Xin chào buổi ngày.
Tôi đã dành vài năm qua để nghiên cứu và tạo ra nhiều thuật toán khác nhau để xử lý tín hiệu không gian trong mảng ăng-ten thích ứng và tiếp tục làm điều đó như một phần công việc hiện tại của mình. Sau đây mình xin chia sẻ những kiến thức, thủ thuật mà mình tự khám phá ra. Tôi hy vọng rằng điều này sẽ hữu ích cho những người bắt đầu nghiên cứu lĩnh vực xử lý tín hiệu này hoặc những người chỉ quan tâm.
Mảng ăng-ten thích ứng là gì?
– đây là một tập hợp các phần tử ăng-ten được đặt trong không gian theo một cách nào đó. Cấu trúc đơn giản của mảng ăng ten thích ứng mà chúng ta sẽ xem xét có thể được biểu diễn dưới dạng sau:
Mảng ăng-ten thích ứng thường được gọi là ăng-ten “thông minh” (). Điều làm cho một dãy ăng-ten trở nên “thông minh” là bộ xử lý tín hiệu không gian và các thuật toán được triển khai trong đó. Các thuật toán này phân tích tín hiệu nhận được và tạo thành một tập hợp các hệ số trọng số $inline$w_1…w_N$inline$, xác định biên độ và pha ban đầu của tín hiệu cho từng phần tử. Sự phân bố biên độ-pha nhất định xác định toàn bộ mạng tinh thể. Khả năng tổng hợp mẫu bức xạ có hình dạng cần thiết và thay đổi nó trong quá trình xử lý tín hiệu là một trong những tính năng chính của mảng ăng ten thích ứng, cho phép giải quyết nhiều vấn đề. . Nhưng điều đầu tiên trước tiên.
Mô hình bức xạ được hình thành như thế nào?
đặc trưng cho công suất tín hiệu phát ra theo một hướng nhất định. Để đơn giản, chúng ta giả sử rằng các phần tử mạng là đẳng hướng, tức là đối với mỗi người trong số họ, công suất của tín hiệu phát ra không phụ thuộc vào hướng. Sự khuếch đại hoặc suy giảm công suất phát ra từ cách tử theo một hướng nhất định có được nhờ vào Sóng điện từ phát ra từ các phần tử khác nhau của dãy ăng-ten. Một mô hình giao thoa ổn định cho sóng điện từ chỉ có thể thực hiện được nếu chúng , I E. độ lệch pha của tín hiệu không được thay đổi theo thời gian. Lý tưởng nhất là mỗi phần tử của dãy ăng-ten sẽ bức xạ trên cùng tần số sóng mang $inline$f_{0}$inline$. Tuy nhiên, trong thực tế, người ta phải làm việc với các tín hiệu băng hẹp có phổ có độ rộng hữu hạn $inline$Delta f << f_{0}$inline$.
Để tất cả các phần tử AR phát ra cùng một tín hiệu với $inline$x_n(t)=u(t)$inline$. Sau đó tiếp tục tại máy thu, tín hiệu nhận được từ phần tử thứ n có thể được biểu diễn dưới dạng hình thức:
$$display$$a_n(t) = u(t-tau_n)e^{i2pi f_0(t-tau_n)}$$display$$
trong đó $inline$tau_n$inline$ là độ trễ truyền tín hiệu từ phần tử ăng ten đến điểm thu.
Tín hiệu như vậy được "gần như hài hòa", và để thỏa mãn điều kiện kết hợp, độ trễ tối đa trong quá trình truyền sóng điện từ giữa hai phần tử bất kỳ phải nhỏ hơn nhiều so với thời gian đặc trưng của sự thay đổi trong đường bao tín hiệu $inline$T$inline$, tức là. $inline$u(t-tau_n) ≈ u(t-tau_m)$inline$. Do đó, điều kiện kết hợp của tín hiệu băng hẹp có thể được viết như sau:
$$display$$T≈frac{1}{Delta f}>>frac{D_{max}}{c}=max(tau_k-tau_m) $$display$$
trong đó $inline$D_{max}$inline$ là khoảng cách tối đa giữa các phần tử AR và $inline$с$inline$ là tốc độ ánh sáng.
Khi nhận được tín hiệu, việc tính tổng mạch lạc được thực hiện bằng kỹ thuật số trong bộ xử lý không gian. Trong trường hợp này, giá trị phức tạp của tín hiệu số ở đầu ra của khối này được xác định bằng biểu thức:
$$display$$y=sum_{n=1}^Nw_n^*x_n$$display$$
Sẽ thuận tiện hơn khi biểu diễn biểu thức cuối cùng dưới dạng Các vectơ phức N chiều ở dạng ma trận:
$$display$$y=(textbf{w},textbf{x})=textbf{w}^Htextbf{x}$$display$$
đâu w и x là các vectơ cột và $inline$(.)^H$inline$ là phép toán .
Biểu diễn vectơ của tín hiệu là một trong những biểu diễn cơ bản khi làm việc với mảng anten, bởi vì thường cho phép bạn tránh các phép tính toán học rườm rà. Ngoài ra, việc xác định tín hiệu nhận được tại một thời điểm nhất định bằng một vectơ thường cho phép người ta trừu tượng hóa hệ thống vật lý thực và hiểu chính xác điều gì đang xảy ra theo quan điểm hình học.
Để tính toán mô hình bức xạ của một mảng ăng-ten, bạn cần phải “khởi động” một tập hợp các từ mọi hướng có thể. Trong trường hợp này, giá trị của các phần tử vectơ x có thể được trình bày dưới dạng sau:
$$display$$x_n=s_n=exp{-i(textbf{k}(phi,theta),textbf{r></n)}$$display$$
đâu k – , $inline$phi$inline$ và $inline$theta$inline$ – и , đặc trưng cho hướng đến của sóng phẳng, $inline$textbf{r__n$inline$ là tọa độ của phần tử ăng-ten, $inline$s_n$inline$ là phần tử của vectơ pha s sóng phẳng với vector sóng k (trong văn học Anh, vectơ pha được gọi là vectơ định hướng). Sự phụ thuộc của bình phương biên độ của đại lượng y từ $inline$phi$inline$ và $inline$theta$inline$ xác định mẫu bức xạ của mảng ăng-ten để thu sóng đối với một vectơ hệ số trọng số nhất định w.
Đặc điểm của mô hình bức xạ mảng anten
Sẽ rất thuận tiện khi nghiên cứu các đặc tính chung của mẫu bức xạ của các mảng ăng-ten trên một mảng ăng-ten tuyến tính cách đều trong mặt phẳng ngang (tức là mẫu chỉ phụ thuộc vào góc phương vị $inline$phi$inline$). Thuận tiện từ hai quan điểm: tính toán phân tích và trình bày trực quan.
Hãy tính DN cho vectơ trọng số đơn vị ($inline$w_n=1, n = 1 ... N$inline$), theo mô tả tiếp cận.
Toán ở đây
Hình chiếu của vectơ sóng lên trục tung: $inline$k_v=-frac{2pi}{lambda}sinphi$inline$
Tọa độ dọc của phần tử ăng-ten với chỉ số n: $inline$r_{nv}=(n-1)d$inline$
Здесь d - chu kỳ mảng anten (khoảng cách giữa các phần tử liền kề), λ - bước sóng. Tất cả các phần tử vectơ khác r đều bằng không.
Tín hiệu mà mảng ăng-ten nhận được được ghi lại dưới dạng sau:
$$display$$y=sum_{n=1}^{N}1 ⋅exp{i2pi nfrac{d}{lambda}sinphi}$$display$$
Hãy áp dụng công thức cho 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}$$display$$
Kết quả là chúng tôi nhận được:
$$display$$F(phi)=|y|^2=frac{sin^2(pi frac{Nd}{lambda}sinphi)}{sin^2(pi frac{d}{lambda}sinphi)} $ $hiển thị$$
Tần số của mẫu bức xạ
Mẫu bức xạ mảng anten thu được là một hàm tuần hoàn của sin của góc. Điều này có nghĩa là ở các giá trị nhất định của tỷ lệ d/λ nó có cực đại nhiễu xạ (bổ sung).
Dạng bức xạ không chuẩn hóa của mảng ăng ten với N = 5
Mẫu bức xạ chuẩn hóa của mảng ăng ten cho N = 5 trong hệ tọa độ cực
Vị trí của “máy dò nhiễu xạ” có thể được xem trực tiếp từ cho ĐN. Tuy nhiên, chúng ta sẽ cố gắng hiểu chúng đến từ đâu về mặt vật lý và hình học (trong không gian N chiều).
các yếu tố vectơ s là số mũ phức $inline$e^{iPsi n}$inline$, các giá trị của chúng được xác định bởi giá trị của góc tổng quát $inline$Psi = 2pi frac{d}{lambda}sinphi$inline$. Nếu có hai góc tổng quát tương ứng với các hướng tới khác nhau của sóng phẳng, trong đó $inline$Psi_1 = Psi_2 + 2pi m$inline$, thì điều này có nghĩa là hai điều:
- Về mặt vật lý: Các mặt sóng phẳng đến từ các hướng này tạo ra sự phân bố biên độ-pha giống hệt nhau của các dao động điện từ trên các phần tử của dãy ăng-ten.
- Về mặt hình học: vì hai hướng này trùng nhau.
Các hướng của sóng tới liên quan theo cách này là tương đương theo quan điểm của dàn ăng-ten và không thể phân biệt được với nhau.
Làm cách nào để xác định vùng các góc trong đó chỉ có một cực đại chính của DP luôn nằm? Hãy thực hiện điều này trong vùng lân cận góc phương vị bằng XNUMX dựa trên những cân nhắc sau: độ lớn của sự dịch pha giữa hai phần tử liền kề phải nằm trong phạm vi từ $inline$-pi$inline$ đến $inline$pi$inline$.
$$display$$-pi<2pifrac{d}{lambda}sinphi
Giải quyết bất đẳng thức này, chúng ta thu được điều kiện cho vùng duy nhất gần XNUMX:
$$display$$|sinphi|
Có thể thấy rằng kích thước của vùng duy nhất về góc phụ thuộc vào mối quan hệ d/λ. Nếu d = 0.5λ, khi đó mỗi hướng tín hiệu đến là “riêng lẻ” và vùng không rõ ràng bao phủ toàn bộ các góc. Nếu như d = 2.0λ, thì các hướng 0, ±30, ±90 là tương đương. Thùy nhiễu xạ xuất hiện trên mẫu bức xạ.
Thông thường, các thùy nhiễu xạ được tìm cách triệt tiêu bằng cách sử dụng các phần tử ăng ten định hướng. Trong trường hợp này, mẫu bức xạ hoàn chỉnh của mảng ăng-ten là tích của mẫu bức xạ của một phần tử và một mảng các phần tử đẳng hướng. Các tham số của mẫu của một phần tử thường được chọn dựa trên điều kiện về vùng rõ ràng của mảng anten.
Chiều rộng thùy chính
công thức kỹ thuật để ước tính độ rộng búp sóng chính của hệ thống ăng-ten: $inline$Delta phi ≈ frac{lambda}{D}$inline$, trong đó D là kích thước đặc trưng của ăng-ten. Công thức này được sử dụng cho nhiều loại ăng-ten khác nhau, bao gồm cả loại ăng-ten gương. Hãy để chúng tôi chỉ ra rằng nó cũng đúng cho mảng ăng-ten.
Chúng ta hãy xác định độ rộng của thùy chính bằng các số XNUMX đầu tiên của mẫu gần mức cực đại chính. Tử số vì $inline$F(phi)$inline$ biến mất khi $inline$sinphi=mfrac{lambda}{dN}$inline$. Các số 1 đầu tiên tương ứng với m = ±XNUMX. $inline$frac{lambda}{dN<<1$inline$ chúng ta nhận được $inline$Delta phi = 2frac{lambda}{dN}$inline$.
Thông thường, độ rộng của mẫu định hướng ăng-ten được xác định bởi mức nửa công suất (-3 dB). Trong trường hợp này, hãy sử dụng biểu thức:
$$display$$Delta phi≈0.88frac{lambda}{dN}$$display$$
Ví dụ
Độ rộng của búp chính có thể được kiểm soát bằng cách đặt các giá trị biên độ khác nhau cho các hệ số trọng số của mảng ăng-ten. Hãy xem xét ba phân phối:
- Phân bố biên độ đồng nhất (trọng số 1): $inline$w_n=1$inline$.
- Giá trị biên độ giảm dần về phía các cạnh của cách tử (trọng số 2): $inline$w_n=0.5+0.3cos(2pifrac{n-1}{N}-pifrac{N-1}{N})$inline$
- Giá trị biên độ tăng dần về phía các cạnh của cách tử (trọng số 3): $inline$w_n=0.5-0.3cos(2pifrac{n-1}{N}-pifrac{N-1}{N})$inline$
Hình vẽ cho thấy các mẫu bức xạ chuẩn hóa thu được theo thang logarit:
Các xu hướng sau đây có thể được bắt nguồn từ hình: sự phân bố biên độ hệ số trọng số giảm dần về phía các cạnh của mảng dẫn đến việc mở rộng thùy chính của mẫu nhưng lại giảm mức độ của các thùy bên. Ngược lại, giá trị biên độ tăng dần về phía các cạnh của mảng ăng-ten, dẫn đến thu hẹp búp chính và tăng mức độ các búp bên. Thật thuận tiện khi xem xét các trường hợp giới hạn ở đây:
- Biên độ của các hệ số trọng số của tất cả các phần tử ngoại trừ các phần tử cực trị đều bằng XNUMX. Trọng số của các phần tử ngoài cùng bằng một. Trong trường hợp này, mạng trở nên tương đương với AR hai phần tử có dấu chấm D = (N-1)d. Không khó để ước tính chiều rộng của cánh hoa chính bằng công thức trình bày ở trên. Trong trường hợp này, các thành bên sẽ biến thành cực đại nhiễu xạ và thẳng hàng với cực đại chính.
- Trọng lượng của phần tử trung tâm bằng một và tất cả các phần tử khác bằng XNUMX. Trong trường hợp này, về cơ bản chúng tôi nhận được một ăng-ten có dạng bức xạ đẳng hướng.
Hướng của cực đại chính
Vì vậy, chúng tôi đã xem xét cách bạn có thể điều chỉnh độ rộng của thùy chính của AP AP. Bây giờ chúng ta hãy xem làm thế nào để chỉ đạo hướng. Xin hãy nhớ cho tín hiệu nhận được. Chúng ta hãy muốn mẫu bức xạ nhìn theo một hướng nhất định $inline$phi_0$inline$. Điều này có nghĩa là công suất tối đa sẽ được nhận từ hướng này. Hướng này tương ứng với vectơ định kỳ $inline$textbf{s}(phi_0)$inline$ trong Nkhông gian vectơ thứ nguyên và công suất thu được xác định là bình phương của tích vô hướng của vectơ pha này và vectơ hệ số trọng số w. Tích vô hướng của hai vectơ đạt giá trị lớn nhất khi chúng , I E. $inline$textbf{w}=beta textbf{s}(phi_0)$inline$, trong đó β - một số yếu tố bình thường hóa. Do đó, nếu chúng ta chọn vectơ trọng số bằng vectơ pha cho hướng cần thiết thì chúng ta sẽ quay mẫu bức xạ ở mức tối đa.
Hãy xem xét các hệ số trọng số sau đây làm ví dụ: $inline$textbf{w}=textbf{s}(10°)$inline$
$$display$$w_n=exp{i2pifrac{d}{lambda}(n-1)sin(10pi/180)}$$display$$
Kết quả là chúng ta thu được mẫu bức xạ có cực đại chính theo hướng 10°.
Bây giờ chúng tôi áp dụng các hệ số trọng số tương tự, nhưng không phải cho việc thu tín hiệu mà cho việc truyền tải. Điều đáng lưu ý ở đây là khi truyền tín hiệu, hướng của vectơ sóng thay đổi theo hướng ngược lại. Điều này có nghĩa là các phần tử đối với việc thu và truyền chúng khác nhau về dấu của số mũ, tức là được kết nối với nhau bằng liên hợp phức tạp. Kết quả là, chúng ta thu được mức tối đa của mẫu bức xạ để truyền theo hướng -10°, không trùng với mức tối đa của mẫu bức xạ để thu có cùng hệ số trọng lượng. cũng áp dụng cách chia phức hợp cho các hệ số trọng số.
Đặc điểm được mô tả về việc hình thành các mẫu để thu và truyền phải luôn được ghi nhớ khi làm việc với các mảng ăng-ten.
Hãy chơi với mô hình bức xạ
Một số mức cao
Chúng ta hãy đặt nhiệm vụ hình thành hai cực đại chính của mẫu bức xạ theo hướng: -5° và 10°. Để làm điều này, chúng ta chọn vectơ trọng số là tổng trọng số của các vectơ pha cho các hướng tương ứng.
$$display$$textbf{w} = betatextbf{s}(10°)+(1-beta)textbf{s}(-5°)$$display$$
Điều chỉnh tỷ lệ β Bạn có thể điều chỉnh tỷ lệ giữa các cánh hoa chính. Ở đây một lần nữa thật thuận tiện để xem xét những gì đang xảy ra trong không gian vectơ. Nếu như β lớn hơn 0.5 thì vectơ hệ số trọng số nằm gần s(10°), nếu không thì s(-5°). Vectơ trọng số càng gần một trong các pha thì tích vô hướng tương ứng càng lớn và do đó giá trị của DP tối đa tương ứng càng lớn.
Tuy nhiên, điều đáng lưu ý là cả hai cánh hoa chính đều có chiều rộng hữu hạn và nếu chúng ta muốn điều chỉnh theo hai hướng gần nhau thì những cánh hoa này sẽ hợp nhất thành một, hướng về một hướng ở giữa nào đó.
Một mức tối đa và không
Bây giờ, hãy thử điều chỉnh mức tối đa của mẫu bức xạ theo hướng $inline$phi_1=10°$inline$ và đồng thời triệt tiêu tín hiệu đến từ hướng $inline$phi_2=-5°$inline$. Để làm điều này, bạn cần đặt DN XNUMX cho góc tương ứng. Bạn có thể làm điều này như sau:
$$display$$textbf{w}=textbf{s khổng_1-frac{textbf{s__2^Htextbf{s__1}{N}textbf{s__2$$display$$
trong đó $inline$textbf{s} _1 = textbf{s}(10°)$inline$ và $inline$textbf{s__2 = textbf{s}(-5°)$inline$.
Ý nghĩa hình học của việc chọn vectơ trọng số như sau. Chúng tôi muốn vectơ này w có phép chiếu tối đa lên $inline$textbf{s__1$inline$ và đồng thời trực giao với vectơ $inline$textbf{s__2$inline$. Vectơ $inline$textbf{s} _1$inline$ có thể được biểu diễn dưới dạng hai thuật ngữ: vectơ cộng tuyến $inline$textbf{s__2$inline$ và vectơ trực giao $inline$textbf{s__2$inline$. Để thỏa mãn phát biểu bài toán cần chọn thành phần thứ hai làm vectơ hệ số trọng số w. Thành phần cộng tuyến có thể được tính toán bằng cách chiếu vectơ $inline$textbf{s__1$inline$ lên vectơ chuẩn hóa $inline$frac{textbf{s></sqrt{N}}$inline$ bằng cách sử dụng tích vô hướng.
$$display$$textbf{s} _{1||}=frac{textbf{s} _2}{sqrt{N}}frac{textbf{s__2^Htextbf{s__1}{sqrt{N}} $$hiển thị$$
Theo đó, trừ thành phần cộng tuyến của nó khỏi vectơ pha ban đầu $inline$textbf{s__1$inline$, chúng ta thu được vectơ trọng số mong muốn.
Một số ghi chú bổ sung
- Ở mọi nơi ở trên, tôi đã bỏ qua vấn đề chuẩn hóa vectơ trọng số, tức là. chiều dài của nó. Vì vậy, việc chuẩn hóa vectơ trọng số không ảnh hưởng đến các đặc tính của mẫu bức xạ mảng ăng ten: hướng của cực đại chính, độ rộng của búp chính, v.v. Cũng có thể chỉ ra rằng việc chuẩn hóa này không ảnh hưởng đến SNR ở đầu ra của đơn vị xử lý không gian. Về vấn đề này, khi xem xét các thuật toán xử lý tín hiệu không gian, chúng ta thường chấp nhận chuẩn hóa đơn vị của vectơ trọng số, tức là $inline$textbf{w}^Htextbf{w}=1$inline$
- Khả năng hình thành mô hình của mảng ăng ten được xác định bởi số phần tử N. Càng nhiều phần tử thì khả năng càng rộng. Càng có nhiều bậc tự do khi thực hiện xử lý trọng số không gian thì càng có nhiều lựa chọn về cách “xoắn” vectơ trọng số trong không gian N chiều.
- Khi nhận được các mẫu bức xạ, mảng ăng-ten không tồn tại về mặt vật lý và tất cả điều này chỉ tồn tại trong “trí tưởng tượng” của đơn vị tính toán xử lý tín hiệu. Điều này có nghĩa là cùng lúc có thể tổng hợp một số mẫu và xử lý độc lập các tín hiệu đến từ các hướng khác nhau. Trong trường hợp truyền tải, mọi thứ phức tạp hơn một chút nhưng cũng có thể tổng hợp một số DN để truyền các luồng dữ liệu khác nhau. Công nghệ này trong hệ thống truyền thông được gọi là .
- Sử dụng mã matlab được trình bày, bạn có thể tự mình thử nghiệm với DN
mã% 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]);
Những vấn đề gì có thể được giải quyết bằng cách sử dụng mảng ăng-ten thích ứng?
Tiếp nhận tối ưu tín hiệu không xác địnhNếu không xác định được hướng đến của tín hiệu (và nếu kênh liên lạc là đa đường thì thường có một số hướng), thì bằng cách phân tích tín hiệu mà mảng ăng-ten nhận được, có thể tạo thành một vectơ trọng số tối ưu w sao cho SNR ở đầu ra của bộ xử lý không gian sẽ đạt mức tối đa.
Thu tín hiệu tối ưu chống nhiễu nềnỞ đây, vấn đề được đặt ra như sau: các tham số không gian của tín hiệu hữu ích dự kiến đã biết nhưng có những nguồn gây nhiễu từ môi trường bên ngoài. Cần tối đa hóa SINR ở đầu ra AP, giảm thiểu tối đa ảnh hưởng của nhiễu đến việc thu tín hiệu.
Truyền tín hiệu tối ưu tới người dùngVấn đề này được giải quyết trong hệ thống thông tin di động (4G, 5G), cũng như trong Wi-Fi. Ý nghĩa rất đơn giản: với sự trợ giúp của các tín hiệu thí điểm đặc biệt trong kênh phản hồi của người dùng, các đặc điểm không gian của kênh liên lạc sẽ được đánh giá và trên cơ sở đó, vectơ hệ số trọng số tối ưu cho việc truyền tải sẽ được chọn.
Ghép kênh không gian của luồng dữ liệuMảng ăng-ten thích ứng cho phép truyền dữ liệu đến nhiều người dùng cùng lúc trên cùng tần số, tạo thành một mẫu riêng cho từng người dùng. Công nghệ này được gọi là MU-MIMO và hiện đang được triển khai tích cực (và đã ở đâu đó) trong các hệ thống truyền thông. Ví dụ, khả năng ghép kênh không gian được cung cấp trong tiêu chuẩn truyền thông di động 4G LTE, tiêu chuẩn Wi-Fi IEEE802.11ay và tiêu chuẩn truyền thông di động 5G.
Mảng ăng-ten ảo cho radarMảng ăng-ten kỹ thuật số có thể sử dụng một số phần tử ăng-ten phát để tạo thành một mảng ăng-ten ảo có kích thước lớn hơn đáng kể để xử lý tín hiệu. Lưới ảo có tất cả các đặc điểm của lưới thực nhưng cần ít phần cứng hơn để triển khai.
Ước tính các thông số của nguồn bức xạMảng ăng ten thích ứng cho phép giải quyết bài toán ước lượng số lượng, công suất, nguồn phát sóng vô tuyến, thiết lập kết nối thống kê giữa các tín hiệu từ các nguồn khác nhau. Ưu điểm chính của mảng ăng-ten thích ứng trong vấn đề này là khả năng phân giải siêu cao các nguồn bức xạ lân cận. Các nguồn, khoảng cách góc giữa chúng nhỏ hơn chiều rộng của búp chính của mẫu bức xạ mảng ăng ten (). Điều này chủ yếu có thể thực hiện được nhờ vào biểu diễn vectơ của tín hiệu, mô hình tín hiệu nổi tiếng, cũng như bộ máy toán học tuyến tính.
Cảm ơn vì sự chú ý của bạn
Nguồn: www.habr.com