Материал: конспект-лекций

Скачать

Заказать новую работу

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

216

Популярним різновидом АР і БПА є гібридні антени: дзеркальні антени, у фокусі яких вста-

новлюються елементи АР, кожний з яких формує свій промінь. Приклад конструкції такої антени подано на рис. 26.

Група опромінювачів

Рис. 26. Варіант реалізації дзеркальної багатопроменевої антени (гібридної)

Гібридні антени широко використовуються в системах супутникового зв’язку, на ретрансля-

торах у космічному просторі. Відомі конструкції гібридних антен з числом опромінювачів, а від-

повідно і променів БПА, що становлять декілька десятків.

Процедура встановлення зв’язку при просторово-часовому доступі може мати таку послідо-

вність. Заявку на зв’язок точка доступу або ретранслятор приймає по широкому променю. Забез-

печення високої надійності прийому заявки може бути досягнуто за допомогою широкосмугового сигналу (ШСС). При використанні багатопозиційної псевдовипадкової послідовності (ПВП) ШСС і при збігу цієї ПВП з опорною, еквівалентне співвідношення сигнал/шум на виході загального суматора збільшується кілька разів, чим досягається необхідне підвищення завадостійкості при-

йому сигналу заявки. Далі визначається напрямок, з якого надійшла заявка.

Завдання визначення напряму надходження сигналу абонента розв’язується за допомогою рекурсивної процедури оцінки просторового спектра. Процедура складається з трьох основних ре-

курсивних складових, що є послідовними:

1) виділення просторового вікна за допомогою управляючого вектора:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V ( )

exp sin

 

 

 

 

,exp

j sin

 

 

 

, ...,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

180

 

 

 

180

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(17)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

exp

j(n 1) sin

 

 

 

 

, ..., exp

j(N

1) sin

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

180

 

 

 

 

 

 

 

180

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

де n — номер антенного елемента, n 0, N 1; N — кількість антенних елементів; — кут

(напрям просторового вікна);

217

2) заглушення прийому сигналів, що надходять зі всіх невиділених напрямів. Ця процедура може бути реалізована з використанням алгоритму Уідроу, Калмана-Б’юсі, Еппльбаума або інших відомих алгоритмів управління векторами вагових коефіцієнтів ААР. Так, модифікація алгоритму Еппльбаума для заглушення сигналів, що перебувають за межами виділеного вікна, має такий ви-

гляд:

W (k 1) W (k) 2 (k) X (k)W

T

(k)X (k) V ( )

,

 

 

 

 

 

(18)

де

му

(k )

3)

вікні

— крокова стала; X (k)

рекурсивне визначення

— вектор сигналів;

позначки відповідності амплітуди і просторової фази у виділено-

P(k 1, ) P(k, ) W ( )T ( X (k) X (k)T )W ( ).

(19)

До початку третьої фази перехідні процеси другої фази мають бути завершені. При цьому за-

лишається відмітка про сигнал, що потрапляє в захисне вікно.

Далі у напрямі на визначених сигналах встановлюється вузький промінь БПА. На рис. 27 по-

дано структурну схему організації просторово-часового доступу, де кожному з М-абонентів фор-

мується свій окремий промінь в пристрої управління ВВК-М.

Оцінка просторового спектру

РПрП

x1 t

АБ-1

Управління ВВК-1

x2 t

виборки

 

 

 

Формуач

Управління ВВК-2

 

 

 

 

 

.

 

 

 

.

 

 

 

.

 

 

 

.

 

 

 

xN t

 

 

 

 

 

Управління ВВК-М

 

 

 

Рис. 27. Структурна схема організації

просторово-часового доступу для М-абонентів

АБ-2

АБ-М

3.3. Поляризація в задачах доступу

218

Особливе значення мають задачі доступу з використанням поляризаційних параметрів сиг-

налів і антен. Поляризація визначається тією уявною фігурою, яку рисує кінець вектора напруже-

ності електричного поля сигналу, що випромінюється відповідною антеною на площині, перпен-

дикулярній напряму розповсюдження. Так, лінійна антена штирового типу випромінює лінійну поляризацію (горизонтальну, вертикальну або з нахилом). Можна за допомогою складніших антен створити кругову або еліптичну поляризацію.

Для будь-якої конкретної поляризації сигналу (лінійної, кругової, еліптичної) існує інша, ор-

тогональна їй. Пари ортогональних поляризацій подані на рис. 28. Для цих пар виконується умова

(1) або (2), але в площині поляризації. Слід мати на увазі, що для кожної конкретної поляризації існує лише одна ортогональна поляризація сигналу або ж антени.

S1

 

S1

S2

 

 

 

S2

S1

 

 

 

 

 

S2

 

 

a б в

Рис. 28. Різноманітні поляризаційні базиси ортогональних сигналів S1 та S2: а — лінійний; б —

круговий; в — еліптичний

Антена може бути узгоджена з сигналом за поляризацією і тоді виділяється максимальний прийнятий сигнал (погоджений за поляризацією прийом сигналів). Інший крайній випадок: сигнал може виявитися ортогональним по відношенню до поляризації антени (наприклад, антена горизо-

нтально поляризована, а сигнал має вертикальну лінійну поляризацію).

У загальному випадку між поляризацією антени і сигналу утворюється деякий кут 2 Ï .

При цьому потужність прийнятого сигналу

Ðï ð Seô , на виході антени з ефективною пло-

щею

Seô залежить як від вказаного кута Ï

,

так і від ступеня поляризації цього сигналу mÏ

:

 

P

 

0,5P

(1 m ) m Ð

cos2

Ï

.

(20)

 

 

 

 

ï ð âèõ

ï ð

Ï

Ï ï ð

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

З формули (20) випливає, що при неполяризованому, хаотично поляризованому сигналі, коли

m 0, на виході антени рівень цього сигналу P

0,5P

і цей рівень не залежить від ви-

Ï

 

 

ï ð âèõ

ï ð

 

 

 

 

 

ду поляризації антени. Іншими словами: при будь-якій антені можна прийняти тільки половину рівня неполяризованого сигналу. В іншому крайньому випадку, коли сигнал повністю поляризо-

ваний, при mÏ 1, можна вибрати поляризацію антени так, що на виході антени буде виділена

219

вся потужність сигналу (при

cos

2

 

Ï

1,

 

 

2

 

 

 

коли

Ï

0

). Тобто при

 

Ï

0

 

 

маємо погоджений

за поляризацією прийом. При цьому максимізується функція (20):

N

.

 

 

.

 

 

wi i (n) max ,

N 2.

(21)

i 1

wi

 

 

 

 

 

Очевидно, існують умови при інших значеннях льового значення:

w

,

i

 

за яких функція (20) набуває також і ну-

N

 

.

 

.

i

i

 

w

 

(n) 0,

 

 

w

i 1

 

i

 

 

N 2.

(22)

Умова (22) характеризує наявність «нульових» поляризацій, ортогональних по відношенню до сигналів. Така ортогоналізація використовується при ослабленні завад, при їх поляризаційній режекції, при розгляді сигналів з ортогональними поляризаціями.

Окрім задач поляризаційного погодження з корисним сигналом (21) і поляризаційної режек-

ції завад (22), поляризація використовується і при розв’язанні інших важливих завдань до яких слід віднести:

задачі повторного використання частот, коли на двох ортогональних поляризаціях пере-

даються незалежні інформаційні потоки, що дозволяє вдвічі збільшити продуктивність елементу доступу;

задачі поляризаційної модуляції і демодуляції сигналів, коли, наприклад, «1» передається вертикальною поляризацією, а «0» — горизонтальною. Таке рішення вельми конструктивне, оскі-

льки процес модуляції здійснюється не в радіотракті передачі, а безпосередньо в антені;

задачі прийому при рознесенні за поляризацією. Така задача особливо ефективна в багато-

променевих радіоканалах типу каналів стільникового, транкінгового зв’язків. При цьому реалізу-

вати цей рознесений прийом можна і в абонентській станції, оскільки за рахунок компактності двох ортогонально поляризованих антен, розміщених в одному електричному центрі, можна збе-

регти існуючі габарити самої мобільної станції;

задачі адаптивного за поляризацією прийому, коли наявні поляризаційні зміни параметрів сигналів або завад відповідно відстежуються поляризацією приймальної станції.

Останні задачі адаптивного прийому мають особливе значення. Розглянемо їх більш деталь-

но.

4. Адаптація в задачах доступу

Адаптацію можна визначити як процес оптимізації відповідного алгоритму до змінних і ви-

падкових у часі зовнішніх впливів. Стосовно задач доступу такими зовнішніми впливами є:

220

завадові дії з боку інших радіоелектронних систем, джерел штучного або природного по-

ходження;

впливи з боку середовища поширення радіосигналів, що призводять до випадкових змін параметрів прийнятих сигналів, до їх завмирань;

випадковість і нестаціонарність трафіку, що вимагає відповідного реагування з боку тех-

нології управління на рівні доступу з метою забезпечення необхідного рівня обслуговування LMS.

Для детального розгляду й обґрунтовування методів адаптації необхідно притягнути досить великий і серйозний математичний апарат теорії управління, марківських процесів, методів змін-

них стану й ін.. Проте, враховуючи спрямованість цього підручника, зупинимося лише на кінцевих результатах і прикладах застосування адаптивних методів. Тут наголосимо лише на необхідності обґрунтування адаптивних методів за критеріями стійкості процедури, забезпечення спостережно-

сті, керованості, ідентифікованості й адаптованості пропонованих алгоритмів.

5. Придушення завад. Адаптивні антенні решітки

Процес ослаблення (придушення) завад на приймальній стороні за допомогою адаптивних антенних решіток (ААР) полягає в тому, щоб у напрямах приходу цих завад утворити «нулі» ДС,

щоб виконувалася умова (22)

N

.

 

 

 

w (t)S (Ç) (t) 0,

i

i

.

i 1

 

 

w

 

 

i

N 1, 2, ..., N ,

(23)

 

(З)

(t)

 

S

(Ç)

(t)

 

де

Si

— завадові сигнали, прийняті антенними елементами. Передбачається, що

 

вхо-

дить у прийняту антенами реалізацію адитивно:

 

 

 

 

 

 

 

y(t) S (Ê ) (t) S (Ç) (t) S (ø ) (t),

 

 

 

(24)

де індекси «К», «З» і «ш» стосуються відповідно корисного інформаційного сигналу, сигналу за-

вади і шуму.

На рис. 24 подано загальну схему, що дозволяє вирішувати задачу (23) при відповідному ви-

борі wi (t). Розв’язання цієї задачі досягається при відповідному управлінні векторами вагових коефіцієнтів (ВВК):

.

w(t)

.

 

 

 

 

w1(t)

 

 

 

.

 

 

 

 

w2 (t)

 

 

 

.

 

,

N 2, 3, ..., N .

 

 

 

(25)

.

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

wN (t)

 

 

 
Источник: https://studfile.net/preview/16436030/

Смотрите также:

_1966(~1
_files_materials_5053_prog.ntr
_Антонян Ю.М., Сексуальные преступления. Чикатило и другие
_РГР № 1 (2)
- Габариты и масса 27
!Фармакология препаратов для терапии заболеваний дыхательных путей
'Исламское государство': причины возникновения, тенденции развития, технологии противостояния