Luận Văn Thuật toán cho điều khiển búp sóng

TÊN ĐỀ TÀI: Thuật toán cho điều khiển búp sóng
Information
[TABLE]
[TR]
[TD="width: 5%"][/TD]
[TD="width: 90%"]MỤC LỤC Trang
MỞ ĐẦU i
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 2
CHƯƠNG 1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ĐỊNH DẠNG VÀ ĐIỀU KHIỂN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SỐ 3
1.1. Giới thiệu về định dạng và điều khiển bằng phương pháp số 3
1.2. Giới thiệu về anten dãy 6
1.2.1. Các tham số cơ bản của một anten dãy 6
1.2.2. Dãy tuyến tính 8
1.2.3. Dãy vòng tròn 10
1.2.4. Nhân đồ thị 12
1.2.5. Dãy phẳng 13
1.3. Định dạng và điều khiển bằng phương pháp tương tự 15
1.4. Mảng pha 18
1.5. Định dạng và điều khiển bằng phương pháp số 20
1.5.1. Định dạng và điều khiển búp sóng theo khoảng phần tử 21
1.5.2. Định dạng và điều khiển búp sóng theo khoảng cách búp 22
1.5.3. Định dạng và điều khiển búp sóng hai chiều 22
1.6. Định nghĩa phân cực chéo 23
CHƯƠNG 2. MỘT SỐ THUẬT TOÁN CHO ĐIỀU KHIỂN BÚP SÓNG 25
2.1. Thuật toán Chebychev 25
2.1.1. Đồ thị Chebychev cho dãy phẳng 24
2.1.2. Phân bố dòng tối ưu 27
2.2.3. Phương pháp biến đổi xác định biên độ dòng 29
2.1.4. Độ rộng búp của mảng phẳng Chebychev 31
2.1.5. Số phần tử nhỏ nhất cho quét vùng rộng 33
2.2. Thuật toán SMI 35
2.3. Kết hợp thuật toán Chebychev và thuật toán SMI 39
CHƯƠNG 3. KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TẠO VÀ ĐIỀU KHIỂN BÚP SÓNG VÀ MỘT SỐ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 40
KẾT LUẬN 51
TÀI LIỆU THAM KHẢO 52

CHƯƠNG 1
CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ĐỊNH DẠNG VÀ ĐIỀU KHIỂN BÚP SÓNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP SỐ
1.1. Giới thiệu về định dạng và điều khiển búp sóng bằng phương pháp số
Những khái niệm ban đầu của định dạng và điều khiển búp sóng bằng phương pháp số được phát triển đầu tiên cho những ứng dụng trong các hệ thống ra đa và định vị dưới nước. DBF biểu diễn bước lượng tử trong hiệu suất anten và độ phức tạp của anten. DBF cơ bản dựa trên các khái niệm lý thuyết đã có trước, giờ đây các lý thuyết đó đang được triển khai trong thực tế. Ở mức độ rộng hơn, đó là kết quả của các tiến bộ quan trong gần đây trên thế giới như công nghệ xử lý tín hiệu số và công nghệ mạch tích hợp siêu cao tần đơn (MMIC). Công nghệ DBF đã đạt trình độ cao và có thể được ứng dụng trong các mạng truyền thông nhằm cải thiện hiệu suất hệ thống. Ứng dụng DBF trong các hệ thống truyền thông vô tuyến không chỉ dừng lại trong lý thuyết mà còn đang được triển khai nhanh chóng trong thực tế. Ngoài ra, nhu cầu tăng dung lượng là mục đích quan trọng cần hướng tới để kết hợp DBF vào trong các hệ thống truyền thông vô tuyến trong tương lai [1].

Hình 1.1: Hệ anten DBF tổng quát
DBF là sự kết hợp giữa công nghệ anten và công nghệ số. Một hệ thống anten DBF tổng quát được chỉ ra như hình 1.1 bao gồm ba thành phần chính:
+ Anten dãy
+ Các máy thu phát số
+ Bộ xử lý tín hiệu số
Trong một hệ thống anten DBF, các tín hiệu thu được tách sóng và số hóa ở mức phần tử. Việc thu các thông tin RF ở dạng luống số cho phép dụng các thuật toán và kỹ thuật xử lý tín hiệu để tách những thông tin từ dữ liệu miền không gian. Kỹ thuật DBF dựa trên việc thu các tín hiệu RF tại các phần tử anten và biến đổi chúng thành hai luồng tín hiệu nhị phân băng cơ sở ( kênh đồng pha là I, kênh vuông pha là Q). Tích hợp bên trong các tín hiệu băng cơ sở là biên độ và pha của tín hiệu thu được ở mỗi phần tử của dãy. Điều chỉnh búp sóng được tạo bởi việc tạo trọng số cho các tín hiệu này bằng cách điều chỉnh biên độ và pha của các tín hiệu sẽ thu được búp sóng mong muốn. Quá trình này được thực hiện bằng bộ xử lý tín hiệu số. Đó là một chức năng trước đây thường được thực hiện bằng việc sử dụng mạng điều khiển búp sóng tương tự và giờ được thực hiện bằng việc dùng một bộ xử lý tín hiệu số. Phương pháp này gần như bảo toàn tất cả các thông tin tại góc mở, đó là sự khác biệt với định dạng và điều khiển bằng phương pháp tương tự. Bởi vì phương pháp tạo búp sóng tương tự chỉ là tạo ra tổng trọng số của các tín hiệu và do đó làm suy hao kích thước tín hiệu từ thành 1(hình 1.2). Điểm mấu chốt của công nghệ này là việc biến đổi chính xác các tín hiệu tương tự thành miền số. Điều này đạt được bằng việc sử dụng các bộ heterodyne, các bộ thu này cần phải phù hợp chặt chẽ về cả biên độ và pha. Sự phù hợp này không cần phải thực hiện bằng việc điều chỉnh từ phần cứng. Mà chỉ cần thực hiện quá trình chuẩn này để các giá trị của luồng dữ liệu được hiệu chỉnh trước khi tới bộ điều khiển búp sóng.



KẾT LUẬN
Ứng dụng và phát triển các kỹ thuật cùng các thuật toán tạo và điều khiển búp sóng cho các hệ anten thông minh đã và đang được nghiên cứu rộng rãi trên thế giới trong lĩnh vực vô tuyến.
Tìm hiểu lý thuyết để phát triển các ứng dụng theo định hướng trên cũng đã được triển khai ở Bộ môn Thông tin vô tuyến, Khoa Điện tử - Viễn thông, Trường Đại học Công Nghệ, Đại học Quốc Gia Hà Nội.
Khóa luận tốt nghiệp của tác giả đã thực hiện được các nhiệm vụ sau:
- Tìm hiểu lý thuyết, các khái niệm cơ bản về định dạng và điều khiển búp sóng bằng phương pháp số hóa.
- Tìm hiểu các thuật toán Chebychev, SMI, thuật toán kết hợp và các ứng dụng của nó để tạo các búp sóng với các thuộc tính định trước.
- Mô phỏng tạo ra dãy cách đều và phân cực tròn trái để áp dụng các thuật toán nói trên.
Trong thời gian tới tác giả sẽ tiếp tục thời gian cùng người hướng dẫn hoàn thiện phần mềm ứng dụng nhằm cung cấp một công cụ hữu hiệu tạo và điều khiển búp sóng bằng phương pháp số phục vụ thí nghiệm và thực hành.[/TD]
[/TR]
[/TABLE]



​