සුභ දවසක්.
මම පසුගිය වසර කිහිපය පුරාවට අනුවර්තී ඇන්ටෙනා අරා වල අවකාශීය සංඥා සැකසීම සඳහා විවිධ ඇල්ගොරිතම පර්යේෂණ සහ නිර්මාණය කිරීමට ගත කර ඇති අතර, මගේ වර්තමාන කාර්යයේ කොටසක් ලෙස එය දිගටම කරගෙන යමි. මා විසින්ම සොයාගත් දැනුම සහ උපක්‍රම මෙහි බෙදා ගැනීමට කැමැත්තෙමි. මෙම සංඥා සැකසීමේ ක්ෂේත්‍රය අධ්‍යයනය කිරීමට පටන් ගන්නා පුද්ගලයින්ට හෝ සරලව උනන්දුවක් දක්වන අයට මෙය ප්රයෝජනවත් වනු ඇතැයි මම බලාපොරොත්තු වෙමි.
අනුවර්තන ඇන්ටෙනා අරාවක් යනු කුමක්ද?
– මෙය කිසියම් ආකාරයකින් අභ්‍යවකාශයේ තැන්පත් කර ඇති ඇන්ටෙනා මූලද්රව්ය සමූහයකි. අපි සලකා බලනු ලබන අනුවර්තන ඇන්ටෙනා අරාවේ සරල ව්‍යුහයක් පහත දැක්වෙන ආකාරයෙන් නිරූපණය කළ හැක:
අනුවර්තන ඇන්ටෙනා අරා බොහෝ විට "ස්මාර්ට්" ඇන්ටනා ලෙස හැඳින්වේ () ඇන්ටෙනා අරාවක් "ස්මාර්ට්" බවට පත් කරන්නේ අවකාශීය සංඥා සැකසුම් ඒකකය සහ එහි ක්රියාත්මක කරන ඇල්ගොරිතම ය. මෙම ඇල්ගොරිතම මඟින් ලැබුණු සංඥාව විශ්ලේෂණය කර එක් එක් මූලද්රව්ය සඳහා සංඥාවේ විස්තාරය සහ ආරම්භක අදියර තීරණය කරන $inline$w_1...w_N$inline$ බර කිරීමේ සංගුණක කට්ටලයක් සාදයි. ලබා දී ඇති විස්තාරය-අදියර ව්‍යාප්තිය තීරණය කරයි සමස්තයක් ලෙස සමස්ත දැලිස. අවශ්ය හැඩයේ විකිරණ රටාවක් සංස්ලේෂණය කිරීමට සහ සංඥා සැකසීමේදී එය වෙනස් කිරීමට ඇති හැකියාව අනුවර්තන ඇන්ටෙනා අරා වල ප්රධාන ලක්ෂණ වලින් එකකි, එමඟින් පුළුල් පරාසයක ගැටළු විසඳීමට ඉඩ සලසයි. . නමුත් පළමු දේ පළමුව.
විකිරණ රටාව සෑදී ඇත්තේ කෙසේද?
යම් දිශාවකට නිකුත් වන සංඥා බලය සංලක්ෂිත කරයි. සරල බව සඳහා, අපි දැලිස් මූලද්රව්ය සමස්ථානික බව උපකල්පනය කරමු, i.e. ඒ සෑම එකක් සඳහාම, විමෝචනය කරන ලද සංඥාවේ බලය දිශාව මත රඳා නොපවතී. යම් දිශාවකට දැලක මගින් විමෝචනය වන බලයේ විස්තාරණය හෝ දුර්වල වීම හේතුවෙන් ලබා ගනී ඇන්ටෙනා අරාවේ විවිධ මූලද්රව්ය මගින් විමෝචනය වන විද්‍යුත් චුම්භක තරංග. විද්‍යුත් චුම්භක තරංග සඳහා ස්ථායී මැදිහත්වීම් රටාවක් ඇති කළ හැක්කේ ඒවා නම් පමණි , i.e. සංඥා වල අදියර වෙනස කාලයත් සමඟ වෙනස් නොවිය යුතුය. ඉතා මැනවින්, ඇන්ටෙනා අරාවේ සෑම අංගයක්ම විකිරණය විය යුතුය එකම වාහක සංඛ්යාතය මත $inline$f_{0}$inline$. කෙසේ වෙතත්, ප්‍රායෝගිකව කෙනෙකුට පරිමිත පළල $inline$Delta f << f_{0}$inline$ වර්ණාවලියක් සහිත පටු කලාප සංඥා සමඟ වැඩ කිරීමට සිදුවේ.
සියලුම AR මූලද්රව්ය එකම සංඥාවක් නිකුත් කිරීමට ඉඩ දෙන්න $inline$x_n(t)=u(t)$inline$. ඉන්පසුව ග්‍රාහකයේ, n-th මූලද්‍රව්‍යයෙන් ලැබෙන සංඥාව නිරූපණය කළ හැක පෝරමය:
$$display$$a_n(t) = u(t-tau_n)e^{i2pi f_0(t-tau_n)}$$display$$
මෙහි $inline$tau_n$inline$ යනු ඇන්ටෙනා මූලද්රව්යයේ සිට ලැබෙන ස්ථානය දක්වා සංඥා ප්‍රචාරණය ප්‍රමාද වීමයි.
එවැනි සංඥාවක් වේ "අර්ධ සුසංයෝග", සහ සමෝධානික තත්ත්වය තෘප්තිමත් කිරීම සඳහා, ඕනෑම මූලද්රව්ය දෙකක් අතර විද්‍යුත් චුම්භක තරංග ප්‍රචාරණය කිරීමේ උපරිම ප්‍රමාදය $inline$T$inline$ සංඥා ලියුම් කවරයේ වෙනස් වීමේ ලාක්ෂණික කාලයට වඩා බෙහෙවින් අඩු වීම අවශ්ය වේ, i.e. $inline$u(t-tau_n) ≈ u(t-tau_m)$inline$. මේ අනුව, පටු කලාප සංඥාවක සමෝධානය සඳහා කොන්දේසිය පහත පරිදි ලිවිය හැකිය:
$$display$$T≈frac{1}{Delta f}>>frac{D_{max}}{c}=max(tau_k-tau_m) $$display$$
මෙහි $inline$D_{max}$inline$ යනු AR මූලද්රව්ය අතර උපරිම දුර වන අතර $inline$с$inline$ යනු ආලෝකයේ වේගය වේ.
සංඥාවක් ලැබුණු විට, අවකාශීය සැකසුම් ඒකකයේ සංගත සමාකලනය ඩිජිටල් ලෙස සිදු කෙරේ. මෙම අවස්ථාවෙහිදී, මෙම බ්ලොක් එකේ ප්‍රතිදානයේ ඩිජිටල් සංඥාවේ සංකීර්ණ අගය ප්රකාශනය මගින් තීරණය වේ:
$$display$$y=sum_{n=1}^Nw_n^*x_n$$display$$
පෝරමයේ අවසාන ප්රකාශනය නිරූපණය කිරීම වඩාත් පහසු වේ න්‍යාස ආකාරයෙන් N-මාන සංකීර්ණ දෛශික:
$$display$$y=(textbf{w},textbf{x})=textbf{w}^Htextbf{x}$$display$$
එහිදී w и x තීරු දෛශික වන අතර, $inline$(.)^H$inline$ යනු මෙහෙයුමයි .
ඇන්ටෙනා අරා සමඟ වැඩ කරන විට සංඥා වල දෛශික නිරූපණය මූලික එකක් වේ, මන්ද බොහෝ විට ඔබට අපහසු ගණිතමය ගණනය කිරීම් වළක්වා ගැනීමට ඉඩ සලසයි. මීට අමතරව, දෛශිකයක් සමඟ නිශ්චිත මොහොතක ලැබෙන සංඥාවක් හඳුනා ගැනීම බොහෝ විට සැබෑ භෞතික පද්ධතියෙන් වියුක්ත කිරීමට සහ ජ්යාමිතියේ දෘෂ්ටි කෝණයෙන් හරියටම සිදුවන්නේ කුමක්ද යන්න තේරුම් ගැනීමට ඉඩ සලසයි.
ඇන්ටෙනා අරාවක විකිරණ රටාව ගණනය කිරීම සඳහා, ඔබ මානසිකව හා අනුක්‍රමිකව කට්ටලයක් "දියත්" කළ යුතුය. හැකි සෑම දිශාවකින්ම. මෙම අවස්ථාවේදී, දෛශික මූලද්රව්යවල අගයන් x පහත දැක්වෙන ආකාරයෙන් නිරූපණය කළ හැකිය:
$$display$$x_n=s_n=exp{-i(textbf{k}(phi,theta),textbf{r}_n)}$$display$$
එහිදී k - , $inline$phi$inline$ සහ $inline$theta$inline$ – и , ගුවන් යානා තරංගයක පැමිණීමේ දිශාව ගුනාංගීකරනය කිරීම, $inline$textbf{r}_n$inline$ යනු ඇන්ටෙනා මූලද්රව්යයේ ඛණ්ඩාංකය වේ, $inline$s_n$inline$ යනු අදියර දෛශිකයේ මූලද්‍රව්‍යය වේ s තරංග දෛශිකය සහිත තල තරංගය k (ඉංග්‍රීසි සාහිත්‍යයේ අදියර දෛශිකය steerage vector ලෙස හැඳින්වේ). ප්‍රමාණයේ වර්ග විස්තාරය මත යැපීම y $inline$phi$inline$ සහ $inline$theta$inline$ වෙතින් ලබා දී ඇති බර කිරීමේ සංගුණක දෛශිකයක් සඳහා පිළිගැනීම සඳහා ඇන්ටෙනා අරාවේ විකිරණ රටාව තීරණය කරයි w.
ඇන්ටෙනා අරාවේ විකිරණ රටාවේ විශේෂාංග
තිරස් තලයේ රේඛීය සම දුර ඇන්ටෙනා අරාවක ඇති ඇන්ටෙනා අරා වල විකිරණ රටාවේ සාමාන්‍ය ගුණාංග අධ්‍යයනය කිරීම පහසු වේ (එනම්, රටාව රඳා පවතින්නේ $inline$phi$inline$ යන අසිමුතාල් කෝණය මත පමණි). දෘෂ්ටිකෝණ දෙකකින් පහසු ය: විශ්ලේෂණාත්මක ගණනය කිරීම් සහ දෘශ්‍ය ඉදිරිපත් කිරීම.
විස්තර කර ඇති පරිදි ඒකක බර දෛශිකයක් සඳහා DN ගණනය කරමු ($inline$w_n=1, n = 1 ... N$inline$), ප්රවේශය.
මෙන්න ගණිතය
තරංග දෛශිකය සිරස් අක්ෂයට ප්‍රක්ෂේපණය කිරීම: $inline$k_v=-frac{2pi}{lambda}sinphi$inline$
n දර්ශකය සමඟ ඇන්ටෙනා මූලද්රව්යයේ සිරස් ඛණ්ඩාංකය: $inline$r_{nv}=(n-1)d$inline$
එය d - ඇන්ටෙනා අරා කාලය (යාබද මූලද්රව්ය අතර දුර), λ - තරංග ආයාමය. අනෙකුත් සියලුම දෛශික මූලද්රව්ය r ශුන්යයට සමාන වේ.
ඇන්ටෙනා අරාවට ලැබෙන සංඥාව පහත ආකාරයෙන් සටහන් වේ:
$$display$$y=sum_{n=1}^{N}1 ⋅exp{i2pi nfrac{d}{lambda}sinphi}$$display$$
සඳහා සූත්‍රය යොදමු 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}$$display$$
ප්රතිඵලයක් වශයෙන් අපට ලැබෙන්නේ:
$$display$$F(phi)=|y|^2=frac{sin^2(pi frac{Nd}{lambda}sinphi)}{sin^2(pi frac{d}{lambda}sinphi)} $ $දර්ශණය$$
විකිරණ රටාවේ සංඛ්යාතය
එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස ලැබෙන ඇන්ටෙනා අරාවේ විකිරණ රටාව කෝණයේ සයින් හි ආවර්තිතා ශ්‍රිතයකි. මෙයින් අදහස් කරන්නේ අනුපාතයේ නිශ්චිත අගයන් යටතේ බවයි d/λ එය විවර්තනය (අතිරේක) උපරිමය ඇත.
N = 5 සඳහා ඇන්ටෙනා අරාවේ ප්‍රමිතිගත නොවන විකිරණ රටාව
ධ්‍රැවීය ඛණ්ඩාංක පද්ධතියේ N = 5 සඳහා ඇන්ටෙනා අරාවේ සාමාන්යකරණය කළ විකිරණ රටාව
"විවර්තන අනාවරක" වල පිහිටීම කෙලින්ම නැරඹිය හැකිය DN සඳහා කෙසේ වෙතත්, අපි ඔවුන් භෞතිකව සහ ජ්යාමිතිකව (N-මාන අවකාශයේ) පැමිණෙන්නේ කොහෙන්ද යන්න තේරුම් ගැනීමට උත්සාහ කරමු.
අයිතම දෛශිකය s සංකීර්ණ ඝාතක $inline$e^{iPsi n}$inline$, සාමාන්යකරණය කළ කෝණය $inline$Psi = 2pi frac{d}{lambda}sinphi$inline$ අගය අනුව තීරණය වේ. ගුවන් යානා තරංගයක පැමිණීමේ විවිධ දිශාවන්ට අනුරූප වන සාමාන්යකරණය කළ කෝණ දෙකක් තිබේ නම්, ඒ සඳහා $inline$Psi_1 = Psi_2 + 2pi m$inline$, එවිට මෙයින් කරුණු දෙකක් අදහස් වේ:
- භෞතිකව: මෙම දිශාවලින් එන තල තරංග පෙරමුනු ඇන්ටෙනා අරාවේ මූලද්රව්ය මත විද්‍යුත් චුම්භක දෝලනයන්හි සමාන විස්තාරය-අදියර ව්‍යාප්තිය ඇති කරයි.
- ජ්යාමිතික වශයෙන්: මෙම දිශාවන් දෙක සමපාත වන බැවිනි.
මේ ආකාරයට සම්බන්ධ වන තරංග පැමිණීමේ දිශාවන් ඇන්ටෙනා අරාවේ දෘෂ්ටි කෝණයෙන් සමාන වන අතර ඒවා එකිනෙකින් වෙන් කළ නොහැක.
DP හි එක් ප්රධාන උපරිමයක් පමණක් සැමවිටම පවතින කෝණ කලාපය තීරණය කරන්නේ කෙසේද? පහත සලකා බැලීම් වලින් ශුන්ය අසිමුත් ආසන්නයේ මෙය කරමු: යාබද මූලද්රව්ය දෙකක් අතර අදියර මාරුවේ විශාලත්වය $inline$-pi$inline$ සිට $inline$pi$inline$ දක්වා පරාසයක තිබිය යුතුය.
$$display$$-pi<2pifrac{d}{lambda}sinphi
මෙම අසමානතාවය නිරාකරණය කිරීම, අපි ශුන්යයට ආසන්නයේ ඇති සුවිශේෂත්වයේ කලාපය සඳහා කොන්දේසිය ලබා ගනිමු:
$$display$$|sinphi|
කෝණයෙහි සුවිශේෂත්වයේ කලාපයේ විශාලත්වය සම්බන්ධතාවය මත රඳා පවතින බව දැකිය හැකිය d/λ. එසේ නම් d = 0.5λ, එවිට සංඥා පැමිණීමේ එක් එක් දිශාව "තනි පුද්ගල" වන අතර, සුවිශේෂත්වයේ කලාපය කෝණවල සම්පූර්ණ පරාසය ආවරණය කරයි. නම් d = 2.0λ, එවිට දිශාවන් 0, ±30, ±90 සමාන වේ. විකිරණ රටාව මත විවර්තන පෙති දිස්වේ.
සාමාන්යයෙන්, දිශානුගත ඇන්ටෙනා මූලද්රව්ය භාවිතයෙන් විවර්තන පෙති යටපත් කිරීමට උත්සාහ කරයි. මෙම අවස්ථාවෙහිදී, ඇන්ටෙනා අරාවේ සම්පූර්ණ විකිරණ රටාව එක් මූලද්රව්යයක සහ සමස්ථානික මූලද්රව්ය මාලාවක රටාවේ ප්‍රතිඵලයකි. ඇන්ටෙනා අරාවේ නොපැහැදිලි කලාපය සඳහා කොන්දේසිය මත පදනම්ව එක් මූලද්රව්යයක රටාවේ පරාමිතීන් සාමාන්යයෙන් තෝරා ගනු ලැබේ.
ප්රධාන lobe පළල
ඇන්ටෙනා පද්ධතියක ප්රධාන කොටසෙහි පළල ඇස්තමේන්තු කිරීම සඳහා ඉංජිනේරු සූත්‍රය: $inline$Delta phi ≈ frac{lambda}{D}$inline$, D යනු ඇන්ටෙනාවෙහි ලාක්ෂණික ප්‍රමාණයයි. දර්පණ ද ඇතුළුව විවිධ වර්ගයේ ඇන්ටනා සඳහා සූත්‍රය භාවිතා වේ. එය ඇන්ටෙනා අරා සඳහාද වලංගු බව පෙන්වමු.
ප්රධාන උපරිමය ආසන්නයේ ඇති රටාවේ පළමු ශුන්ය මගින් ප්රධාන කොටසෙහි පළල තීරණය කරමු. සංඛ්යාංකය $inline$F(phi)$inline$ සඳහා $inline$sinphi=mfrac{lambda}{dN}$inline$ විට අතුරුදහන් වේ. පළමු ශුන්ය m = ±1 ට අනුරූප වේ. $inline$frac{lambda}{dN}<<1$inline$ අපට $inline$Delta phi = 2frac{lambda}{dN}$inline$ ලැබේ.
සාමාන්යයෙන්, ඇන්ටෙනා ඩිරෙක්ටිවිටි රටාවේ පළල අර්ධ බල මට්ටම (-3 dB) මගින් තීරණය වේ. මෙම අවස්ථාවේදී, ප්රකාශනය භාවිතා කරන්න:
$$display$$Delta phi≈0.88frac{lambda}{dN}$$display$$
උදාහරණ:
ඇන්ටෙනා අරාව බර කිරීමේ සංගුණක සඳහා විවිධ විස්තාර අගයන් සැකසීමෙන් ප්රධාන තලයේ පළල පාලනය කළ හැකිය. බෙදා හැරීම් තුනක් සලකා බලමු:
- ඒකාකාර විස්තාරය ව්‍යාප්තිය (බර 1): $inline$w_n=1$inline$.
- දැලක දාර දෙසට විස්තාරය අගයන් අඩු වේ (බර 2): $inline$w_n=0.5+0.3cos(2pifrac{n-1}{N}-pifrac{N-1}{N})$inline$
- දැලක දාර දෙසට විස්තාරය අගයන් වැඩි වේ (බර 3): $inline$w_n=0.5-0.3cos(2pifrac{n-1}{N}-pifrac{N-1}{N})$inline$
ලඝුගණක පරිමාණයෙන් ලැබෙන සාමාන්යකරණය වූ විකිරණ රටා රූපයේ දැක්වේ:
පහත දැක්වෙන ප්‍රවණතා රූපයෙන් සොයාගත හැකිය: අරාවේ දාර දෙසට බර සංගුණක විස්තාරක ව්‍යාප්තිය අඩුවීම රටාවේ ප්රධාන තලය පුළුල් වීමට හේතු වේ, නමුත් පැති තලවල මට්ටම අඩු වේ. ඇන්ටෙනා අරාවේ දාර දෙසට විස්තාරය අගයන් වැඩි වීම, ඊට ප්‍රතිවිරුද්ධව, ප්රධාන තලය පටු වීමට සහ පැති තලවල මට්ටම වැඩි වීමට හේතු වේ. මෙහි සීමිත අවස්ථා සලකා බැලීම පහසුය:
- ආන්තික ඒවා හැර අනෙකුත් සියලුම මූලද්රව්යවල බර කිරීමේ සංගුණකවල විස්තාරය ශුන්යයට සමාන වේ. බාහිරම මූලද්රව්ය සඳහා බර එකකට සමාන වේ. මෙම අවස්ථාවෙහිදී, දැලිස කාලපරිච්ඡේදයක් සහිත මූලද්රව්ය දෙකක AR එකකට සමාන වේ D = (N-1)d. ඉහත ඉදිරිපත් කර ඇති සූත්‍රය භාවිතා කර ප්රධාන පෙති වල පළල තක්සේරු කිරීම අපහසු නැත. මෙම අවස්ථාවේ දී, පැති බැම්ම විවර්තන උපරිම බවට හැරෙන අතර ප්රධාන උපරිමය සමඟ සමපාත වේ.
- මධ්යම මූලද්රව්යයේ බර එකකට සමාන වන අතර අනෙක් සියල්ල ශුන්යයට සමාන වේ. මෙම අවස්ථාවේදී, අපට අත්‍යවශ්‍යයෙන්ම සමස්ථානික විකිරණ රටාවක් සහිත එක් ඇන්ටෙනාවක් ලැබුණි.
ප්රධාන උපරිමයේ දිශාව
ඉතින්, අපි ඔබට AP AP හි ප්රධාන කොටසෙහි පළල සකස් කළ හැකි ආකාරය දෙස බැලුවෙමු. දැන් අපි බලමු කොහොමද දිශාව මෙහෙයවන්නේ කියලා. අපි මතක තබා ගනිමු ලැබුණු සංඥාව සඳහා. $inline$phi_0$inline$ නිශ්චිත දිශාවකට බැලීම සඳහා විකිරණ රටාවේ උපරිමය අපට අවශ්ය කරමු. මෙයින් අදහස් කරන්නේ මෙම දිශාවෙන් උපරිම බලය ලැබිය යුතු බවයි. මෙම දිශාව $inline$textbf{s}(phi_0)$inline$ හි අවධි දෛශිකයට අනුරූප වේ N-මාන දෛශික අවකාශය, සහ ලැබුණු බලය මෙම අදියර දෛශිකයේ අදිශ නිෂ්පාදනයේ වර්ග සහ බර කිරීමේ සංගුණකවල දෛශිකය ලෙස අර්ථ දැක්වේ. w. දෛශික දෙකක අදිශ ගුණිතය උපරිම වේ , i.e. $inline$textbf{w}=beta textbf{s}(phi_0)$inline$, කොහෙද β - සමහර සාමාන්යකරණ සාධකය. මේ අනුව, අපි අවශ්ය දිශාව සඳහා අදියර දෛශිකයට සමාන බර දෛශිකය තෝරා ගන්නේ නම්, අපි විකිරණ රටාවේ උපරිමය භ්රමණය කරමු.
පහත බර තැබීමේ සාධක උදාහරණයක් ලෙස සලකන්න: $inline$textbf{w}=textbf{s}(10°)$inline$
$$display$$w_n=exp{i2pifrac{d}{lambda}(n-1)sin(10pi/180)}$$display$$
ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, අපි 10 ° දිශාවට ප්රධාන උපරිමය සහිත විකිරණ රටාවක් ලබා ගනිමු.
දැන් අපි එකම බර කිරීමේ සංගුණක යොදන්නෙමු, නමුත් සංඥා පිළිගැනීම සඳහා නොව, සම්ප්රේෂණය සඳහා. සංඥාවක් සම්ප්රේෂණය කිරීමේදී තරංග දෛශිකයේ දිශාව ප්රතිවිරුද්ධ දිශාවට වෙනස් වන බව මෙහිදී සලකා බැලීම වටී. මෙයින් අදහස් කරන්නේ මූලද්රව්ය බවයි පිළිගැනීම සහ සම්ප්රේෂණය සඳහා ඔවුන් ඝාතකයේ සලකුණෙහි වෙනස් වේ, i.e. සංකීර්ණ සංයෝජන මගින් එකිනෙකට සම්බන්ධ වේ. එහි ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, අපි -10 ° දිශාවට සම්ප්රේෂණය සඳහා උපරිම විකිරණ රටාව ලබා ගනිමු, එම බර සංගුණක සමඟ පිළිගැනීම සඳහා විකිරණ රටාවේ උපරිමය සමග සමපාත නොවේ, තත්වය නිවැරදි කිරීම සඳහා, එය අවශ්ය වේ. බර සංගුණක සඳහා ද සංකීර්ණ සංයෝජන යොදන්න.
ඇන්ටෙනා අරා සමඟ වැඩ කිරීමේදී පිළිගැනීම සහ සම්ප්රේෂණය සඳහා රටා සෑදීමේ විස්තර කර ඇති ලක්ෂණය සැමවිටම මතක තබා ගත යුතුය.
අපි විකිරණ රටාව සමඟ සෙල්ලම් කරමු
ඉහළ මට්ටම් කිහිපයක්
දිශාවෙහි විකිරණ රටාවේ ප්රධාන උපරිම දෙකක් සෑදීමේ කාර්යය අපි සකස් කරමු: -5 ° සහ 10 °. මෙය සිදු කිරීම සඳහා, අපි බර දෛශිකයක් ලෙස අනුරූප දිශාවන් සඳහා අදියර දෛශිකවල බරිත එකතුව තෝරා ගනිමු.
$$display$$textbf{w} = betatextbf{s}(10°)+(1-beta)textbf{s}(-5°)$$display$$
අනුපාතය සකස් කිරීම β ඔබට ප්රධාන පෙති අතර අනුපාතය සකස් කළ හැකිය. මෙහිදී නැවතත් දෛශික අවකාශයේ සිදුවන්නේ කුමක්ද යන්න සොයා බැලීම පහසු වේ. නම් β 0.5 ට වඩා වැඩි වේ, එවිට බර කිරීමේ සංගුණකවල දෛශිකය සමීප වේ s(10°), එසේ නොමැති නම් s(-5 °). බර දෛශිකය එක් ෆේසර් එකකට සමීප වන තරමට, අනුරූප අදිශ නිෂ්පාදනය වැඩි වන අතර එම නිසා අනුරූප උපරිම DP අගය වැඩි වේ.
කෙසේ වෙතත්, ප්රධාන පෙති දෙකටම සීමිත පළලක් ඇති බව සලකා බැලීම වටී, අපට සමීප දිශාවන් දෙකකට සුසර කිරීමට අවශ්ය නම්, මෙම පෙති එකකට ඒකාබද්ධ වනු ඇත, යම් මැද දිශාවකට නැඹුරු වේ.
එක් උපරිමයක් සහ බිංදුවක්
දැන් අපි විකිරණ රටාවේ උපරිමය $inline$phi_1=10°$inline$ දිශාවට සකසන්න උත්සාහ කරමු සහ ඒ සමඟම $inline$phi_2=-5°$inline$ දිශාවෙන් එන සංඥාව යටපත් කරන්න. මෙය සිදු කිරීම සඳහා, ඔබට අනුරූප කෝණය සඳහා DN ශුන්‍යය සැකසිය යුතුය. ඔබට මෙය පහත පරිදි කළ හැකිය:
$$display$$textbf{w}=textbf{s}_1-frac{textbf{s}_2^Htextbf{s}_1}{N}textbf{s}_2$$display$$
මෙහි $inline$textbf{s}_1 = textbf{s}(10°)$inline$, සහ $inline$textbf{s}_2 = textbf{s}(-5°)$inline$.
බර දෛශිකයක් තෝරාගැනීමේ ජ්යාමිතික අර්ථය පහත පරිදි වේ. අපට මෙම දෛශිකය අවශ්‍යයි w $inline$textbf{s}_1$inline$ වෙත උපරිම ප්‍රක්ෂේපණයක් තිබූ අතර එම අවස්ථාවේදීම $inline$textbf{s}_2$inline$ දෛශිකයට විකලාංග විය. දෛශිකය $inline$textbf{s}_1$inline$ පද දෙකක් ලෙස නිරූපණය කළ හැක: collinear vector $inline$textbf{s}_2$inline$ සහ විකලාංග දෛශික $inline$textbf{s}_2$inline$. ගැටළු ප්රකාශය තෘප්තිමත් කිරීම සඳහා, බර කිරීමේ සංගුණකවල දෛශිකයක් ලෙස දෙවන සංරචකය තෝරා ගැනීම අවශ්ය වේ w. දෛශිකය $inline$textbf{s}_1$inline$ සාමාන්යකරණය කරන ලද දෛශිකය $inline$frac{textbf{s}_2}{sqrt{N}}$inline$ මතට ප්‍රක්ෂේපණය කිරීමෙන් කොලීනියර් සංරචකය ගණනය කළ හැක.
$$display$$textbf{s}_{1||}=frac{textbf{s}_2}{sqrt{N}}frac{textbf{s}_2^Htextbf{s}_1}{sqrt{N}} $$දර්ශණය$$
ඒ අනුව, මුල් අවධි දෛශික $inline$textbf{s}_1$inline$ වෙතින් එහි collinear සංරචකය අඩු කිරීමෙන්, අපි අවශ්ය බර දෛශිකය ලබා ගනිමු.
අමතර සටහන් කිහිපයක්
- ඉහත සෑම තැනකම, බර දෛශිකය සාමාන්යකරණය කිරීමේ ගැටළුව මම මග හැරියෙමි, i.e. එහි දිග. ඉතින්, බර දෛශිකයේ සාමාන්යකරණය ඇන්ටෙනා අරාවේ විකිරණ රටාවේ ලක්ෂණ වලට බලපාන්නේ නැත: ප්රධාන උපරිම දිශාව, ප්රධාන තලයේ පළල, ආදිය. මෙම සාමාන්යකරණය අවකාශීය සැකසුම් ඒකකයේ ප්‍රතිදානයේදී SNR වලට බලපාන්නේ නැති බව ද පෙන්විය හැක. මේ සම්බන්ධයෙන්, අවකාශීය සංඥා සැකසුම් ඇල්ගොරිතම සලකා බැලීමේදී, අපි සාමාන්යයෙන් බර දෛශිකයේ ඒකක සාමාන්යකරණයක් පිළිගනිමු, i.e. $inline$textbf{w}^Htextbf{w}=1$inline$
- ඇන්ටෙනා අරාවක රටාවක් සැකසීමේ හැකියාව තීරණය වන්නේ මූලද්රව්ය සංඛ්‍යාවෙන් N. මූලද්රව්ය වැඩි වන තරමට හැකියාවන් පුළුල් වේ. අවකාශීය බර සැකසීම ක්රියාත්මක කිරීමේදී වැඩි නිදහසක්, N-මාන අවකාශයේ බර දෛශිකය “ඇඹරෙන්නේ” කෙසේද යන්න සඳහා වැඩි විකල්ප.
- විකිරණ රටා ලබා ගන්නා විට, ඇන්ටෙනා අරාව භෞතිකව නොපවතින අතර, මේ සියල්ල පවතින්නේ සංඥාව සකසන පරිගණක ඒකකයේ "පරිකල්පනය" තුළ පමණි. මෙයින් අදහස් කරන්නේ ඒ සමඟම රටා කිහිපයක් සංස්ලේෂණය කිරීමට සහ විවිධ දිශාවන්ගෙන් එන සංඥා ස්වාධීනව සැකසීමට හැකි බවයි. සම්ප්රේෂණය කිරීමේදී, සෑම දෙයක්ම තරමක් සංකීර්ණ වේ, නමුත් විවිධ දත්ත ප්රවාහයන් සම්ප්රේෂණය කිරීම සඳහා DN කිහිපයක් සංස්ලේෂණය කිරීමටද හැකිය. සන්නිවේදන පද්ධතිවල මෙම තාක්ෂණය හැඳින්වේ .
- ඉදිරිපත් කරන ලද matlab කේතය භාවිතයෙන්, ඔබට DN සමඟ සෙල්ලම් කළ හැකිය
කේතය% 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]);
අනුවර්තන ඇන්ටෙනා අරාවක් භාවිතයෙන් විසඳිය හැකි ගැටළු මොනවාද?
නොදන්නා සංඥාවක ප්රශස්ත පිළිගැනීමසංඥාව පැමිණෙන දිශාව නොදන්නේ නම් (සහ සන්නිවේදන නාලිකාව බහු මාර්ගයක් නම්, සාමාන්යයෙන් දිශාවන් කිහිපයක් තිබේ), එවිට ඇන්ටෙනා අරාවට ලැබෙන සංඥා විශ්ලේෂණය කිරීමෙන්, ප්රශස්ත බර දෛශිකයක් සෑදිය හැකිය. w එවිට අවකාශීය සැකසුම් ඒකකයේ නිමැවුමේ SNR උපරිම වනු ඇත.
පසුබිම් ඝෝෂාවට එරෙහිව ප්රශස්ත සංඥා පිළිගැනීමමෙහිදී ගැටළුව පහත පරිදි ඉදිරිපත් කෙරේ: අපේක්ෂිත ප්රයෝජනවත් සංඥාවේ අවකාශීය පරාමිතීන් දන්නා නමුත් බාහිර පරිසරය තුළ මැදිහත්වීම් මූලාශ්ර තිබේ. AP ප්‍රතිදානයේදී SINR උපරිම කිරීම අවශ්ය වන අතර, හැකිතාක් දුරට සංඥා පිළිගැනීමට බාධා කිරීමේ බලපෑම අවම කර ගත යුතුය.
පරිශීලකයා වෙත ප්රශස්ත සංඥා සම්ප්රේෂණයමෙම ගැටළුව ජංගම සන්නිවේදන පද්ධතිවල (4G, 5G) මෙන්ම Wi-Fi හිද විසඳනු ලැබේ. අර්ථය සරලයි: පරිශීලක ප්රතිපෝෂණ නාලිකාවේ විශේෂ නියමු සංඥා භාවිතා කරමින්, සන්නිවේදන නාලිකාවේ අවකාශීය ලක්ෂණ තක්සේරු කරනු ලබන අතර, එහි පදනම මත, සම්ප්රේෂණය සඳහා බර කිරීමේ සංගුණකවල ප්රශස්ත දෛශිකය තෝරා ගනු ලැබේ.
දත්ත ප්‍රවාහවල අවකාශීය බහුවිධකරණයඅනුවර්තන ඇන්ටෙනා අරා එකම සංඛ්යාතය මත එකම වේලාවක පරිශීලකයන් කිහිප දෙනෙකුට දත්ත සම්ප්රේෂණය කිරීමට ඉඩ සලසයි, ඒ සෑම එකක් සඳහාම තනි රටාවක් සාදයි. මෙම තාක්ෂණය MU-MIMO ලෙස හඳුන්වන අතර දැනට සන්නිවේදන පද්ධති තුළ ක්රියාකාරීව (සහ කොහේ හරි දැනටමත්) ක්රියාත්මක වේ. 4G LTE ජංගම සන්නිවේදන ප්‍රමිතිය, IEEE802.11ay Wi-Fi ප්‍රමිතිය සහ 5G ජංගම සන්නිවේදන ප්‍රමිතීන් තුළ අවකාශීය මල්ටිප්ලෙක්සිං හැකියාව ලබා දී ඇත.
රේඩාර් සඳහා අතථ්‍ය ඇන්ටෙනා අරාසංඛ්‍යාංක ඇන්ටෙනා අරා මඟින් සම්ප්‍රේෂණ ඇන්ටෙනා මූලද්රව්ය කිහිපයක් භාවිතා කරමින්, සංඥා සැකසීම සඳහා සැලකිය යුතු විශාල ප්‍රමාණයේ අථත්‍ය ඇන්ටෙනා අරාවක් සෑදීමට හැකි වේ. අතථ්‍ය ජාලයක සැබෑ එකක සියලුම ලක්ෂණ ඇත, නමුත් ක්රියාත්මක කිරීමට අඩු දෘඩාංග අවශ්ය වේ.
විකිරණ ප්රභවයන්ගේ පරාමිතීන් ඇස්තමේන්තු කිරීමඅනුවර්තන ඇන්ටෙනා අරා අංකය, බලය, ඇස්තමේන්තු කිරීමේ ගැටලුව විසඳීමට ඉඩ දෙයි ගුවන්විදුලි විමෝචන ප්රභවයන්, විවිධ මූලාශ්රවලින් සංඥා අතර සංඛ්යානමය සම්බන්ධතාවයක් ඇති කිරීම. මෙම කාරණයේදී අනුවර්තන ඇන්ටෙනා අරා වල ප්රධාන වාසිය නම් අසල ඇති විකිරණ ප්රභවයන් සුපිරි ලෙස විසඳීමේ හැකියාවයි. මූලාශ්ර, ඇන්ටෙනා අරාවේ විකිරණ රටාවේ ප්රධාන කොටසෙහි පළලට වඩා අඩු කෝණික දුර () සංඥාවේ දෛශික නිරූපණය, සුප්රසිද්ධ සංඥා ආකෘතිය මෙන්ම රේඛීය ගණිතයේ උපකරණය නිසා මෙය ප්රධාන වශයෙන් හැකි ය.
ඔබේ අවධානයට ස්තූතියි
මූලාශ්රය: www.habr.com