Tatasusunan antena adaptif: bagaimana ia berfungsi? (Asas)

Hari yang baik.

Saya telah menghabiskan beberapa tahun kebelakangan ini untuk menyelidik dan mencipta pelbagai algoritma untuk pemprosesan isyarat spatial dalam tatasusunan antena adaptif, dan terus melakukannya sebagai sebahagian daripada kerja semasa saya. Di sini saya ingin berkongsi ilmu dan muslihat yang saya temui sendiri. Saya berharap ini akan berguna untuk orang yang mula mempelajari bidang pemprosesan isyarat ini atau mereka yang berminat.

Apakah susunan antena adaptif?

Susunan antena – ini ialah satu set elemen antena yang diletakkan di angkasa dalam beberapa cara. Struktur ringkas tatasusunan antena adaptif, yang akan kami pertimbangkan, boleh diwakili dalam bentuk berikut:
Tatasusunan antena adaptif: bagaimana ia berfungsi? (Asas)

Tatasusunan antena adaptif selalunya dipanggil antena "pintar" (Antena pintar). Apa yang menjadikan tatasusunan antena "pintar" ialah unit pemprosesan isyarat spatial dan algoritma yang dilaksanakan di dalamnya. Algoritma ini menganalisis isyarat yang diterima dan membentuk satu set pekali pemberat $inline$w_1…w_N$inline$, yang menentukan amplitud dan fasa awal isyarat bagi setiap elemen. Taburan fasa amplitud yang diberikan menentukan corak sinaran keseluruhan kekisi secara keseluruhan. Keupayaan untuk mensintesis corak sinaran bentuk yang diperlukan dan mengubahnya semasa pemprosesan isyarat adalah salah satu ciri utama tatasusunan antena adaptif, yang membolehkan menyelesaikan pelbagai masalah. pelbagai tugas. Tetapi perkara pertama dahulu.

Bagaimanakah corak sinaran terbentuk?

Corak arah mencirikan kuasa isyarat yang dipancarkan ke arah tertentu. Untuk kesederhanaan, kami menganggap bahawa unsur kekisi adalah isotropik, i.e. bagi setiap daripada mereka, kuasa isyarat yang dipancarkan tidak bergantung pada arah. Penguatan atau pengecilan kuasa yang dipancarkan oleh jeriji ke arah tertentu diperoleh kerana gangguan Gelombang elektromagnet yang dipancarkan oleh pelbagai elemen tatasusunan antena. Corak gangguan yang stabil untuk gelombang elektromagnet hanya mungkin jika ia kesepaduan, iaitu perbezaan fasa isyarat tidak boleh berubah dari semasa ke semasa. Sebaik-baiknya, setiap elemen tatasusunan antena harus memancar isyarat harmonik pada frekuensi pembawa yang sama $inline$f_{0}$inline$. Walau bagaimanapun, dalam amalan, seseorang perlu bekerja dengan isyarat jalur sempit yang mempunyai spektrum lebar terhingga $inline$Delta f << f_{0}$inline$.
Biarkan semua elemen AR mengeluarkan isyarat yang sama dengan amplitud kompleks $inline$x_n(t)=u(t)$inline$. Kemudian pada jauh pada penerima, isyarat yang diterima daripada elemen ke-n boleh diwakili dalam analitikal borang:

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

di mana $inline$tau_n$inline$ ialah kelewatan dalam perambatan isyarat daripada elemen antena ke titik penerima.
Isyarat sedemikian adalah "kuasi-harmonik", dan untuk memenuhi keadaan koheren, adalah perlu bahawa kelewatan maksimum dalam perambatan gelombang elektromagnet antara mana-mana dua unsur adalah lebih kurang daripada masa ciri perubahan dalam sampul isyarat $inline$T$inline$, i.e. $inline$u(t-tau_n) ≈ u(t-tau_m)$inline$. Oleh itu, syarat untuk koheren isyarat jalur sempit boleh ditulis seperti berikut:

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

dengan $inline$D_{maks}$inline$ ialah jarak maksimum antara elemen AR dan $inline$с$inline$ ialah kelajuan cahaya.

Apabila isyarat diterima, penjumlahan koheren dilakukan secara digital dalam unit pemprosesan spatial. Dalam kes ini, nilai kompleks isyarat digital pada output blok ini ditentukan oleh ungkapan:

$$paparan$$y=jumlah_{n=1}^Nw_n^*x_n$$paparan$$

Lebih mudah untuk mewakili ungkapan terakhir dalam bentuk produk titik Vektor kompleks N-dimensi dalam bentuk matriks:

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

mana w и x ialah vektor lajur, dan $inline$(.)^H$inline$ ialah operasi Konjugasi pertapa.

Perwakilan vektor bagi isyarat adalah salah satu yang asas apabila bekerja dengan tatasusunan antena, kerana selalunya membolehkan anda mengelakkan pengiraan matematik yang menyusahkan. Di samping itu, mengenal pasti isyarat yang diterima pada masa tertentu dengan vektor selalunya membolehkan seseorang mengabstraksi daripada sistem fizikal sebenar dan memahami apa sebenarnya yang berlaku dari sudut pandangan geometri.

Untuk mengira corak sinaran tatasusunan antena, anda perlu secara mental dan berurutan "melancarkan" satu set gelombang kapal terbang dari semua arah yang mungkin. Dalam kes ini, nilai elemen vektor x boleh dibentangkan dalam bentuk berikut:

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

mana k - vektor gelombang, $inline$phi$inline$ dan $inline$theta$inline$ – sudut azimut и sudut ketinggian, mencirikan arah kedatangan gelombang satah, $inline$textbf{r}_n$inline$ ialah koordinat unsur antena, $inline$s_n$inline$ ialah elemen bagi vektor berfasa s gelombang satah dengan vektor gelombang k (dalam kesusasteraan Inggeris vektor fasa dipanggil vektor steerage). Kebergantungan amplitud kuasa dua kuantiti y daripada $inline$phi$inline$ dan $inline$theta$inline$ menentukan corak sinaran tatasusunan antena untuk penerimaan bagi vektor pekali pemberat tertentu w.

Ciri-ciri corak sinaran tatasusunan antena

Adalah mudah untuk mengkaji sifat umum corak sinaran tatasusunan antena pada tatasusunan antena jarak sama linear dalam satah mendatar (iaitu, corak hanya bergantung pada sudut azimut $sebaris$phi$sebaris$). Mudah dari dua sudut pandangan: pengiraan analitikal dan persembahan visual.

Mari kita hitung DN untuk vektor berat unit ($inline$w_n=1, n = 1 ... N$inline$), mengikut yang diterangkan atas pendekatan.
Matematik di siniTatasusunan antena adaptif: bagaimana ia berfungsi? (Asas)
Unjuran vektor gelombang pada paksi menegak: $inline$k_v=-frac{2pi}{lambda}sinphi$inline$
Koordinat menegak elemen antena dengan indeks n: $inline$r_{nv}=(n-1)d$inline$
ia adalah d – tempoh susunan antena (jarak antara elemen bersebelahan), λ - panjang gelombang. Semua elemen vektor lain r adalah sama dengan sifar.
Isyarat yang diterima oleh tatasusunan antena direkodkan dalam bentuk berikut:

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

Jom amalkan formula untuk hasil tambah janjang geometri и perwakilan fungsi trigonometri dari segi eksponen kompleks :

$$display$$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}$$paparan$$


Hasilnya kami mendapat:

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

Kekerapan corak sinaran

Corak sinaran tatasusunan antena yang terhasil ialah fungsi berkala sinus sudut. Ini bermakna bahawa pada nilai nisbah tertentu d/λ ia mempunyai difraksi (tambahan) maksimum.
Tatasusunan antena adaptif: bagaimana ia berfungsi? (Asas)Corak sinaran bukan piawai tatasusunan antena untuk N = 5
Tatasusunan antena adaptif: bagaimana ia berfungsi? (Asas)Corak sinaran ternormal tatasusunan antena untuk N = 5 dalam sistem koordinat kutub

Kedudukan "pengesan pembelauan" boleh dilihat terus dari formula untuk DN. Walau bagaimanapun, kami akan cuba memahami dari mana ia datang dari segi fizikal dan geometri (dalam ruang N-dimensi).

Item berperingkat vektor s ialah eksponen kompleks $inline$e^{iPsi n}$inline$, yang nilainya ditentukan oleh nilai sudut umum $inline$Psi = 2pi frac{d}{lambda}sinphi$inline$. Jika terdapat dua sudut umum yang sepadan dengan arah kedatangan gelombang satah yang berbeza, yang mana $inline$Psi_1 = Psi_2 + 2pi m$inline$, maka ini bermakna dua perkara:

  • Dari segi fizikal: hadapan gelombang satah yang datang dari arah ini mendorong pengagihan fasa amplitud yang sama bagi ayunan elektromagnet pada unsur tatasusunan antena.
  • Secara geometri: vektor berfasa kerana kedua-dua arah ini bertepatan.

Arah kedatangan gelombang yang berkaitan dengan cara ini adalah setara dari sudut pandangan tatasusunan antena dan tidak dapat dibezakan antara satu sama lain.

Bagaimana untuk menentukan kawasan sudut di mana hanya satu maksimum utama DP sentiasa terletak? Mari kita lakukan ini di sekitar azimut sifar daripada pertimbangan berikut: magnitud anjakan fasa antara dua elemen bersebelahan mesti terletak dalam julat dari $inline$-pi$inline$ hingga $inline$pi$inline$.

$$paparan$$-pi<2pifrac{d}{lambda}sinphi

Menyelesaikan ketidaksamaan ini, kami memperoleh syarat untuk wilayah keunikan di sekitar sifar:

$$paparan$$|sinphi|

Ia boleh dilihat bahawa saiz rantau keunikan dalam sudut bergantung kepada hubungan d/λ. Jika d = 0.5λ, maka setiap arah ketibaan isyarat adalah "individu", dan kawasan keunikan meliputi julat penuh sudut. Jika d = 2.0λ, maka arah 0, ±30, ±90 adalah bersamaan. Lobus pembelauan muncul pada corak sinaran.

Biasanya, lobus pembelauan dicari untuk ditindas menggunakan elemen antena arah. Dalam kes ini, corak sinaran lengkap tatasusunan antena ialah hasil daripada corak satu elemen dan tatasusunan unsur isotropik. Parameter corak satu elemen biasanya dipilih berdasarkan keadaan untuk kawasan ketidakjelasan tatasusunan antena.

Lebar lobus utama

Diketahui ramai formula kejuruteraan untuk menganggar lebar lobus utama sistem antena: $inline$Delta phi ≈ frac{lambda}{D}$inline$, dengan D ialah saiz ciri antena. Formula digunakan untuk pelbagai jenis antena, termasuk yang cermin. Mari kita tunjukkan bahawa ia juga sah untuk tatasusunan antena.

Mari kita tentukan lebar lobus utama dengan sifar pertama corak di sekitar maksimum utama. Penbilang ungkapan untuk $inline$F(phi)$inline$ lenyap apabila $inline$sinphi=mfrac{lambda}{dN}$inline$. Sifar pertama sepadan dengan m = ±1. Percaya $inline$frac{lambda}{dN}<<1$inline$ kita mendapat $inline$Delta phi = 2frac{lambda}{dN}$inline$.

Biasanya, lebar corak kearah antena ditentukan oleh tahap separuh kuasa (-3 dB). Dalam kes ini, gunakan ungkapan:

$$paparan$$Delta phi≈0.88frac{lambda}{dN}$$paparan$$

ContohTatasusunan antena adaptif: bagaimana ia berfungsi? (Asas)

Lebar lobus utama boleh dikawal dengan menetapkan nilai amplitud yang berbeza untuk pekali pemberat tatasusunan antena. Mari kita pertimbangkan tiga pengedaran:

  • Taburan amplitud seragam (berat 1): $inline$w_n=1$inline$.
  • Nilai amplitud menurun ke arah tepi parut (berat 2): $inline$w_n=0.5+0.3cos(2pifrac{n-1}{N}-pifrac{N-1}{N})$inline$
  • Nilai amplitud meningkat ke arah tepi parut (berat 3): $inline$w_n=0.5-0.3cos(2pifrac{n-1}{N}-pifrac{N-1}{N})$inline$

Rajah menunjukkan corak sinaran ternormal yang terhasil pada skala logaritma:Tatasusunan antena adaptif: bagaimana ia berfungsi? (Asas)
Trend berikut boleh dikesan daripada rajah: taburan amplitud pekali berat menurun ke arah tepi tatasusunan membawa kepada pelebaran lobus utama corak, tetapi penurunan dalam tahap lobus sisi. Nilai amplitud yang meningkat ke arah tepi tatasusunan antena, sebaliknya, membawa kepada penyempitan lobus utama dan peningkatan tahap lobus sisi. Adalah mudah untuk mempertimbangkan mengehadkan kes di sini:

  1. Amplitud bagi pekali pemberat semua unsur kecuali yang melampau adalah sama dengan sifar. Berat untuk unsur terluar adalah sama dengan satu. Dalam kes ini, kekisi menjadi bersamaan dengan AR dua elemen dengan noktah D = (N-1)d. Tidak sukar untuk menganggarkan lebar kelopak utama menggunakan formula yang dibentangkan di atas. Dalam kes ini, dinding sisi akan bertukar menjadi maksima pembelauan dan sejajar dengan maksimum utama.
  2. Berat unsur pusat adalah sama dengan satu, dan semua yang lain adalah sama dengan sifar. Dalam kes ini, kami pada dasarnya menerima satu antena dengan corak sinaran isotropik.

Arah maksimum utama

Jadi, kami melihat bagaimana anda boleh melaraskan lebar lobus utama AP AP. Sekarang mari kita lihat bagaimana untuk mengemudi arah. Mari kita ingat ungkapan vektor untuk isyarat yang diterima. Marilah kita mahu maksimum corak sinaran melihat ke arah tertentu $inline$phi_0$inline$. Ini bermakna kuasa maksimum harus diterima dari arah ini. Arah ini sepadan dengan vektor berfasa $inline$textbf{s}(phi_0)$inline$ in N-ruang vektor dimensi, dan kuasa yang diterima ditakrifkan sebagai kuasa dua bagi hasil skalar bagi vektor berfasa ini dan vektor pekali pemberat w. Hasil darab skalar bagi dua vektor adalah maksimum apabila ia kolinear, iaitu $inline$textbf{w}=beta textbf{s}(phi_0)$inline$, di mana β – beberapa faktor normalisasi. Oleh itu, jika kita memilih vektor berat yang sama dengan vektor berfasa untuk arah yang diperlukan, kita akan memutar maksimum corak sinaran.
Tatasusunan antena adaptif: bagaimana ia berfungsi? (Asas)
Pertimbangkan faktor pemberat berikut sebagai contoh: $inline$textbf{w}=textbf{s}(10°)$inline$

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

Akibatnya, kami memperoleh corak sinaran dengan maksimum utama dalam arah 10°.

Sekarang kita menggunakan pekali pemberat yang sama, tetapi bukan untuk penerimaan isyarat, tetapi untuk penghantaran. Perlu dipertimbangkan di sini bahawa apabila menghantar isyarat, arah vektor gelombang berubah kepada sebaliknya. Ini bermakna bahawa unsur-unsur vektor berfasa untuk penerimaan dan penghantaran mereka berbeza dalam tanda eksponen, i.e. saling berkaitan dengan konjugasi kompleks. Akibatnya, kami memperoleh maksimum corak sinaran untuk penghantaran ke arah -10°, yang tidak bertepatan dengan maksimum corak sinaran untuk penerimaan dengan pekali berat yang sama. Untuk membetulkan keadaan, adalah perlu untuk gunakan konjugasi kompleks pada pekali berat juga.
Tatasusunan antena adaptif: bagaimana ia berfungsi? (Asas)
Ciri yang diterangkan tentang pembentukan corak untuk penerimaan dan penghantaran hendaklah sentiasa diingat apabila bekerja dengan tatasusunan antena.

Mari kita bermain dengan corak sinaran

Beberapa ketinggian

Mari kita tetapkan tugas untuk membentuk dua maksima utama corak sinaran dalam arah: -5° dan 10°. Untuk melakukan ini, kami memilih sebagai vektor berat jumlah wajaran vektor berfasa untuk arah yang sepadan.

$$paparan$$teksbf{w} = betatextbf{s}(10°)+(1-beta)teksbf{s}(-5°)$$paparan$$

Tatasusunan antena adaptif: bagaimana ia berfungsi? (Asas)Melaraskan nisbah β Anda boleh melaraskan nisbah antara kelopak utama. Di sini sekali lagi adalah mudah untuk melihat apa yang berlaku dalam ruang vektor. Jika β lebih besar daripada 0.5, maka vektor pekali pemberat terletak lebih dekat dengan s(10°), sebaliknya kepada s(-5°). Semakin dekat vektor berat dengan salah satu fasor, semakin besar hasil skalar yang sepadan, dan oleh itu nilai DP maksimum yang sepadan.
Tatasusunan antena adaptif: bagaimana ia berfungsi? (Asas)
Walau bagaimanapun, perlu dipertimbangkan bahawa kedua-dua kelopak utama mempunyai lebar terhingga, dan jika kita ingin menala ke dua arah yang rapat, maka kelopak ini akan bergabung menjadi satu, berorientasikan ke arah tengah.

Satu maksimum dan sifar

Sekarang mari cuba laraskan maksimum corak sinaran ke arah $inline$phi_1=10°$inline$ dan pada masa yang sama menekan isyarat yang datang dari arah $inline$phi_2=-5°$inline$. Untuk melakukan ini, anda perlu menetapkan sifar DN untuk sudut yang sepadan. Anda boleh melakukan ini seperti berikut:

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

dengan $inline$textbf{s}_1 = textbf{s}(10°)$inline$, dan $inline$textbf{s}_2 = textbf{s}(-5°)$inline$.
Tatasusunan antena adaptif: bagaimana ia berfungsi? (Asas)
Maksud geometri memilih vektor berat adalah seperti berikut. Kami mahukan vektor ini w mempunyai unjuran maksimum pada $inline$textbf{s}_1$inline$ dan pada masa yang sama ortogon kepada vektor $inline$textbf{s}_2$inline$. Vektor $inline$textbf{s}_1$inline$ boleh diwakili sebagai dua sebutan: vektor kolinear $inline$textbf{s}_2$inline$ dan vektor ortogon $inline$textbf{s}_2$inline$. Untuk memenuhi pernyataan masalah, adalah perlu untuk memilih komponen kedua sebagai vektor pekali pemberat w. Komponen kolinear boleh dikira dengan mengunjurkan vektor $inline$textbf{s}_1$inline$ ke vektor normal $inline$frac{textbf{s}_2}{sqrt{N}}$inline$ menggunakan hasil berskala.

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

Oleh itu, dengan menolak komponen kolinearnya daripada vektor berfasa asal $inline$textbf{s}_1$inline$, kami memperoleh vektor berat yang diperlukan.
Tatasusunan antena adaptif: bagaimana ia berfungsi? (Asas)

Beberapa nota tambahan

  1. Di mana-mana di atas, saya meninggalkan isu menormalkan vektor berat, i.e. panjangnya. Jadi, normalisasi vektor berat tidak menjejaskan ciri corak sinaran tatasusunan antena: arah maksimum utama, lebar lobus utama, dsb. Ia juga boleh ditunjukkan bahawa normalisasi ini tidak menjejaskan SNR pada output unit pemprosesan spatial. Dalam hal ini, apabila mempertimbangkan algoritma pemprosesan isyarat spatial, kami biasanya menerima normalisasi unit vektor berat, i.e. $inline$textbf{w}^Htextbf{w}=1$inline$
  2. Kemungkinan untuk membentuk corak tatasusunan antena ditentukan oleh bilangan elemen N. Semakin banyak elemen, semakin luas kemungkinannya. Lebih banyak darjah kebebasan apabila melaksanakan pemprosesan berat spatial, lebih banyak pilihan untuk "memutar" vektor berat dalam ruang N-dimensi.
  3. Apabila menerima corak sinaran, susunan antena tidak wujud secara fizikal, dan semua ini hanya wujud dalam "imaginasi" unit pengkomputeran yang memproses isyarat. Ini bermakna pada masa yang sama adalah mungkin untuk mensintesis beberapa corak dan secara bebas memproses isyarat yang datang dari arah yang berbeza. Dalam kes penghantaran, semuanya agak rumit, tetapi ia juga mungkin untuk mensintesis beberapa DN untuk menghantar aliran data yang berbeza. Teknologi ini dalam sistem komunikasi dipanggil MIMO.
  4. Menggunakan kod matlab yang dibentangkan, anda boleh bermain-main dengan DN sendiri
    Kod

    % 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]);

Apakah masalah yang boleh diselesaikan menggunakan tatasusunan antena adaptif?

Penerimaan optimum isyarat yang tidak diketahuiJika arah ketibaan isyarat tidak diketahui (dan jika saluran komunikasi adalah multipath, terdapat beberapa arah secara umum), maka dengan menganalisis isyarat yang diterima oleh tatasusunan antena, adalah mungkin untuk membentuk vektor berat optimum w supaya SNR pada output unit pemprosesan spatial akan menjadi maksimum.

Penerimaan isyarat optimum terhadap bunyi latar belakangDi sini masalahnya dikemukakan seperti berikut: parameter spatial isyarat berguna yang dijangka diketahui, tetapi terdapat sumber gangguan dalam persekitaran luaran. Ia adalah perlu untuk memaksimumkan SINR pada output AP, meminimumkan pengaruh gangguan pada penerimaan isyarat sebanyak mungkin.

Penghantaran isyarat yang optimum kepada penggunaMasalah ini diselesaikan dalam sistem komunikasi mudah alih (4G, 5G), serta dalam Wi-Fi. Maksudnya mudah: dengan bantuan isyarat perintis khas dalam saluran maklum balas pengguna, ciri spatial saluran komunikasi dinilai, dan berdasarkannya, vektor pekali pemberat yang optimum untuk penghantaran dipilih.

Penggandaan spatial aliran dataTatasusunan antena penyesuaian membenarkan penghantaran data kepada beberapa pengguna pada masa yang sama pada frekuensi yang sama, membentuk corak individu untuk setiap daripada mereka. Teknologi ini dipanggil MU-MIMO dan sedang giat dilaksanakan (dan di suatu tempat) dalam sistem komunikasi. Kemungkinan pemultipleksan spatial disediakan, contohnya, dalam standard komunikasi mudah alih 4G LTE, standard Wi-Fi IEEE802.11ay dan standard komunikasi mudah alih 5G.

Tatasusunan antena maya untuk radarTatasusunan antena digital memungkinkan, menggunakan beberapa elemen antena pemancar, untuk membentuk tatasusunan antena maya dengan saiz yang jauh lebih besar untuk pemprosesan isyarat. Grid maya mempunyai semua ciri yang sebenar, tetapi memerlukan kurang perkakasan untuk dilaksanakan.

Anggaran parameter sumber sinaranTatasusunan antena suai membolehkan menyelesaikan masalah menganggarkan bilangan, kuasa, koordinat sudut sumber pancaran radio, wujudkan sambungan statistik antara isyarat daripada sumber yang berbeza. Kelebihan utama tatasusunan antena adaptif dalam perkara ini ialah keupayaan untuk menyelesaikan super sumber sinaran berdekatan. Sumber, jarak sudut antara yang kurang daripada lebar lobus utama corak sinaran tatasusunan antena (Had resolusi Rayleigh). Ini mungkin disebabkan oleh perwakilan vektor isyarat, model isyarat yang terkenal, serta radas matematik linear.

terima kasih atas perhatian

Sumber: www.habr.com

Tambah komen