ ቬክተር ስቴሪጅ ቬክተር ይባላል). የካሬው የመጠን ስፋት ጥገኝነት y ከ$ inline$phi$inline$ እና $inline$theta$inline$ የአንድ ክብደት ቬክተር የአንቴናውን መቀበያ ንድፍ ይወስናል። w.

የአንቴና ድርድር የጨረር ንድፍ ገፅታዎች

በአግድም አውሮፕላን ውስጥ ባለው ቀጥተኛ ተመጣጣኝ አንቴና ድርድር ላይ የአንቴናዎችን የጨረር ንድፍ አጠቃላይ ባህሪዎችን ለማጥናት ምቹ ነው (ማለትም ፣ RP በአዚምታል አንግል $ inline$phi$ inline$ ላይ ብቻ የተመካ ነው)። ከሁለት እይታ አንጻር ምቹ: የትንታኔ ስሌቶች እና የእይታ አቀራረብ.

ለአሃዱ ክብደት ቬክተር(በመስመር ውስጥ $w_n=1፣ n = 1 … N$inline$) እንደተገለፀው RP አስሉ ከፍተኛ አቀራረብ.
ሒሳብ እዚህ አለ።የሚለምደዉ አንቴና ድርድሮች: እንዴት ነው የሚሰራው? (መሰረታዊ)
የሞገድ ቬክተር ትንበያ በቋሚ ዘንግ ላይ፡ $inline$k_v=-frac{2pi}{lambda}sinphi$inline$
የአንቴናውን አካል አቀባዊ መጋጠሚያ ከመረጃ ጠቋሚ n ጋር፡ $inline$r_{nv}=(n-1) d$inline$
ይህ ነው d - የአንቴናውን ድርድር ጊዜ (በአጎራባች አካላት መካከል ያለው ርቀት) λ የሞገድ ርዝመት ነው. ሁሉም ሌሎች የቬክተር አካላት r ከዜሮ ጋር እኩል ናቸው.
በአንቴና ድርድር የተቀበለው ምልክት በሚከተለው ቅጽ ተጽፏል።

$$ ማሳያ$$y=sum_{n=1}^{N}1 ⋅exp{i2pi nfrac{d}{lambda}sinphi}$$ማሳያ$$

ቀመሩን ለ የጂኦሜትሪክ እድገት ድምር и ውስብስብ አርቢዎችን በተመለከተ የትሪግኖሜትሪክ ተግባራት ውክልና :

$$display$$y=frac{1-exp{i2pi Nfrac{d}{lambda}sinphi}}{1-exp{i2pi frac{d}{lambda}sinphi}}=frac{sin(pi frac{Nd}) {lambda}sinphi)}{sin(pi frac{d}{lambda}sinphi)}exp{ipi frac{d(N-1)}{lambda}sinphi}$$ ማሳያ$$


በውጤቱም, እኛ እናገኛለን:

$$ display$$F(phi)=|y|^2=frac{sin^2(pi frac{Nd}{lambda}sinphi)}{sin^2(pi frac{d}{lambda}sinphi)} $ $ ማሳያ$$

የጨረር ስርዓተ-ጥለት ጊዜ

የተፈጠረው የአንቴና ድርድር የጨረር ንድፍ የማዕዘን ሳይን ወቅታዊ ተግባር ነው። ይህ ማለት ለተወሰኑ የሬሾው ዋጋዎች ማለት ነው ደ/λ ልዩነት አለው (ተጨማሪ) ከፍተኛ።
የሚለምደዉ አንቴና ድርድሮች: እንዴት ነው የሚሰራው? (መሰረታዊ)መደበኛ ያልሆነ የአንቴና ድርድር የጨረር ንድፍ ለ N = 5
የሚለምደዉ አንቴና ድርድሮች: እንዴት ነው የሚሰራው? (መሰረታዊ)መደበኛ የአንቴና ድርድር የጨረር ንድፍ ለ N = 5 በፖላር መጋጠሚያ ስርዓት ውስጥ

የ "diffractors" አቀማመጥ በቀጥታ ከ ሊታይ ይችላል ቀመሮች ለዲኤን. ይሁን እንጂ በአካል እና በጂኦሜትሪ (በኤን-ልኬት ቦታ) ከየት እንደመጡ ለመረዳት እንሞክራለን.

አባሎች ደረጃ መስጠት ቬክተር s ውስብስብ ገላጭ ናቸው $ኢንላይን$e^{iPsi n}$inline$ እሴታቸው የሚወሰነው በጠቅላላ አንግል $inline$Psi = 2pi frac{d}{lambda}sinphi$inline$ ነው። የአውሮፕላን ሞገድ ከተለያዩ አቅጣጫዎች ጋር የሚዛመዱ ሁለት አጠቃላይ ማዕዘኖች ካሉ፣ ለዚህም $ inline$Psi_1 = Psi_2 + 2pi m$inline$ እውነት ነው፣ ይህ ማለት ሁለት ነገሮች ማለት ነው።

  • በአካል፡- ከእነዚህ አቅጣጫዎች የሚመጡ የአውሮፕላን ሞገድ ግንባሮች በአንቴና ድርድር አካላት ላይ ተመሳሳይ የኤሌክትሮማግኔቲክ ማወዛወዝ ስፋት-ደረጃ ስርጭትን ያነሳሳሉ።
  • በጂኦሜትሪ፡- ደረጃ ቬክተሮች እነዚህ ሁለት አቅጣጫዎች አንድ ናቸውና.

በዚህ መንገድ የተገናኙት የማዕበል መድረሻ አቅጣጫዎች ከአንቴና ድርድር እይታ አንጻር እኩል ናቸው እና አንዳቸው ከሌላው ሊለዩ አይችሉም.

የስርዓተ-ጥለት አንድ ዋና ከፍተኛው ሁል ጊዜ የሚተኛበትን የማዕዘን ክልል እንዴት መወሰን እንደሚቻል? ይህንን በዜሮ አዚሙዝ አካባቢ ከሚከተሉት ግምት ውስጥ እናደርገዋለን፡ በሁለት ጎረቤት አካላት መካከል ያለው የደረጃ ሽግግር ዋጋ ከ$ inline$-pi$inline$ እስከ $inline$pi$inline$ ውስጥ መሆን አለበት።

$$ ማሳያ$$-pi<2pifrac{d}{lambda}sinphi

ይህንን እኩልነት በመፍታት በዜሮ አካባቢ ልዩ በሆነው ክልል ላይ ቅድመ ሁኔታን እናገኛለን።

$$ ማሳያ$$|sinphi|

ከማዕዘን አንጻር የልዩነት ክልል መጠኑ በግንኙነቱ ላይ የተመሰረተ መሆኑን ማየት ይቻላል ደ/λ. ከሆነ d = 0.5λ, ከዚያም እያንዳንዱ የምልክት መድረሻ አቅጣጫ "ግለሰብ" ነው, እና የልዩነት ክልል ሙሉውን ማዕዘኖች ይሸፍናል. ከሆነ d = 2.0λ, ከዚያም አቅጣጫዎች 0, ± 30, ± 90 እኩል ናቸው. በጨረር ንድፍ ውስጥ የዲፍራክሽን ሎቦች ይታያሉ.

በተለምዶ, ተለዋዋጭ አንቴናዎች በአቅጣጫ አንቴናዎች ለመጨቆን ይፈለጋሉ. በዚህ ሁኔታ የአንቴናውን ድርድር ሙሉ የጨረር ንድፍ የአንድ ንጥረ ነገር ንድፍ እና የኢሶትሮፒክ ንጥረ ነገሮች ስብስብ ውጤት ነው. የአንድ ኤለመንት የ RP ግቤቶች ብዙውን ጊዜ የሚመረጡት የአንቴናውን አደራደር ግልጽነት የጎደለው ክልል ባለው ሁኔታ ላይ በመመስረት ነው።

ዋናው የሎብ ስፋት

በሰፊው የሚታወቅ የኢንጂነሪንግ ፎርሙላ የአንቴናውን ስርዓት ዋና ሎብ ስፋት ለመገመት፡- $inline$Delta phi ≈ frac{lambda}{D}$inline$፣ D የአንቴናውን የባህሪ መጠን ነው። ቀመሩ የመስታወት አንቴናዎችን ጨምሮ ለተለያዩ አይነት አንቴናዎች ያገለግላል። ለአንቴና ድርድሮችም የሚሰራ መሆኑን እናሳይ።

ከዋናው ከፍተኛው አካባቢ ባለው የስርዓተ-ጥለት የመጀመሪያ ዜሮዎች የዋናውን የሎብ ስፋት እንወስን ። አሃዛዊ መግለጫዎች ለ$inline$F(phi)$inline$ በ$inline$sinphi=mfrac{lambda}{dN}$inline$ ይጠፋል። የመጀመሪያዎቹ ዜሮዎች ከ m = ± 1 ጋር ይዛመዳሉ. በመገመት $inline$frac{lambda}{dN}<<1$inline$ $inline$Delta phi = 2frac{lambda}{dN}$inline$ እናገኛለን።

በተለምዶ, የአቅጣጫ ንድፍ AP ስፋት በግማሽ ሃይል ደረጃ (-3 ዲቢቢ) ይወሰናል. በዚህ አጋጣሚ የሚከተለውን አገላለጽ ተጠቀም፡-

$$ ማሳያ$$ ዴልታ phi≈0.88frac{lambda}{dN}$$ማሳያ$$

ለምሳሌ:የሚለምደዉ አንቴና ድርድሮች: እንዴት ነው የሚሰራው? (መሰረታዊ)

ለአንቴና ድርድር ክብደቶች የተለያዩ የመጠን እሴቶችን በማዘጋጀት የዋናውን ሎብ ስፋት መቆጣጠር ይቻላል ። ሶስት ስርጭቶችን ተመልከት፡-

  • ዩኒፎርም ስፋት ማከፋፈያ (ክብደቶች 1)፡ $inline$w_n=1$ inline$።
  • ስፋት እሴቶች ወደ ፍርግርግ ጠርዞች (ክብደቶች 2)፡ $ inline$w_n=0.5+0.3cos(2pifrac{n-1}{N}-pifrac{N-1}{N})$ inline$
  • ወደ ፍርግርግ ጠርዞች (ክብደቶች 3) እየጨመሩ ያሉ ስፋት ያላቸው እሴቶች፡ $inline$w_n=0.5-0.3cos(2pifrac{n-1}{N}-pifrac{N-1}{N})$inline$

ስዕሉ በሎጋሪዝም ሚዛን ላይ የተገኘውን መደበኛ የጨረር ንድፎችን ያሳያል፡-የሚለምደዉ አንቴና ድርድሮች: እንዴት ነው የሚሰራው? (መሰረታዊ)
የሚከተሉት አዝማሚያዎች ከሥዕሉ ላይ ሊገኙ ይችላሉ-የክብደት መለኪያዎችን ስፋት ወደ ድርድር ጠርዞች መቀነስ የ RP ዋና ሎብ መስፋፋትን ያመጣል, ነገር ግን የጎን ላባዎች ደረጃ ይቀንሳል. የአንቴናውን አደራደር ወደ ጠርዞቹ የሚጨምሩት የመጠን እሴቶች በተቃራኒው ወደ ዋናው ሎብ ጠባብ እና የጎን ግድግዳዎች ደረጃ ይጨምራሉ። እዚህ የተገደቡ ጉዳዮችን ግምት ውስጥ ማስገባት ምቹ ነው-

  1. ከጽንፈኞቹ በስተቀር የሁሉም ንጥረ ነገሮች የክብደት መጋጠሚያዎች ስፋት ከዜሮ ጋር እኩል ነው። ለጽንፈኛ አካላት ክብደቶች ከአንድ ጋር እኩል ናቸው። በዚህ ሁኔታ, ጥጥሩ ከወር አበባ ጋር ባለ ሁለት አካል AR ጋር እኩል ይሆናል D = (N-1) መ. ከላይ ያለውን ቀመር በመጠቀም ዋናውን የሎብ ስፋት ለመገመት አስቸጋሪ አይደለም. በዚህ ሁኔታ, የጎን ግድግዳዎች ወደ ልዩነት (diffraction maxima) ይለወጣሉ እና ከዋናው ከፍተኛው ጋር ይጣጣማሉ.
  2. የማዕከላዊው ንጥረ ነገር ክብደት ከአንድ ጋር እኩል ነው, እና የተቀረው ሁሉ - ወደ ዜሮ. በዚህ ሁኔታ ፣ አንድ አንቴና ከአይዞሮፒክ የጨረር ንድፍ ጋር አገኘን ።

የዋናው ከፍተኛው አቅጣጫ

ስለዚህ, ዋናውን የሎብ ዲ ኤን ኤአር ስፋት እንዴት ማስተካከል እንደሚችሉ ተመልክተናል. አሁን አቅጣጫውን እንዴት መምራት እንዳለብን እንመልከት። እናስታውስ የቬክተር አገላለጽ ለተቀበለው ምልክት. ከፍተኛው የጨረር ንድፍ በተወሰነ አቅጣጫ $inline$phi_0$inline$ እንዲታይ እንፈልግ። ይህ ማለት ከፍተኛው ኃይል ከዚህ አቅጣጫ መቀበል አለበት. ይህ አቅጣጫ ከደረጃ ቬክተር ጋር ይዛመዳል $inline$textbf{s}(phi_0)$inline$ in N-ልኬት የቬክተር ቦታ፣ እና የተቀበለው ኃይል የዚህ ደረጃ ቬክተር የነጥብ ምርት ካሬ እና የክብደት ቬክተር ተብሎ ይገለጻል። w. የሁለት ቬክተሮች scalar ምርት ከፍተኛው በሚሆኑበት ጊዜ ነው። ኮላይኔር፣ ማለትም እ.ኤ.አ. $inline$textbf{w}=beta textbf{s}(phi_0)$inline$ የት β አንዳንድ normalizing ምክንያት ነው. ስለዚህ, ለሚፈለገው አቅጣጫ የክብደት ቬክተርን ከደረጃው ጋር እኩል ከመረጥን, ከዚያም ከፍተኛውን የጨረር ንድፍ እናዞራለን.
የሚለምደዉ አንቴና ድርድሮች: እንዴት ነው የሚሰራው? (መሰረታዊ)
የሚከተሉትን ክብደቶች እንደ ምሳሌ ተመልከት፡ $inline$textbf{w}=textbf{s}(10°)$inline$

$$display$$w_n=exp{i2pifrac{d}{lambda}(n-1) sin(10pi/180)}$$ ማሳያ$$

በውጤቱም, ከዋናው ከፍተኛው በ 10 ° አቅጣጫ የጨረር ንድፍ እናገኛለን.

አሁን ተመሳሳይ የክብደት መለኪያዎችን እንተገብራለን, ነገር ግን ለምልክት መቀበያ አይደለም, ነገር ግን ለማስተላለፍ. እዚህ ላይ አንድ ምልክት ሲተላለፍ, የሞገድ ቬክተር አቅጣጫው እንደሚገለበጥ ግምት ውስጥ ማስገባት ተገቢ ነው. ይህ ማለት ንጥረ ነገሮች ማለት ነው ደረጃ ቬክተር ለመቀበል እና ለማስተላለፍ በአርቢው ውስጥ ባለው ምልክት ይለያያል፣ ማለትም. ውስብስብ በሆነ ውህደት እርስ በርስ የተያያዙ ናቸው. በውጤቱም, በ -10 ° አቅጣጫ ለማስተላለፍ ከፍተኛውን የጨረር ንድፍ እናገኛለን, ይህም ከተመሳሳይ የክብደት መለኪያዎች ጋር ለመቀበል ከከፍተኛው RP ጋር የማይጣጣም ነው, ሁኔታውን ለማስተካከል, ውስብስብ ውህደትን በ የክብደት መለኪያዎችም እንዲሁ.
የሚለምደዉ አንቴና ድርድሮች: እንዴት ነው የሚሰራው? (መሰረታዊ)
ከአንቴና ድርድር ጋር በሚሰሩበት ጊዜ ለመቀበል እና ለማስተላለፍ የ RP ምስረታ የተገለጸው ባህሪ ሁል ጊዜ መታወስ አለበት።

በጨረር ንድፍ እንጫወት

በርካታ ከፍታዎች

በአቅጣጫው ሁለት ዋና ዋና የጨረር ንድፍ ለመፍጠር ስራውን እናስቀምጥ፡-5° እና 10°። ይህንን ለማድረግ እንደ የክብደት ቬክተር ለተዛማጅ አቅጣጫዎች የደረጃ ቬክተሮች የክብደት ድምርን እንመርጣለን.

$$display$$textbf{w} = betatextbf{s}(10°)+(1-ቤታ)textbf{s}(-5°)$$ማሳያ$$

የሚለምደዉ አንቴና ድርድሮች: እንዴት ነው የሚሰራው? (መሰረታዊ)ሬሾን ማስተካከል β በዋና አበባዎች መካከል ያለውን ጥምርታ ማስተካከል ይችላሉ. እዚህ እንደገና በቬክተር ቦታ ላይ ምን እየተከናወነ እንዳለ ለመመልከት ምቹ ነው. ከሆነ β ከ 0.5 በላይ ፣ ከዚያ የክብደት መጋጠሚያዎች ቬክተር ወደ ቅርብ ነው። s(10°)፣ ካልሆነ s(-5°)። የክብደቱ ቬክተር ወደ አንዱ ፋሶር ሲጠጋ፣ የሚዛመደው scalar ምርት የበለጠ ይሆናል፣ እና ስለዚህ የሚዛመደው RP ከፍተኛ ዋጋ።
የሚለምደዉ አንቴና ድርድሮች: እንዴት ነው የሚሰራው? (መሰረታዊ)
ሆኖም ፣ ሁለቱም ዋና ዋና አበባዎች የተወሰነ ስፋት እንዳላቸው ከግምት ውስጥ ማስገባት ተገቢ ነው ፣ እና ወደ ሁለት ቅርብ አቅጣጫዎች ለመቃኘት ከፈለግን ፣ እነዚህ አበቦች ወደ አንድ መካከለኛ አቅጣጫ ያቀናሉ ።

አንድ ከፍተኛ እና ዜሮ

አሁን ከፍተኛውን የጨረር ንድፍ ወደ $ inline$phi_1=10°$inline$ ለማስተካከል እንሞክር እና በተመሳሳይ ጊዜ ከአቅጣጫው $inline$phi_2=-5°$inline$ የሚመጣውን ምልክት ለማፈን እንሞክር። ይህንን ለማድረግ ለተዛማጅ ማዕዘን ዜሮ ዲኤን ማዘጋጀት አለብዎት. ይህንን በሚከተለው መንገድ ማድረግ ይችላሉ.

$$ display$$textbf{w}=textbf{s}_1-frac{textbf{s}_2^Htextbf{s}_1}{N}textbf{s}_2$$ማሳያ$$

የት $inline$textbf{s}_1 = textbf{s}(10°)$inline$ እና $inline$textbf{s}_2 = textbf{s}(-5°)$ inline$።
የሚለምደዉ አንቴና ድርድሮች: እንዴት ነው የሚሰራው? (መሰረታዊ)
የክብደት ቬክተር ምርጫ የጂኦሜትሪክ ትርጉም እንደሚከተለው ነው. ይህንን ቬክተር እንፈልጋለን w በ$ inline$textbf{s}_1$inline$ ላይ ከፍተኛ ትንበያ ነበረው እና ለ$inline$textbf{s}_2$inline$ ቬክተር ቀጥተኛ ነበር። ቬክተር $ inline$textbf{s}_1$inline$ በሁለት ቃላት ሊወከል ይችላል፡ ኮሊኔር ቬክተር $inline$textbf{s}_2$ inline$ እና orthogonal vector $ inline$textbf{s}_2$ inline$። የችግሩን መግለጫ ለማርካት, ሁለተኛውን አካል እንደ የክብደት መለኪያዎች (vector of weight coefficients) መምረጥ አስፈላጊ ነው w. የነጥብ ምርቱን በመጠቀም ቬክተር $inline$textbf{s}_1$inline$ን ወደ ተለመደው ቬክተር $inline$frac{textbf{s}_2}{sqrt{N}}$inline$ ላይ በማንሳት የኮሊነር ክፍሉን ማስላት ይችላሉ።

$$ display$$textbf{s}_{1||}=frac{textbf{s}_2}{sqrt{N}}frac{textbf{s}_2^Htextbf{s}_1}{sqrt{N}} $$ ማሳያ$$

በዚህ መሠረት የኮሊንየር ክፍሉን ከመጀመሪያው ደረጃ ቬክተር $ inline$textbf{s}_1$ inline$ ስንቀንስ የሚፈለገውን ክብደት ቬክተር እናገኛለን።
የሚለምደዉ አንቴና ድርድሮች: እንዴት ነው የሚሰራው? (መሰረታዊ)

አንዳንድ ተጨማሪ ማስታወሻዎች

  1. በሁሉም ቦታ, የክብደት ቬክተርን መደበኛ የማድረግ ጉዳይን ትቼዋለሁ, ማለትም. ርዝመቱ. ስለዚህ የክብደት ቬክተር መደበኛነት የአንቴና ድርድር የጨረር ንድፍ ባህሪያት ላይ ተጽዕኖ አያሳድርም-የዋናው ከፍተኛው አቅጣጫ ፣ የዋናው ሎብ ስፋት ፣ ወዘተ. በተጨማሪም ይህ መደበኛነት በ SNR የቦታ ማቀነባበሪያ ማገጃ ውፅዓት ላይ ተጽዕኖ እንደማይኖረው ማሳየት ይቻላል. በዚህ ረገድ፣ የቦታ ሲግናል ማቀናበሪያ ስልተ ቀመሮችን ግምት ውስጥ በማስገባት፣ አብዛኛውን ጊዜ የክብደት ቬክተርን አሃድ መደበኛነት እቀበላለሁ፣ ማለትም። $inline$textbf{w}^Htextbf{w}=1$ የመስመር ውጪ$
  2. የአንቴናውን ድርድር RP የመፍጠር እድሎች በቁጥር ንጥረ ነገሮች ብዛት ይወሰናሉ N. ብዙ ንጥረ ነገሮች ፣ እድሎች እየሰፉ ይሄዳሉ። የቦታ ክብደት ማቀነባበሪያን በመተግበር ላይ የበለጠ የነፃነት ደረጃዎች, በ N-dimensional space ውስጥ የክብደት ቬክተርን እንዴት "መጠምዘዝ" እንደሚችሉ ተጨማሪ አማራጮች.
  3. RP በሚቀበሉበት ጊዜ የአንቴና ድርድር በአካል የለም ፣ እና ይህ ሁሉ የሚገኘው ምልክቱን በሚያስኬደው የኮምፒተር ክፍል “ምናብ” ውስጥ ብቻ ነው። ይህ ማለት ብዙ ቅጦች በተመሳሳይ ጊዜ ሊዋሃዱ እና ከተለያዩ አቅጣጫዎች የሚመጡ ምልክቶችን በተናጥል ማካሄድ ይችላሉ ማለት ነው። በማስተላለፍ ረገድ፣ ነገሮች በተወሰነ ደረጃ የተወሳሰቡ ናቸው፣ ነገር ግን የተለያዩ የውሂብ ዥረቶችን ለማስተላለፍ ብዙ ዲኤንኤን ማቀናጀትም ይቻላል። በመገናኛ ስርዓቶች ውስጥ ይህ ቴክኖሎጂ ይባላል MIMO.
  4. በቀረበው የማትላብ ኮድ እገዛ በዲኤን እራስዎ መጫወት ይችላሉ።
    ኮድ

    % antenna array settings
    N = 10;             % number of elements
    d = 0.5;            % period of antenna array
    wLength = 1;        % wavelength
    mode = 'receiver';  % receiver or transmitter
    
    % weights of antenna array
    w = ones(N,1);    
    % w = 0.5 + 0.3*cos(2*pi*((0:N-1)-0.5*(N-1))/N).';
    % w = 0.5 - 0.3*cos(2*pi*((0:N-1)-0.5*(N-1))/N).';
    % w = exp(2i*pi*d/wLength*sin(10/180*pi)*(0:N-1)).';
    % b = 0.5; w = b*exp(2i*pi*d/wLength*sin(+10/180*pi)*(0:N-1)).' + (1-b)*exp(2i*pi*d/wLength*sin(-5/180*pi)*(0:N-1)).';
    % b = 0.5; w = b*exp(2i*pi*d/wLength*sin(+3/180*pi)*(0:N-1)).' + (1-b)*exp(2i*pi*d/wLength*sin(-3/180*pi)*(0:N-1)).';
    
    % s1 = exp(2i*pi*d/wLength*sin(10/180*pi)*(0:N-1)).';
    % s2 = exp(2i*pi*d/wLength*sin(-5/180*pi)*(0:N-1)).';
    % w = s1 - (1/N)*s2*s2'*s1;
    % w = s1;
    
    % normalize weights
    w = w./sqrt(sum(abs(w).^2));
    
    % set of angle values to calculate pattern
    angGrid_deg = (-90:0.5:90);
    
    % convert degree to radian
    angGrid = angGrid_deg * pi / 180;
    % calculate set of steerage vectors for angle grid
    switch (mode)
        case 'receiver'
            s = exp(2i*pi*d/wLength*bsxfun(@times,(0:N-1)',sin(angGrid)));
        case 'transmitter'
            s = exp(-2i*pi*d/wLength*bsxfun(@times,(0:N-1)',sin(angGrid)));
    end
    
    % calculate pattern
    y = (abs(w'*s)).^2;
    
    %linear scale
    plot(angGrid_deg,y/max(y));
    grid on;
    xlim([-90 90]);
    
    % log scale
    % plot(angGrid_deg,10*log10(y/max(y)));
    % grid on;
    % xlim([-90 90]);

አስማሚ አንቴና ድርድርን በመጠቀም ምን አይነት ስራዎች ሊፈቱ ይችላሉ?

የማይታወቅ ምልክት ጥሩ አቀባበልየምልክት መድረሻ አቅጣጫው የማይታወቅ ከሆነ (እና የግንኙነት ጣቢያው ብዙ መንገድ ከሆነ ፣ ብዙ አቅጣጫዎች በጠቅላላ አሉ) ፣ ከዚያ በአንቴና ድርድር የተቀበለውን ምልክት በመተንተን ጥሩውን የክብደት ቬክተር መፍጠር ይቻላል ። w በቦታ ማቀነባበሪያ ክፍል ውፅዓት ላይ ያለው SNR ከፍተኛ ይሆናል።

ጣልቃ ገብነት በሚኖርበት ጊዜ ምርጥ የምልክት መቀበያእዚህ ችግሩ እንደሚከተለው ቀርቧል-የሚጠበቀው ጠቃሚ ምልክት የቦታ መመዘኛዎች ይታወቃሉ, ነገር ግን በውጫዊ አካባቢ ውስጥ ጣልቃገብነት ምንጮች አሉ. በሲግናል መቀበያ ላይ ያለውን ጣልቃገብነት ተፅእኖ በመቀነስ በ AA ውፅዓት ላይ የ SINR ን ከፍ ማድረግ አስፈላጊ ነው.

ለተጠቃሚው ምርጥ የምልክት ማስተላለፍይህ ችግር በሞባይል የመገናኛ ዘዴዎች (4G, 5G), እንዲሁም በ Wi-Fi ውስጥ ተፈትቷል. ትርጉሙ ቀላል ነው በተጠቃሚው የግብረመልስ ቻናል ውስጥ በልዩ አብራሪ ምልክቶች እገዛ የግንኙነት ቻናል የቦታ ባህሪዎች ይገመታል ፣ እና በእሱ መሠረት ለማስተላለፍ የክብደት መለኪያዎችን በጣም ጥሩው ቬክተር ተመርጧል።

የቦታ ብዜት የውሂብ ዥረቶችየሚለምደዉ አንቴና ድርድሮች መረጃን ለብዙ ተጠቃሚዎች በተመሳሳይ ጊዜ በተመሳሳይ ድግግሞሽ እንዲያስተላልፉ ይፈቅድልዎታል፣ ለእያንዳንዳቸው የግለሰብ ስርዓተ-ጥለት ይመሰርታሉ። ይህ ቴክኖሎጂ MU-MIMO ተብሎ የሚጠራ ሲሆን በአሁኑ ጊዜ በግንኙነት ስርዓቶች ውስጥ (እና አስቀድሞ የሆነ ቦታ) በንቃት በመተግበር ላይ ነው. የቦታ ብዜት ችሎታው ለምሳሌ በ 4G LTE የሞባይል ግንኙነት ደረጃ፣ IEEE802.11ay Wi-Fi መስፈርት፣ 5G የሞባይል ግንኙነት ደረጃዎች ቀርቧል።

ለራዳሮች ምናባዊ አንቴና ድርድሮችየዲጂታል አንቴና ድርድር በበርካታ አስተላላፊ የአንቴና ኤለመንቶች እገዛ ለምልክት ሂደት ትልቅ መጠን ያለው ቨርቹዋል አንቴና ድርድር ለመመስረት ያስችላል። ምናባዊ ፍርግርግ የእውነተኛው ሁሉም ባህሪዎች አሉት ፣ ግን ለተግባራዊነቱ አነስተኛ ሃርድዌር ይፈልጋል።

የጨረር ምንጮችን መለኪያዎች ግምትየሚለምደዉ አንቴና ድርድሮች ቁጥሩን, ኃይልን, የመገመት ችግርን ለመፍታት ያስችላል. የማዕዘን መጋጠሚያዎች የሬዲዮ ልቀት ምንጮች, በተለያዩ ምንጮች ምልክቶች መካከል ስታቲስቲካዊ ግንኙነት ለመመስረት. በዚህ ጉዳይ ላይ የሚለምደዉ አንቴና ድርድሮች ዋነኛው ጠቀሜታ በቅርበት ርቀት ላይ ያሉ የጨረራ ምንጮችን እጅግ በጣም ጥራት የማግኘት ችሎታ ነው። ምንጮች፣ በመካከላቸው ያለው የማዕዘን ርቀት ከአንቴና ድርድር ዋና ሎብ ስፋት ያነሰ ነው (የ Rayleigh ጥራት ገደብ). ይህ በዋነኝነት የሚቻለው በምልክቱ የቬክተር ውክልና፣ በሚታወቀው የምልክት ሞዴል፣ እንዲሁም በመስመራዊ ሂሳብ መሳሪያዎች ነው።

ስለ ጥሞናዎ እናመሰግናለን

ምንጭ: hab.com

አስተያየት ያክሉ