توهان جو ڏينهن سٺو گذري.
مون گذريل ڪجھ سالن کان تحقيق ڪئي آهي ۽ مختلف الگورتھم ٺاهيا آهن مقامي سگنل پروسيسنگ لاءِ اناپيٽيو اينٽينا صفن ۾، ۽ ائين ڪرڻ جاري رکان ٿو منهنجي موجوده ڪم جي حصي طور. هتي آئون انهن علمن ۽ چالن کي شيئر ڪرڻ چاهيان ٿو جيڪي مون پاڻ لاءِ دريافت ڪيا آهن. مون کي اميد آهي ته هي سگنل پروسيسنگ جي هن علائقي جو مطالعو ڪرڻ شروع ڪرڻ وارن ماڻهن لاءِ ڪارائتو هوندو يا جيڪي صرف دلچسپي رکن ٿا.
هڪ adaptive antenna صف ڇا آهي؟
- هي اينٽينا عناصر جو هڪ سيٽ آهي جيڪو خلا ۾ ڪجهه طريقي سان رکيل آهي. موافقت واري اينٽينا صف جي هڪ سادي جوڙجڪ، جنهن تي اسان غور ڪنداسين، هيٺ ڏنل شڪل ۾ نمائندگي ڪري سگهجي ٿو:
موافقت واري اينٽينا صفن کي اڪثر "سمارٽ" اينٽيننا سڏيو ويندو آهي (). ڇا هڪ اينٽينا سري کي ”سمارٽ“ بڻائي ٿو اسپيشل سگنل پروسيسنگ يونٽ ۽ ان ۾ لاڳو ڪيل الگورٿم. اهي الگورٿمس وصول ٿيل سگنل جو تجزيو ڪن ٿا ۽ وزن جي کوٽائي جو هڪ سيٽ ٺاهين ٿا $inline$w_1…w_N$inline$، جيڪي هر عنصر لاءِ سگنل جي طول و عرض ۽ شروعاتي مرحلي جو تعين ڪن ٿا. ڏنل طول و عرض-مرحلي جي تقسيم کي طئي ڪري ٿو مڪمل طور تي سڄي جالي. گهربل شڪل جي تابڪاري جي نموني کي ترتيب ڏيڻ ۽ سگنل پروسيسنگ دوران ان کي تبديل ڪرڻ جي صلاحيت انٽيليو اينٽيننا جي مکيه خاصيتن مان هڪ آهي، جيڪا مسئلن جي وسيع رينج کي حل ڪرڻ جي اجازت ڏئي ٿي. . پر پهرين شيون پهرين.
تابڪاري جو نمونو ڪيئن ٺھيل آھي؟
هڪ خاص هدايت ۾ جذب ٿيل سگنل جي طاقت کي ظاهر ڪري ٿو. سادگي لاءِ، اسان فرض ڪريون ٿا ته جابلو عنصر isotropic آهن، يعني. انهن مان هر هڪ لاء، جذب ٿيل سگنل جي طاقت هدايت تي منحصر نه آهي. ڪنهن خاص طرف ۾ گريٽنگ ذريعي خارج ٿيندڙ طاقت جو واڌارو يا گھٽتائي حاصل ٿئي ٿي برقياتي مقناطيسي لهرون جيڪي اينٽيننا صف جي مختلف عناصرن پاران خارج ٿيل آهن. برقياتي مقناطيسي لهرن لاء هڪ مستحڪم مداخلت وارو نمونو صرف ممڪن آهي جيڪڏهن اهي ، i.e. سگنلن جو مرحلو فرق وقت سان تبديل نه ٿيڻ گهرجي. مثالي طور، اينٽيننا جي هر عنصر کي ريڊيٽ ڪرڻ گهرجي ساڳئي ڪيريئر فريڪوئنسي تي $inline$f_{0}$inline$. جڏهن ته، عملي طور تي هڪ کي محدود ويڪر $inline$Delta f << f_{0}$inline$ جي اسپيڪٽرم سان تنگ بينڊ سگنلن سان ڪم ڪرڻو پوندو.
اچو ته سڀئي AR عناصر ساڳيا سگنل سان گڏ $inline$x_n(t)=u(t)$inline$. پوء تي وصول ڪندڙ تي، n-th عنصر مان حاصل ڪيل سگنل ۾ نمائندگي ڪري سگھجي ٿو فارم:
$$display$$a_n(t) = u(t-tau_n)e^{i2pi f_0(t-tau_n)}$$display$$
جتي $inline$tau_n$inline$ انٽينا عنصر کان وصول ڪرڻ واري پوائنٽ تائين سگنل جي پروپيگيشن ۾ دير آهي.
اهڙو اشارو آهي "اردو-هارمونڪ"۽ مطابقت واري حالت کي پورو ڪرڻ لاءِ، اهو ضروري آهي ته ڪنهن به ٻن عنصرن جي وچ ۾ برقي مقناطيسي لهرن جي پروپيگيشن ۾ وڌ ۾ وڌ دير سگنل لفافي $inline$T$inline$ ۾ تبديلي جي خاص وقت کان تمام گهٽ هجي، يعني. $inline$u(t-tau_n) ≈ u(t-tau_m)$inline$. اهڙيء طرح، هڪ تنگ بينڊ سگنل جي مطابقت لاء شرط هن ريت لکي سگهجي ٿو:
$$display$$T≈frac{1}{Delta f}>>frac{D_{max}}{c}=max(tau_k-tau_m) $$display$$
جتي $inline$D_{max}$inline$ آهي AR عناصر جي وچ ۾ وڌ ۾ وڌ فاصلو، ۽ $inline$с$inline$ روشني جي رفتار آهي.
جڏهن هڪ سگنل موصول ٿئي ٿو، مربوط سمن کي ڊجيٽل طور تي مقامي پروسيسنگ يونٽ ۾ ڪيو ويندو آهي. انهي صورت ۾، هن بلاڪ جي پيداوار تي ڊجيٽل سگنل جي پيچيده قيمت بيان جي ذريعي طئي ڪئي وئي آهي:
$$display$$y=sum_{n=1}^Nw_n^*x_n$$display$$
اهو فارم ۾ آخري اظهار جي نمائندگي ڪرڻ لاء وڌيڪ آسان آهي ميٽرڪس فارم ۾ N-dimensional پيچيده ویکٹر:
$$display$$y=(textbf{w},textbf{x})=textbf{w}^Htextbf{x}$$display$$
جتي w и x ڪالم ویکٹر آهن، ۽ $inline$(.)^H$inline$ آپريشن آهي .
سگنلن جي ویکٹر نمائندگي بنيادي مان هڪ آهي جڏهن اينٽينا صفن سان ڪم ڪندي، ڇاڪاڻ ته اڪثر توهان کي منجهيل رياضياتي حسابن کان بچڻ جي اجازت ڏئي ٿي. ان کان علاوه، ویکٹر جي مدد سان ڪنهن خاص لمحي تي مليل سگنل کي سڃاڻڻ اڪثر هڪ کي حقيقي جسماني نظام کان خلاصو حاصل ڪرڻ جي اجازت ڏئي ٿو ۽ سمجهي ٿو ته جاميٽري جي نقطي نظر کان ڇا ٿي رهيو آهي.
هڪ اينٽينا صف جي تابڪاري نموني کي ڳڻڻ لاء، توهان کي ذهني ۽ ترتيب سان "لانچ" ڪرڻ جي ضرورت آهي. سڀني ممڪن طرفن کان. انهي حالت ۾، ویکٹر عناصر جا قدر x هيٺ ڏنل شڪل ۾ نمائندگي ڪري سگهجي ٿو:
$$display$$x_n=s_n=exp{-i(textbf{k}(phi,theta),textbf{r}_n)}$$display$$
جتي k - , $inline$phi$inline$ and $inline$theta$inline$ - и , جهاز جي موج جي اچڻ جي هدايت جي نشاندهي ڪندي، $inline$textbf{r}_n$inline$ اينٽينا عنصر جو همعصر آهي، $inline$s_n$inline$ فيزنگ ويڪٽر جو عنصر آهي s جهاز جي موج موج ويڪٽر سان k (انگريزي ادب ۾ phasing vector کي steerage vector چئبو آهي). مقدار جي مربع طول و عرض جو انحصار y $inline$phi$inline$ ۽ $inline$theta$inline$ مان مقرر ڪري ٿو ريسيپشن لاءِ اينٽيننا جي تابڪاري جو نمونو هڪ ڏنل ويڪٽر لاءِ وزن جي کوٽائي جي w.
اينٽينا صف جي تابڪاري نموني جون خاصيتون
اهو آسان آهي ته انٽينا جي شعاعن جي عام خاصيتن جو مطالعو ڪرڻ لاءِ هڪ لڪير جي برابري واري اينٽينا جي قطار تي افقي جهاز ۾ (يعني اهو نمونو صرف azimuthal زاويه $inline$phi$inline$ تي منحصر آهي). ٻن نقطي نظر کان آسان: تجزياتي حساب ۽ بصري پيشڪش.
اچو ته حساب ڪريون DN لاءِ يونٽ وزن ويڪٽر ($inline$w_n=1, n = 1 ... N$inline$)، بيان ڪيل پٺيان انداز
رياضي هتي
عمدي محور تي موج ويڪر جو پروجيڪشن: $inline$k_v=-frac{2pi}{lambda}sinphi$inline$
اينٽينا عنصر جو عمودي ڪوآرڊينيٽ انڊيڪس n سان: $inline$r_{nv}=(n-1)d$inline$
اهو آهي d - اينٽينا صف جي مدت (ويجهي عناصر جي وچ ۾ فاصلو)، λ - موج ڊگھائي. ٻيا سڀئي ویکٹر عناصر r صفر جي برابر آهن.
اينٽينا صف پاران مليل سگنل هيٺ ڏنل شڪل ۾ رڪارڊ ٿيل آهي:
$$display$$y=sum_{n=1}^{N}1 ⋅exp{i2pi nfrac{d}{lambda}sinphi}$$display$$
اچو ته فارمولا لاڳو ڪريون 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}$$display$$
نتيجي طور، اسان حاصل ڪريون ٿا:
$$display$$F(phi)=|y|^2=frac{sin^2(pi frac{Nd}{lambda}sinphi)}{sin^2(pi frac{d}{lambda}sinphi)} $ $display$$
تابڪاري نموني جي تعدد
نتيجي ۾ پيدا ٿيندڙ اينٽينا سرن جي تابڪاري جو نمونو زاويه جي سائي جو هڪ دوري فعل آهي. ان جو مطلب اهو آهي ته تناسب جي ڪجهه قدرن تي ڊي/λ ان ۾ تفاوت (اضافي) ميڪسيما آهي.
N = 5 لاءِ اينٽينا صف جو غير معياري تابڪاري نمونو
پولر ڪوآرڊينيٽ سسٽم ۾ N = 5 لاءِ اينٽينا صف جو عام تابڪاري نمونو
"difraction detectors" جي پوزيشن کي سڌو سنئون ڏسي سگھجي ٿو DN لاء. بهرحال، اسان اهو سمجهڻ جي ڪوشش ڪنداسين ته اهي جسماني ۽ جاميٽري طور (N-dimensional space ۾) ڪٿان اچن ٿا.
شيون ویکٹر s پيچيده exponents $inline$e^{iPsi n}$inline$ آهن، جن جون قيمتون عام زاويه $inline$Psi = 2pi frac{d}{lambda}sinphi$inline$ جي قدر سان طئي ٿيل آهن. جيڪڏهن جهاز جي موج جي اچڻ جي مختلف طرفن سان ملندڙ ٻه عام زاويا آهن، جن لاءِ $inline$Psi_1 = Psi_2 + 2pi m$inline$، ته ان جو مطلب ٻه شيون آهن:
- جسماني طور تي: انهن طرفن کان ايندڙ جهاز جي موج جا محاذ اينٽينا جي سرن جي عناصرن تي برقي مقناطيسي oscillations جي هڪجهڙي طول و عرض-مرحلي تقسيم کي متاثر ڪن ٿا.
- جاميٽري طور: انهن ٻنهي طرفن لاء هڪجهڙائي.
هن طريقي سان لاڳاپيل موج جي آمد جون هدايتون اينٽينا جي صف جي نقطي نظر کان برابر آهن ۽ هڪ ٻئي کان الڳ نه آهن.
زاوين جي علائقي کي ڪيئن طئي ڪيو وڃي جنهن ۾ صرف هڪ مکيه وڌ ۾ وڌ ڊي پي هميشه ڪوڙ آهي؟ اچو ته ھيٺ ڏنل غورن کان صفر azimuth جي ڀرپاسي ۾ ڪريو: ٻن ويجھي عناصر جي وچ ۾ مرحلي جي شفٽ جي شدت $inline$-pi$inline$ کان $inline$pi$inline$ جي حد ۾ هجڻ گهرجي.
$$display$$-pi<2pifrac{d}{lambda}sinphi
هن عدم مساوات کي حل ڪندي، اسان صفر جي ڀرسان انفراديت جي علائقي لاء شرط حاصل ڪندا آهيون:
$$display$$|sinphi|
اهو ڏسي سگهجي ٿو ته انفراديت واري علائقي جي ماپ جو تعلق زاويه تي منحصر آهي ڊي/λ. جيڪڏهن d = 0.5λ, پوء سگنل جي آمد جي هر طرف "انفرادي" آهي، ۽ انفراديت جو علائقو زاوين جي مڪمل حد تائين پکڙيل آهي. جيڪڏهن d = 2.0λ، پوءِ ھدايتون 0، ±30، ±90 برابر آھن. شعاع جي نموني تي تفاوت لاب ظاهر ٿيندا آهن.
عام طور تي، diffraction lobes کي دٻائڻ جي ڪوشش ڪئي ويندي آهي هدايتي اينٽينا عناصر استعمال ڪندي. انهي حالت ۾، اينٽينا جي سرن جي مڪمل تابڪاري نموني هڪ عنصر جي نموني ۽ آئوٽروپڪ عناصر جي هڪ صف جي پيداوار آهي. ھڪڙي عنصر جي نمونن جا پيراگراف عام طور تي چونڊيا ويندا آھن شرط جي بنياد تي اينٽينا صف جي غير واضح علائقي جي حالت جي بنياد تي.
مکيه لوب جي چوٽي
اينٽينا سسٽم جي مکيه لاب جي چوٽي جو اندازو لڳائڻ لاءِ انجنيئرنگ فارمولا: $inline$Delta phi ≈ frac{lambda}{D}$inline$، جتي D اينٽينا جي خصوصيت جي ماپ آهي. فارمولا مختلف قسم جي اينٽينن لاء استعمال ڪيو ويندو آهي، بشمول آئيني وارا. اچو ته اهو ڏيکاريو ته اهو اينٽيننا جي صفن لاء پڻ صحيح آهي.
اچو ته مکيه لوب جي ويڪر کي نموني جي پهرين زيرو طرفان مکيه وڌ کان وڌ جي ڀرسان ۾ مقرر ڪريو. شمار ڪندڙ $inline$F(phi)$inline$ لاءِ غائب ٿي وڃي ٿي جڏهن $inline$sinphi=mfrac{lambda}{dN}$inline$. پهريون صفر m = ±1 سان ملندو آهي. $inline$frac{lambda}{dN}<<1$inline$ اسان حاصل ڪندا آهيون $inline$Delta phi = 2frac{lambda}{dN}$inline$.
عام طور تي، اينٽينا جي هدايت واري نموني جي چوٽي اڌ-پاور جي سطح (-3 ڊي بي) طرفان طئي ڪئي ويندي آهي. انهي حالت ۾، بيان استعمال ڪريو:
$$display$$Delta phi≈0.88frac{lambda}{dN}$$display$$
مثال طور
مکيه لوب جي چوٽي کي ڪنٽرول ڪري سگهجي ٿو مختلف طول و عرض جي قدرن کي ترتيب ڏيڻ لاءِ اينٽينا صف جي وزن جي گنجائش. اچو ته ٽن تقسيم تي غور ڪريو:
- يونيفارم طول و عرض (وزن 1): $inline$w_n=1$inline$.
- طول و عرض جا قدر گريٽنگ جي ڪنارن ڏانهن گھٽجي رهيا آهن (وزن 2): $inline$w_n=0.5+0.3cos(2pifrac{n-1}{N}-pifrac{N-1}{N})$inline$
- طول و عرض جا قدر گريٽنگ جي ڪنارن ڏانهن وڌي رهيا آهن (وزن 3): $inline$w_n=0.5-0.3cos(2pifrac{n-1}{N}-pifrac{N-1}{N})$inline$
انگ اکر ڏيکاري ٿو نتيجي ۾ عام ٿيل تابڪاري نمونن کي منطقي اسڪيل تي:
هيٺيون رجحانات انگن اکرن مان معلوم ڪري سگھجن ٿيون: وزن جي کوٽائي جي مقدار جي تقسيم صف جي ڪنارن ڏانهن گھٽجي ٿي، نموني جي مکيه لوب کي وسيع ڪري ٿي، پر پاسي واري لوب جي سطح ۾ گهٽتائي. طول و عرض جو قدر اينٽيننا صف جي ڪنارن ڏانهن وڌي ٿو، ان جي برعڪس، مکيه لوب جي تنگ ٿيڻ ۽ پاسي واري لوب جي سطح ۾ اضافو آهي. هتي محدود ڪيسن تي غور ڪرڻ آسان آهي:
- سڀني عنصرن جي وزن جي کوٽائيز جا طول و عرض صفر جي برابر آهن. ٻاهرين عنصرن لاءِ وزن هڪ برابر آهي. انهي صورت ۾، لٽيس هڪ عرصو سان ٻه عنصر AR جي برابر ٿي ويندي آهي ڊي = (N-1) ڊي. مٿي ڏنل فارمولا استعمال ڪندي مکيه پنن جي چوٽي جو اندازو لڳائڻ ڏکيو ناهي. انهي حالت ۾، سائڊ والز تفاوت ميڪسيما ۾ تبديل ٿي ويندا ۽ مکيه وڌ ۾ وڌ سان ترتيب ڏيندا.
- مرڪزي عنصر جو وزن هڪ جي برابر آهي، ۽ ٻيا سڀئي صفر جي برابر آهن. انهي حالت ۾، اسان کي لازمي طور تي هڪ اينٽينا ملي آهي هڪ آئوٽروپڪ تابڪاري نموني سان.
مکيه وڌ ۾ وڌ جي هدايت
تنهن ڪري، اسان ڏٺو ته توهان AP AP جي مکيه لوب جي چوٽي کي ڪيئن ترتيب ڏئي سگهو ٿا. هاڻي اچو ته ڏسون ته هدايت ڪيئن هلائجي. اچو ته ياد رکون حاصل ڪيل سگنل لاء. اچو ته اسان چاهيون ٿا ته وڌ ۾ وڌ تابڪاري جو نمونو ڪنهن خاص رخ ۾ ڏسڻ لاءِ $inline$phi_0$inline$. هن جو مطلب آهي ته هن طرف کان وڌ ۾ وڌ طاقت حاصل ڪرڻ گهرجي. ھيءَ ھدايت فيزنگ ویکٹر $inline$textbf{s}(phi_0)$inline$ ۾ آھي N-dimensional ویکٹر اسپيس، ۽ حاصل ڪيل طاقت جي وضاحت ڪئي وئي آهي اسڪيلر پراڊڪٽ جي چورس جي طور تي هن فيزنگ ویکٹر جي ويڪر ۽ ويڪر جي وزن جي کوٽ w. ٻن ويڪٽرن جي اسڪالر پيداوار وڌ ۾ وڌ آهي جڏهن اهي ، i.e. $inline$textbf{w}=beta textbf{s}(phi_0)$inline$، ڪٿي β - ڪجهه عام ڪرڻ وارو عنصر. اهڙيءَ طرح، جيڪڏهن اسان گهربل هدايت لاءِ فيزنگ ويڪٽر جي برابر وزن ويڪر کي چونڊينداسين، ته اسين وڌ ۾ وڌ تابڪاري نموني کي گھمائينداسين.
مثال طور ھيٺ ڏنل وزن جي عنصرن تي غور ڪريو: $inline$textbf{w}=textbf{s}(10°)$inline$
$$display$$w_n=exp{i2pifrac{d}{lambda}(n-1)sin(10pi/180)}$$display$$
نتيجي طور، اسان 10 ° جي هدايت ۾ مکيه وڌ ۾ وڌ تابڪاري نموني حاصل ڪندا آهيون.
هاڻي اسان ساڳئي وزن جي گنجائش لاڳو ڪندا آهيون، پر سگنل جي استقبال لاء نه، پر ٽرانسميشن لاء. اها ڳالهه هتي غور ڪرڻ جي قابل آهي ته جڏهن هڪ سگنل کي منتقل ڪري، موج ویکٹر جي رخ جي سامهون تبديل ٿي. هن جو مطلب آهي ته عناصر رسيپشن ۽ ٽرانسميشن لاءِ اهي ظاهر ڪندڙ جي نشاني ۾ مختلف آهن، يعني. پيچيده conjugation ذريعي هڪ ٻئي سان ڳنڍيل آهن. نتيجي طور، اسان -10° جي طرف منتقلي لاءِ وڌ ۾ وڌ تابڪاري جو نمونو حاصل ڪريون ٿا، جيڪو تابڪاري جي وڌ ۾ وڌ نموني سان ٺهڪندڙ نه آهي، ساڳئي وزن جي کوٽائيز سان استقبال ڪرڻ لاءِ، صورتحال کي درست ڪرڻ لاءِ ضروري آهي. ڪمپليڪس ڪنجوجيشن کي لاڳو ڪريو وزن جي کوٽائي ۾ پڻ.
استقبال ۽ ٽرانسميشن لاء نمونن جي ٺهڻ جي بيان ڪيل خصوصيت کي هميشه ذهن ۾ رکڻ گهرجي جڏهن اينٽيننا صفن سان ڪم ڪندي.
اچو ته تابڪاري نموني سان کيڏيون
ڪيترائي مٿاهون
اچو ته هدايت ۾ تابڪاري نموني جا ٻه مکيه ميڪسيما ٺاهڻ جو ڪم مقرر ڪريون: -5° ۽ 10°. هن کي ڪرڻ لاءِ، اسان هڪ وزن جي ویکٹر طور چونڊون ٿا، لاڳاپيل هدايتن لاءِ فيزنگ ویکٹر جي وزني رقم.
$$display$$textbf{w} = betatextbf{s}(10°)+(1-beta)textbf{s}(-5°)$$display$$
تناسب کي ترتيب ڏيڻ β توھان بنيادي پنن جي وچ ۾ تناسب کي ترتيب ڏئي سگھو ٿا. هتي ٻيهر اهو ڏسڻ لاء آسان آهي ته ویکٹر اسپيس ۾ ڇا ٿي رهيو آهي. جيڪڏهن β 0.5 کان وڌيڪ آهي، پوءِ ويڪر جي ويڪر جي کوٽائي جي ويجھو آهي s(10 °)، ٻي صورت ۾ s(-5°). وزن ویکٹر جي ويجھو فاسرن مان ھڪڙو آھي، اوترو وڌيڪ لاڳاپيل اسڪيلر پراڊڪٽ، ۽ تنھنڪري لاڳاپيل وڌ ۾ وڌ ڊي پي جي قيمت.
بهرحال، اهو غور ڪرڻ جي قابل آهي ته ٻنهي مکيه پنن جي هڪ محدود ويڪر آهي، ۽ جيڪڏهن اسان کي ٻن ويجهن طرفن ۾ ٽيون ڪرڻ چاهيون ٿا، ته اهي پنن هڪ ۾ ضم ٿي ويندا آهن، ڪنهن وچين طرف ڏانهن مبني.
هڪ وڌ ۾ وڌ ۽ صفر
ھاڻي اچو ته وڌ ۾ وڌ تابڪاري جي نموني کي ترتيب ڏيو $inline$phi_1=10°$inline$ ۽ ساڳئي وقت $inline$phi_2=-5°$inline$ طرف کان ايندڙ سگنل کي دٻايو. هن کي ڪرڻ لاء، توهان کي لاڳاپيل زاويه لاء ڊي اين صفر مقرر ڪرڻ جي ضرورت آهي. توھان ھيٺ ڏنل طريقي سان ڪري سگھو ٿا:
$$display$$textbf{w}=textbf{s}_1-frac{textbf{s}_2^Htextbf{s}_1}{N}textbf{s}_2$$display$$
جتي $inline$textbf{s}_1 = textbf{s}(10°)$inline$، ۽ $inline$textbf{s}_2 = textbf{s}(-5°)$inline$.
وزن ویکٹر چونڊڻ جي جاميٽري معنيٰ هن ريت آهي. اسان هي ویکٹر چاهيون ٿا w $inline$textbf{s}_1$inline$ تي وڌ ۾ وڌ پروجئشن هو ۽ ساڳئي وقت ویکٹر $inline$textbf{s}_2$inline$ ڏانهن آرٿوگونل هو. ویکٹر $inline$textbf{s}_1$inline$ کي ٻن اصطلاحن طور پيش ڪري سگهجي ٿو: هڪ collinear vector $inline$textbf{s}_2$inline$ ۽ هڪ orthogonal vector $inline$textbf{s}_2$inline$. مسئلي جي بيان کي پورو ڪرڻ لاء، اهو ضروري آهي ته ٻئي جزو کي وزن جي کوٽائي جي ویکٹر طور چونڊيو وڃي. w. اسڪيلر پراڊڪٽ کي استعمال ڪندي ویکٹر $inline$textbf{s}_1$inline$ کي نارمل ٿيل ویکٹر $inline$frac{textbf{s}_2}{sqrt{N}}$inline$ تي پروجيڪٽ ڪندي ڪلينر جزو حساب ڪري سگهجي ٿو.
$$display$$textbf{s}_{1||}=frac{textbf{s}_2}{sqrt{N}}frac{textbf{s}_2^Htextbf{s}_1}{sqrt{N}} $$ڊسپلي$$
ان جي مطابق، اصل فيزنگ ویکٹر $inline$textbf{s}_1$inline$ مان ان جي ڪلينر جزو کي گھٽائڻ سان، اسان مطلوب وزن ویکٹر حاصل ڪندا آهيون.
ڪجهه اضافي نوٽس
- مٿي هر جڳهه، مون وزن ویکٹر کي عام ڪرڻ جي مسئلي کي ختم ڪيو، يعني. ان جي ڊيگهه. تنهن ڪري، وزن ویکٹر جي نارملائيزيشن اينٽيننا صف جي تابڪاري نموني جي خاصيتن کي متاثر نٿو ڪري: مکيه وڌ کان وڌ جي هدايت، مکيه لوب جي چوٽي، وغيره. اهو پڻ ڏيکاري سگهجي ٿو ته هي نارملائيزيشن اسپيشل پروسيسنگ يونٽ جي پيداوار تي SNR تي اثر انداز نٿو ڪري. ان سلسلي ۾، جڏهن spatial سگنل پروسيسنگ الگورتھم تي غور ڪيو وڃي، اسان عام طور تي وزن ویکٹر جي هڪ يونٽ کي عام ڪرڻ کي قبول ڪندا آهيون، يعني. $inline$textbf{w}^Htextbf{w}=1$inline$
- اينٽينا صف جي نمونن جي ٺهڻ جا امڪان عنصرن جي تعداد جي حساب سان طئي ڪيا ويندا آهن N. عنصر جيترا وڌيڪ هوندا، اوترو ئي وسيع هوندا. آزاديءَ جا وڌيڪ درجا جڏهن مقامي وزن جي پروسيسنگ کي لاڳو ڪندا، اوترو وڌيڪ آپشن ان لاءِ ته ڪيئن ”موڙي“ وزن ویکٹر کي N-dimensional اسپيس ۾.
- جڏهن تابڪاري جا نمونا حاصل ڪري رهيا آهن، اينٽينا صف جسماني طور تي موجود ناهي، ۽ اهو سڀ ڪجهه صرف ڪمپيوٽنگ يونٽ جي "تصور" ۾ موجود آهي جيڪو سگنل کي پروسيس ڪري ٿو. هن جو مطلب اهو آهي ته هڪ ئي وقت ۾ اهو ممڪن آهي ته ڪيترن ئي نمونن کي گڏ ڪرڻ ۽ مختلف طرفن کان ايندڙ سگنلن کي آزاديء سان پروسيس ڪرڻ. ٽرانسميشن جي صورت ۾، هر شيء ڪجهه وڌيڪ پيچيده آهي، پر اهو پڻ ممڪن آهي ته ڪيترن ئي ڊي اينز کي ترتيب ڏيڻ لاء مختلف ڊيٽا اسٽريمز کي منتقل ڪرڻ لاء. مواصلاتي نظام ۾ هن ٽيڪنالاجي کي سڏيو ويندو آهي .
- پيش ڪيل matlab ڪوڊ استعمال ڪندي، توھان پاڻ کي ڊي اين سان گڏ راند ڪري سگھو ٿا
ڪوڊ% 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]);
ڪھڙا مسئلا حل ڪري سگھجن ٿا ھڪڙو انٽليٽ اينٽيننا صف استعمال ڪندي؟
اڻڄاتل سگنل جو بهترين استقبالجيڪڏهن سگنل جي اچڻ جي هدايت اڻڄاتل آهي (۽ جيڪڏهن مواصلاتي چينل multipath آهي، اتي عام طور تي ڪيتريون ئي هدايتون آهن)، پوء اينٽيننا جي ترتيب سان حاصل ڪيل سگنل جو تجزيو ڪندي، اهو ممڪن آهي ته هڪ بهترين وزن وارو ویکٹر ٺاهيو وڃي. w انهي ڪري ته اسپيشل پروسيسنگ يونٽ جي پيداوار تي SNR وڌ ۾ وڌ ٿيندو.
پس منظر شور جي خلاف بهترين سگنل استقبالهتي مسئلو هن ريت پيش ڪيو ويو آهي: متوقع مفيد سگنل جي فضائي پيراگراف سڃاتل آهن، پر ٻاهرئين ماحول ۾ مداخلت جا ذريعا آهن. اهو ضروري آهي ته AP جي پيداوار تي SINR کي وڌايو وڃي، جيترو ممڪن ٿي سگهي سگنل جي استقبال تي مداخلت جي اثر کي گھٽائڻ.
استعمال ڪندڙ کي بهترين سگنل ٽرانسميشناهو مسئلو موبائل ڪميونيڪيشن سسٽم (4G، 5G)، گڏو گڏ وائي فائي ۾ حل ڪيو ويو آهي. مطلب سادو آهي: صارف جي راءِ چينل ۾ خاص پائلٽ سگنلن جي مدد سان، ڪميونيڪيشن چينل جي فضائي خاصيتن جو جائزو ورتو وڃي ٿو، ۽ ان جي بنياد تي، وزن جي کوٽائي جو ویکٹر چونڊيو وڃي ٿو جيڪو ٽرانسميشن لاءِ مناسب آهي.
ڊيٽا اسٽريمز جي مقامي ملٽي پلڪسنگAdaptive antenna arrays هڪ ئي وقت تي ڪيترن ئي استعمال ڪندڙن کي ڊيٽا جي منتقلي جي اجازت ڏين ٿا، انهن مان هر هڪ لاءِ انفرادي نمونو ٺاهيندي. هن ٽيڪنالاجي کي MU-MIMO سڏيو ويندو آهي ۽ هن وقت ڪميونيڪيشن سسٽم ۾ فعال طور تي (۽ اڳ ۾ ئي) لاڳو ڪيو پيو وڃي. مقامي ملٽي پلڪسنگ جو امڪان مهيا ڪيو ويو آهي، مثال طور، 4G LTE موبائل ڪميونيڪيشن معيار ۾، IEEE802.11ay وائي فائي معيار، ۽ 5G موبائل ڪميونيڪيشن معيار.
رادار لاءِ ورچوئل اينٽينا صفونڊجيٽل اينٽينا صفون ان کي ممڪن بڻائين ٿيون، ڪيترن ئي منتقلي اينٽينا عناصر کي استعمال ڪندي، سگنل پروسيسنگ لاءِ وڏين وڏين سائزن جي ورچوئل اينٽينا صف ٺاهڻ لاءِ. هڪ ورچوئل گرڊ ۾ هڪ حقيقي جون سڀئي خاصيتون هونديون آهن، پر ان کي لاڳو ڪرڻ لاءِ گهٽ هارڊويئر جي ضرورت هوندي آهي.
تابڪاري ذريعن جي ماپن جو اندازوAdaptive antenna arrays جو مسئلو حل ڪرڻ جي اجازت ڏئي ٿو انگ جو اندازو لڳائڻ، طاقت، ريڊيو جي اخراج جا ذريعا، مختلف ذريعن کان سگنلن جي وچ ۾ شمارياتي ڪنيڪشن قائم ڪرڻ. هن معاملي ۾ adaptive antenna arrays جو بنيادي فائدو ويجهي تابڪاري ذريعن کي سپر-حل ڪرڻ جي صلاحيت آهي. ذريعا، ان جي وچ ۾ زاوي فاصلو انٽينا صف جي تابڪاري نموني جي مکيه لاب جي چوٽي کان گهٽ آهي (). اهو خاص طور تي سگنل جي ویکٹر نمائندگي جي ڪري ممڪن آهي، معروف سگنل ماڊل، ۽ انهي سان گڏ لڪير رياضي جي اپريٽس.
اوهان جي توجه جي مهرباني
جو ذريعو: www.habr.com