Ddiwrnod da.
Rwyf wedi treulio’r ychydig flynyddoedd diwethaf yn ymchwilio ac yn creu algorithmau amrywiol ar gyfer prosesu signalau gofodol mewn araeau antena addasol, ac yn parhau i wneud hynny fel rhan o’m gwaith presennol. Yma hoffwn rannu'r wybodaeth a'r triciau a ddarganfyddais i mi fy hun. Rwy’n gobeithio y bydd hyn yn ddefnyddiol i bobl sy’n dechrau astudio’r maes hwn o brosesu signalau neu’r rhai sydd â diddordeb yn syml.
Beth yw arae antena addasol?
– dyma set o elfennau antena wedi'u gosod yn y gofod mewn rhyw ffordd. Gellir cynrychioli strwythur symlach o'r arae antena addasol, y byddwn yn ei ystyried, yn y ffurf ganlynol:
Gelwir araeau antena addasol yn aml yn antenâu “clyfar” (). Yr hyn sy'n gwneud arae antena yn “glyfar” yw'r uned brosesu signal gofodol a'r algorithmau a weithredir ynddi. Mae'r algorithmau hyn yn dadansoddi'r signal a dderbynnir ac yn ffurfio set o gyfernodau pwysoli $inline$w_1…w_N$inline$, sy'n pennu osgled a chyfnod cychwynnol y signal ar gyfer pob elfen. Mae'r dosraniad cyfnod osgled a roddir yn penderfynu y dellt cyfan yn ei gyfanrwydd. Mae'r gallu i syntheseiddio patrwm ymbelydredd o'r siâp gofynnol a'i newid yn ystod prosesu signal yn un o brif nodweddion araeau antena addasol, sy'n caniatáu datrys ystod eang o broblemau. . Ond pethau cyntaf yn gyntaf.
Sut mae'r patrwm ymbelydredd yn cael ei ffurfio?
yn nodweddu'r pŵer signal a allyrrir i gyfeiriad penodol. Er mwyn symlrwydd, tybiwn fod yr elfennau dellt yn isotropig, h.y. ar gyfer pob un ohonynt, nid yw pŵer y signal a allyrrir yn dibynnu ar y cyfeiriad. Ceir ymhelaethu neu wanhau'r pŵer a allyrrir gan y gratio i gyfeiriad penodol oherwydd Tonnau electromagnetig a allyrrir gan wahanol elfennau o'r arae antena. Mae patrwm ymyrraeth sefydlog ar gyfer tonnau electromagnetig yn bosibl dim ond os ydynt , h.y. ni ddylai gwahaniaeth cyfnod y signalau newid dros amser. Yn ddelfrydol, dylai pob elfen o'r arae antena belydru ar yr un amledd cludwr $inline$f_{0}$inline$. Fodd bynnag, yn ymarferol mae'n rhaid gweithio gyda signalau band cul sydd â sbectrwm o led cyfyngedig $inline$Delta f << f_{0}$inline$.
Gadewch i bob elfen AR allyrru'r un signal â $inline$x_n(t)=u(t)$inline$. Yna ymlaen yn y derbynnydd, gellir cynrychioli'r signal a dderbynnir o'r elfen n-fed yn ffurf:
$$display$$a_n(t) = u(t-tau_n)e^{i2pi f_0(t-tau_n)}$$display$$
lle $inline$tau_n$inline$ yw'r oedi wrth ymledu signal o'r elfen antena i'r pwynt derbyn.
Mae signal o'r fath yn "lled-harmonig", ac i fodloni’r amod cydlyniad, mae’n angenrheidiol bod yr oedi mwyaf wrth ymlediad tonnau electromagnetig rhwng unrhyw ddwy elfen yn llawer llai nag amser newid nodweddiadol yn yr amlen signal $inline$T$inline$, h.y. $inline$u(t-tau_n) ≈ u(t-tau_m)$inline$. Felly, gellir ysgrifennu'r amod ar gyfer cydlyniad signal band cul fel a ganlyn:
$$display$$T≈frac{1}{Delta f}>>frac{D_{max}}{c}=max(tau_k-tau_m) $$display$$
lle $inline$D_{max}$inline$ yw'r pellter mwyaf rhwng elfennau AR, a $inline$с$inline$ yw cyflymder y golau.
Pan dderbynnir signal, perfformir crynhoi cydlynol yn ddigidol yn yr uned brosesu ofodol. Yn yr achos hwn, mae gwerth cymhleth y signal digidol yn allbwn y bloc hwn yn cael ei bennu gan y mynegiant:
$$display$$y=sum_{n=1}^Nw_n^*x_n$$display$$
Mae'n fwy cyfleus cynrychioli'r mynegiant olaf yn y ffurf Fectorau cymhleth N-dimensiwn ar ffurf matrics:
$$display$$y=(textbf{w},textbf{x})=textbf{w}^Htextbf{x}$$display$$
lle w и x yn fectorau colofn, a $inline$(.)^H$inline$ yw'r gweithrediad .
Cynrychiolaeth fector o signalau yn un o'r rhai sylfaenol wrth weithio gyda araeau antena, oherwydd yn aml yn eich galluogi i osgoi cyfrifiadau mathemategol feichus. Yn ogystal, mae adnabod signal a dderbynnir ar adeg benodol gyda fector yn aml yn caniatáu i rywun dynnu o'r system ffisegol go iawn a deall beth yn union sy'n digwydd o safbwynt geometreg.
I gyfrifo patrwm ymbelydredd arae antena, mae angen i chi "lansio" set o set yn feddyliol ac yn ddilyniannol. o bob cyfeiriad posibl. Yn yr achos hwn, gwerthoedd yr elfennau fector x gellir ei gynrychioli yn y ffurf ganlynol:
$$display$$x_n=s_n=exp{-i(textbf{k}(phi,theta),textbf{r}_n)}$$display$$
lle k - , $inline$phi$inline$ a $inline$theta$inline$ - и , yn nodweddu cyfeiriad dyfodiad ton awyren, $inline$textbf{r}_n$inline$ yw cyfesuryn yr elfen antena, $inline$s_n$inline$ yw elfen y fector graddol s ton awyren gyda fector tonnau k (mewn llenyddiaeth Saesneg gelwir y fector fesul cam yn steerage vector ). Dibyniaeth osgled sgwâr y maint y o $inline$phi$inline$ a $inline$theta$inline$ yn pennu patrwm ymbelydredd yr arae antena ar gyfer derbyniad ar gyfer fector penodol o cyfernodau pwysoli w.
Nodweddion patrwm ymbelydredd arae antena
Mae'n gyfleus astudio priodweddau cyffredinol patrwm ymbelydredd araeau antena ar arae antena llinol llinol yn y plân llorweddol (h.y., mae'r patrwm yn dibynnu ar yr ongl azimuthal $inline$phi$inline$ yn unig). Cyfleus o ddau safbwynt: cyfrifiadau dadansoddol a chyflwyniad gweledol.
Gadewch i ni gyfrifo'r DN ar gyfer fector pwysau uned ($inline$w_n=1, n = 1 ... N$inline$), gan ddilyn y disgrifiad dynesiad.
Math yma
Tafluniad o'r fector tonnau ar yr echelin fertigol: $inline$k_v=-frac{2pi}{lambda}sinphi$inline$
Cyfesuryn fertigol yr elfen antena gyda mynegai n: $inline$r_{nv}=(n-1)d$inline$
Yma d - cyfnod arae antena (pellter rhwng elfennau cyfagos), λ - tonfedd. Pob elfen fector arall r yn hafal i sero.
Mae'r signal a dderbynnir gan yr arae antena yn cael ei gofnodi yn y ffurf ganlynol:
$$display$$y=sum_{n=1}^{N}1 ⋅exp{i2pi nfrac{d}{lambda}sinphi}$$display$$
Gadewch i ni gymhwyso'r fformiwla ar gyfer и :
$$display$$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}$$display$$
O ganlyniad, rydym yn cael:
$$display$$F(phi)=|y|^2=frac{sin^2(pi frac{Nd}{lambda}sinphi)}{sin^2(pi frac{d}{lambda}sinphi)} $ $arddangos$$
Amlder patrwm ymbelydredd
Mae'r patrwm ymbelydredd arae antena sy'n deillio o hyn yn swyddogaeth gyfnodol o sin yr ongl. Mae hyn yn golygu bod ar werthoedd penodol y gymhareb d/λ mae ganddo uchafsymiau diffreithiant (ychwanegol).
Patrwm ymbelydredd ansafonol yr arae antena ar gyfer N = 5
Patrwm ymbelydredd normaleiddio'r arae antena ar gyfer N = 5 yn y system cyfesurynnau pegynol
Gellir gweld lleoliad y “synwyryddion diffreithiant” yn uniongyrchol o ar gyfer DN. Fodd bynnag, byddwn yn ceisio deall o ble maen nhw'n dod yn gorfforol ac yn geometrig (mewn gofod N-dimensiwn).
Eitemau fector s yn esbonyddion cymhleth $inline$e^{iPsi n}$inline$, y mae eu gwerthoedd yn cael eu pennu gan werth yr ongl gyffredinol $inline$Psi = 2pi frac{d}{lambda}sinphi$inline$. Os oes dwy ongl gyffredinol yn cyfateb i wahanol gyfeiriadau dyfodiad ton awyren, y mae $inline$Psi_1 = Psi_2 + 2pi m$inline$ ar eu cyfer, yna mae hyn yn golygu dau beth:
- Yn gorfforol: mae blaenau tonnau plân sy'n dod o'r cyfeiriadau hyn yn achosi dosraniadau cyfnod osgled union yr un fath o osgiliadau electromagnetig ar elfennau'r arae antena.
- Yn geometregol: canys y mae y ddau gyfeiriad hyn yn cyd-daro.
Mae'r cyfarwyddiadau cyrraedd tonnau sy'n gysylltiedig yn y modd hwn yn cyfateb o safbwynt yr arae antena ac yn anwahanadwy oddi wrth ei gilydd.
Sut i bennu rhanbarth yr onglau lle mai dim ond un prif uchafswm o'r DP sydd bob amser? Gadewch i ni wneud hyn yng nghyffiniau sero azimuth o'r ystyriaethau canlynol: rhaid i faint y symudiad gweddol rhwng dwy elfen gyfagos fod yn yr ystod o $inline$-pi$inline$ i $inline$pi$inline$.
$$display$$-pi<2pifrac{d}{lambda}sinphi
Gan ddatrys yr anghyfartaledd hwn, rydym yn cael y cyflwr ar gyfer y rhanbarth unigrywiaeth yng nghyffiniau sero:
$$display$$|sinphi|
Gellir gweld bod maint y rhanbarth o unigrywiaeth mewn ongl yn dibynnu ar y berthynas d/λ. Os d = 0.5λ, yna mae pob cyfeiriad cyrraedd signal yn “unigol”, ac mae'r rhanbarth unigrywiaeth yn cwmpasu'r ystod lawn o onglau. Os d = 2.0λ, yna mae'r cyfarwyddiadau 0, ±30, ±90 yn gyfwerth. Mae llabedau diffreithiant yn ymddangos ar y patrwm ymbelydredd.
Yn nodweddiadol, ceisir atal llabedau diffreithiant gan ddefnyddio elfennau antena cyfeiriadol. Yn yr achos hwn, mae patrwm ymbelydredd cyflawn yr arae antena yn gynnyrch patrwm un elfen ac amrywiaeth o elfennau isotropig. Mae paramedrau patrwm un elfen fel arfer yn cael eu dewis yn seiliedig ar y cyflwr ar gyfer rhanbarth diamwys yr arae antena.
Lled y prif llabed
fformiwla beirianyddol ar gyfer amcangyfrif lled prif labed system antena: $inline$Delta phi ≈ frac{ lambda}{D}$inline$, lle D yw maint nodweddiadol yr antena. Defnyddir y fformiwla ar gyfer gwahanol fathau o antenâu, gan gynnwys rhai drych. Gadewch inni ddangos ei fod hefyd yn ddilys ar gyfer araeau antena.
Gadewch inni bennu lled y prif lobe yn ôl sero cyntaf y patrwm yng nghyffiniau'r prif uchafswm. Rhifiadur ar gyfer $inline$F(phi)$inline$ yn diflannu pan $inline$sinphi=mfrac{lambda}{dN}$inline$. Mae'r seroau cyntaf yn cyfateb i m = ±1. $inline$frac{lambda}{dN}<<1$inline$ cawn $inline$Delta phi = 2frac{ lambda}{dN}$inline$.
Yn nodweddiadol, mae lled y patrwm cyfeiriadedd antena yn cael ei bennu gan y lefel hanner pŵer (-3 dB). Yn yr achos hwn, defnyddiwch y mynegiant:
$$display$$Delta phi≈0.88frac{ lambda}{dN}$$display$$
Enghraifft
Gellir rheoli lled y prif lobe trwy osod gwahanol werthoedd amplitude ar gyfer cyfernodau pwysoli'r arae antena. Gadewch i ni ystyried tri dosbarthiad:
- Dosbarthiad osgled unffurf (pwysau 1): $inline$w_n=1$inline$.
- Gwerthoedd osgled yn gostwng tuag at ymylon y gratio (pwysau 2): $inline$w_n=0.5+0.3cos(2pifrac{n-1}{N}-pifrac{N-1}{N})$inline$
- Gwerthoedd osgled yn cynyddu tuag at ymylon y gratio (pwysau 3): $inline$w_n=0.5-0.3cos(2pifrac{n-1}{N}-pifrac{N-1}{N})$inline$
Mae’r ffigur yn dangos y patrymau ymbelydredd normaleiddio canlyniadol ar raddfa logarithmig:
Gellir olrhain y tueddiadau canlynol o'r ffigur: mae dosbarthiad osgledau cyfernod pwysau yn gostwng tuag at ymylon yr arae yn arwain at ehangu prif llabed y patrwm, ond gostyngiad yn lefel y llabedau ochr. Mae gwerthoedd osgled sy'n cynyddu tuag at ymylon yr arae antena, i'r gwrthwyneb, yn arwain at gulhau'r prif lobe a chynnydd yn lefel y llabedau ochr. Mae'n gyfleus ystyried cyfyngu achosion yma:
- Mae osgledau cyfernodau pwysoli'r holl elfennau ac eithrio'r rhai eithafol yn hafal i sero. Mae'r pwysau ar gyfer yr elfennau mwyaf allanol yn hafal i un. Yn yr achos hwn, mae'r dellt yn dod yn gyfwerth ag AR dwy elfen gyda chyfnod D = (N-1)d. Nid yw'n anodd amcangyfrif lled y brif betal gan ddefnyddio'r fformiwla a gyflwynir uchod. Yn yr achos hwn, bydd y waliau ochr yn troi'n uchafsymiau diffreithiant ac yn cyd-fynd â'r prif uchafswm.
- Mae pwysau'r elfen ganolog yn hafal i un, ac mae pob un arall yn hafal i sero. Yn yr achos hwn, yn y bôn, cawsom un antena gyda phatrwm ymbelydredd isotropig.
Cyfeiriad y prif uchafswm
Felly, fe wnaethom edrych ar sut y gallwch chi addasu lled prif lobe'r AP AP. Nawr gadewch i ni weld sut i lywio'r cyfeiriad. Gadewch i ni gofio ar gyfer y signal a dderbyniwyd. Gadewch i ni eisiau i uchafswm y patrwm ymbelydredd edrych i gyfeiriad penodol $inline$phi_0$inline$. Mae hyn yn golygu y dylid derbyn y pŵer mwyaf o'r cyfeiriad hwn. Mae'r cyfeiriad hwn yn cyfateb i'r fector graddol $inline$textbf{s}(phi_0)$inline$ in N- gofod fector dimensiwn, a diffinnir y pŵer a dderbynnir fel sgwâr cynnyrch sgalar y fector graddol hwn a fector cyfernodau pwysoli w. Mae cynnyrch sgalar dau fector yn uchafswm pan fyddant , h.y. $inline$textbf{w}=testun beta(s}(phi_0)$inline$, lle β - peth ffactor normaleiddio. Felly, os byddwn yn dewis y fector pwysau sy'n hafal i'r fector graddol ar gyfer y cyfeiriad gofynnol, byddwn yn cylchdroi uchafswm y patrwm ymbelydredd.
Ystyriwch y ffactorau pwysoli canlynol fel enghraifft: $inline$textbf{w}=textbf{s}(10°)$inline$
$$display$$w_n=exp{i2pifrac{d}{lambda}(n-1)sin(10pi/180)}$$display$$
O ganlyniad, rydym yn cael patrwm ymbelydredd gyda'r prif uchafswm i gyfeiriad 10 °.
Nawr rydym yn cymhwyso'r un cyfernodau pwysoli, ond nid ar gyfer derbyn signal, ond ar gyfer trosglwyddo. Mae'n werth ystyried yma, wrth drawsyrru signal, bod cyfeiriad y fector tonnau yn newid i'r gwrthwyneb. Mae hyn yn golygu bod yr elfennau ar gyfer derbyn a throsglwyddo maent yn wahanol yn arwydd yr esboniwr, h.y. yn cael eu cydgysylltu gan gyfuniad cymhleth. O ganlyniad, rydym yn cael uchafswm y patrwm ymbelydredd i'w drosglwyddo i gyfeiriad -10 °, nad yw'n cyd-fynd ag uchafswm y patrwm ymbelydredd ar gyfer derbyniad gyda'r un cyfernodau pwysau.I gywiro'r sefyllfa, mae angen cymhwyso conjugation cymhleth i'r cyfernodau pwysau hefyd.
Dylid cadw'r nodwedd a ddisgrifir o ffurfio patrymau ar gyfer derbyn a throsglwyddo bob amser mewn cof wrth weithio gydag araeau antena.
Gadewch i ni chwarae gyda'r patrwm ymbelydredd
Sawl uchafbwynt
Gadewch inni osod y dasg o ffurfio dau brif uchafsymiau'r patrwm ymbelydredd i'r cyfeiriad: -5° a 10°. I wneud hyn, rydym yn dewis fel fector pwysau swm pwysol fectorau graddol ar gyfer y cyfarwyddiadau cyfatebol.
$$display$$textbf{w} = betatextbf{s}(10°)+(1-beta)textbf{s}(-5°)$$display$$
Addasu'r gymhareb β Gallwch chi addasu'r gymhareb rhwng y prif betalau. Yma eto mae'n gyfleus edrych ar yr hyn sy'n digwydd yn y gofod fector. Os β yn fwy na 0.5, yna mae fector y cyfernodau pwysoli yn agosach ato s(10°), fel arall i s(-5°). Po agosaf yw'r fector pwysau i un o'r phasors, y mwyaf yw'r cynnyrch sgalar cyfatebol, ac felly gwerth yr uchafswm DP cyfatebol.
Fodd bynnag, mae'n werth ystyried bod gan y ddau brif betal lled cyfyngedig, ac os ydym am droi i mewn i ddau gyfeiriad agos, yna bydd y petalau hyn yn uno'n un, wedi'u gogwyddo tuag at ryw gyfeiriad canol.
Un uchafswm a sero
Nawr, gadewch i ni geisio addasu uchafswm y patrwm ymbelydredd i'r cyfeiriad $inline$phi_1=10°$inline$ ac ar yr un pryd atal y signal sy'n dod o'r cyfeiriad $inline$phi_2=-5°$inline$. I wneud hyn, mae angen i chi osod y sero DN ar gyfer yr ongl gyfatebol. Gallwch wneud hyn fel a ganlyn:
$$display$$textbf{w}=textbf{s}_1-frac{textbf{s}_2^Htextbf{s}_1}{N}textbf{s}_2$$display$$
lle $inline$textbf{s}_1 = textbf{s}(10°)$inline$, a $inline$textbf{s}_2 = textbf{s}(-5°)$inline$.
Mae ystyr geometrig dewis fector pwysau fel a ganlyn. Rydyn ni eisiau'r fector hwn w roedd ganddo amcanestyniad uchaf ar $inline$textbf{s}_1$inline$ ac roedd ar yr un pryd yn orthogonal i'r fector $inline$textbf{s}_2$inline$. Gall y fector $inline$textbf{s}_1$inline$ gael ei gynrychioli fel dau derm: fector colin $inline$textbf{s}_2$inline$ a fector orthogonal $inline$textbf{s}_2$inline$. I fodloni'r datganiad problem, mae angen dewis yr ail gydran fel fector cyfernodau pwysoli w. Gellir cyfrifo'r gydran golinol trwy daflunio'r fector $inline$textbf{s}_1$inline$ i'r fector normal $inline$frac{textbf{s}_2}{sqrt{N}}$inline$ gan ddefnyddio'r cynnyrch sgalar.
$$display$$textbf{s}_{1||}=frac{textbf{s}_2}{sqrt{N}}frac{textbf{s}_2^Htextbf{s}_1}{sqrt{N}} $$arddangos$$
Yn unol â hynny, gan dynnu ei gydran golinol o'r fector graddol wreiddiol $inline$textbf{s}_1$inline$, rydym yn cael y fector pwysau gofynnol.
Rhai nodiadau ychwanegol
- Ym mhobman uchod, fe wnes i hepgor y mater o normaleiddio'r fector pwysau, h.y. ei hyd. Felly, nid yw normaleiddio'r fector pwysau yn effeithio ar nodweddion patrwm ymbelydredd arae antena: cyfeiriad y prif uchafswm, lled y prif lobe, ac ati. Gellir dangos hefyd nad yw'r normaleiddio hwn yn effeithio ar y SNR yn allbwn yr uned brosesu gofodol. Yn hyn o beth, wrth ystyried algorithmau prosesu signal gofodol, rydym fel arfer yn derbyn normaliad uned o'r fector pwysau, h.y. $inline$textbf{w}^Htextbf{w}=1$inline$
- Mae'r posibiliadau ar gyfer ffurfio patrwm o arae antena yn cael eu pennu gan nifer yr elfennau N. Po fwyaf o elfennau, y mwyaf yw'r posibiliadau. Po fwyaf o raddau o ryddid wrth weithredu prosesu pwysau gofodol, y mwyaf o opsiynau ar gyfer “troelli” y fector pwysau yn y gofod N-dimensiwn.
- Wrth dderbyn patrymau ymbelydredd, nid yw'r arae antena yn bodoli'n gorfforol, a dim ond yn “dychymyg” yr uned gyfrifiadurol sy'n prosesu'r signal y mae hyn i gyd yn bodoli. Mae hyn yn golygu ei bod hi'n bosibl ar yr un pryd i syntheseiddio sawl patrwm a phrosesu'n annibynnol signalau sy'n dod o wahanol gyfeiriadau. Yn achos trosglwyddo, mae popeth ychydig yn fwy cymhleth, ond mae hefyd yn bosibl syntheseiddio sawl DN i drosglwyddo gwahanol ffrydiau data. Gelwir y dechnoleg hon mewn systemau cyfathrebu .
- Gan ddefnyddio'r cod matlab a gyflwynwyd, gallwch chi chwarae o gwmpas gyda'r DN eich hun
Cod% 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]);
Pa broblemau y gellir eu datrys gan ddefnyddio arae antena addasol?
Derbyniad gorau posibl o signal anhysbysOs nad yw cyfeiriad cyrraedd y signal yn hysbys (ac os yw'r sianel gyfathrebu yn aml-lwybr, yn gyffredinol mae sawl cyfeiriad), yna trwy ddadansoddi'r signal a dderbynnir gan yr arae antena, mae'n bosibl ffurfio fector pwysau gorau posibl w fel y bydd y SNR yn allbwn yr uned brosesu ofodol yn uchafswm.
Derbyniad signal gorau posibl yn erbyn sŵn cefndirYma gosodir y broblem fel a ganlyn: mae paramedrau gofodol y signal defnyddiol disgwyliedig yn hysbys, ond mae ffynonellau ymyrraeth yn yr amgylchedd allanol. Mae angen gwneud y mwyaf o'r SINR yn allbwn AP, gan leihau dylanwad ymyrraeth ar dderbyniad signal gymaint â phosibl.
Y trosglwyddiad signal gorau posibl i'r defnyddiwrMae'r broblem hon yn cael ei datrys mewn systemau cyfathrebu symudol (4G, 5G), yn ogystal ag mewn Wi-Fi. Mae'r ystyr yn syml: gyda chymorth signalau peilot arbennig yn y sianel adborth defnyddwyr, asesir nodweddion gofodol y sianel gyfathrebu, ac ar ei sail, dewisir y fector o cyfernodau pwysoli sydd orau ar gyfer trosglwyddo.
Amlblecsio gofodol o ffrydiau dataMae araeau antena addasol yn caniatáu trosglwyddo data i sawl defnyddiwr ar yr un pryd ar yr un amledd, gan ffurfio patrwm unigol ar gyfer pob un ohonynt. Gelwir y dechnoleg hon yn MU-MIMO ac mae'n cael ei gweithredu'n weithredol ar hyn o bryd (ac yn rhywle eisoes) mewn systemau cyfathrebu. Darperir y posibilrwydd o amlblecsio gofodol, er enghraifft, yn safon cyfathrebu symudol 4G LTE, safon Wi-Fi IEEE802.11ay, a safonau cyfathrebu symudol 5G.
Araeau antena rhithwir ar gyfer radarMae araeau antena digidol yn ei gwneud hi'n bosibl, gan ddefnyddio sawl elfen antena trawsyrru, i ffurfio arae antena rhithwir o feintiau sylweddol fwy ar gyfer prosesu signal. Mae gan grid rhithwir holl nodweddion un go iawn, ond mae angen llai o galedwedd i'w weithredu.
Amcangyfrif o baramedrau ffynonellau ymbelydreddMae araeau antena addasol yn caniatáu datrys y broblem o amcangyfrif nifer, pŵer, ffynonellau allyriadau radio, sefydlu cysylltiad ystadegol rhwng signalau o wahanol ffynonellau. Prif fantais araeau antena addasol yn y mater hwn yw'r gallu i uwch-ddatrys ffynonellau ymbelydredd cyfagos. Ffynonellau, mae'r pellter onglog rhyngddynt yn llai na lled prif labed patrwm ymbelydredd arae antena (). Mae hyn yn bosibl yn bennaf oherwydd cynrychiolaeth fector y signal, y model signal adnabyddus, yn ogystal â chyfarpar mathemateg llinol.
Diolch am sylw
Ffynhonnell: hab.com