Для підтвердження можливості реалізації технологій цифрового діаграмоутворення на базі цифрових антенних решіток (ЦАР), множиного входу – множиного виходу (МІМО) [39], а також ЦОС на основі надрелеївського розрізнення сигналів у частотній або часовій області, були створені кілька варіантів макетів пасивних та активних ЦАР, Один з них складається з 4-х ізотропних та 4-х спрямованих антенних елементів, які розміщені на відстані не більше λ/2. Особливість розташування антенних елементів дозволяє проводити обробку сигналів з різною поляризацією.
В якості джерела сигналу використовувалась РРС Р-415 НВ з активним блоком прийомо-передавача діапазону Н (80...120 МГц). Інший варіант передбачав використання модуля ЦОС з підсилювачем потужності в якості джерела сигналу. Для побудови підсилювача потужності була обрана схема широкосмугового підсилювача з використанням ВЧ-транзисторів типу КТ-603 Б виготовлення "military". Зазначена модифікація дозволила отримати вихідну потужність порядку 200-300 мВт.
В ході експериментів також досліджувались можливості апаратної компенсації Offset АЦП модулів ЦОС, зовнішнього синхрозапуску кількох модулів в інтересах розподільної обробки інформації, роботи по асинхронним та жорстко синхронізованим каналам зв’язку.
В цілому, отримані результати співпали з даними статистичного моделювання та напівнатурних експериментів. Привертає увагу реалізований на базі модулів ЦОС варіант спільної обробки інформації за напрямком та частотою. При цьому здійснювалась оцінка напрямку приходу сигналу (рис.3.11.) з одночасним декодуванням повідомлень, що передавались багаточастотними сигналами типу N-OFDM (OFDM).
Рис. 3.11. Спектральна оцінка за методами Бартлета та MUSIC, яка отримана за допомогою макету ЦАР.
На основі проведених досліджень зроблений висновок, що при розробці перспективних модулів ЦОС вітчизняного виробництва необхідно враховувати обмеження, які пов’язані з технічними особливостями АDС100АS2:
- неможливість вибору тактової частоти АЦП (ЦАП) зі значенням, яке жорстко забезпечує роботу з потоками кратними Е1;
- спостерігається нестабільність коректного зчитування даних в цикловому режимі при виборі тактової частоти АЦП (ЦАП) з коефіцієнтом ділення К>32;
- при виконанні синтезу аналогового сигналу в циклічному режимі спостерігається переривання сигналу, яке обумовлено перехідними процесами під час роботи з кінцем та початком роботи з буфером ЦАП;
- режим прямого доступу до пам’яті ПК реалізований лише при проведені оцифровки вхідного сигналу;
- в даному варіанті виконання АDС100АS2 відсутня розв’язка між ланцюгами ВЧ-входів (виходів) та самою платою модулів ЦОС;
- відсутня можливість програмного вибору опору ВЧ-входу (виходу), який має жорстко встановлене значення 50 Ом;
- програмне забезпечення, що є в комплекті поставки АDС100АS2, не забезпечує одночасну роботу з кількома модулями, а також не дозволяє використовувати модулі ЦОС з відкритим програмним забезпеченням;
- необхідно орієнтуватись на використання ПЛІС більш перспективних серій.
Таким чином, отриманий досвід використання модулів ЦОС вітчизняного виробництва дозволяє виділити можливі напрямки наукових досліджень:
1. Модернізація існуючих і створення нових засобів зв`язку відомчого призначення з використанням перспективних технологій цифрової обробки сигналів на вітчизняній елементній базі.
2. Дослідження напрямків створення систем зв’язку відомчого призначення на базі систем широкосмугового доступу.
3. Розробка методів підвищення пропускної спроможності систем зв’язку відомчого призначення на базі надрелеївського розрізнення сигналів.
4. Розробка методів підвищення пропускної спроможності каналів зв’язку в системах зв`язку відомчого призначення за рахунок використання поляризованих сигналів.
5. Дослідження напрямків створення систем зв’язку відомчого призначення на основі цифрового діаграмоутворення, множинного входу – множинного виходу.
6. Дослідження напрямків створення мультистандартних уніфікованих систем зв’язку відомчого призначення на основі програмної реконфігурації обладнання.
Висновки
Для забезпечення можливості застосування методики компенсації взаємного впливу при розгляді ЦАР з довільною геометрією запропонований варіант апроксимації її площини розкриву до площини розкриву лінійної або плоскої решітки з перерахуванням КВВ та відстані між АЕ.
На основі проведеного аналізу, можливо визначити особливості компенсації взаємного впливу АЕ ЦАР. Вплив змін ВСШ та довжини сигнальної вибірки на властивості спектрального оцінювання, з врахуванням взаємного впливу каналів ЦАР, має той же характер, що й без врахування ефекту взаємного впливу. Основну роль при цьому відіграє відповідність кількості каналів, вплив яких компенсується при обробці сигналів, та кількості каналів решітки, які реально впливають. Чим менше кутове рознесення сигналів, тим більше повинна бути ця відповідність.
При моделюванні обробки інформації в плоскій ЦАР отримані спектральних оцінок підтвердили основні положення про властивості методів, що використовуються.
Для практичної реалізації ЦОС з процедурою компенсації взаємного впливу АЕ ЦАР проведено аналіз перспектив розвитку елементної бази цифрового сегменту системи зв’язку подвійного призначення з цифровим діаграмоутворенням. При цьому основний акцент зроблений на дослідження модулів ЦОС вітчизняного виробництва.
ВИСНОВКИ
Застосування цифрового діаграмоутворення з програмною реконфігурацією архітектури систем і засобів телекомунікацій, надрелеївського розрізнення сигналів дозволить істотно підвищити пропускну спроможність та завадостійкість систем зв’язку.
Спільне оцінювання кількох параметрів сигналів є основним режимом роботи системи зв’язку подвійного призначення з ЦДУ. Використання операцій торцевих добутків матриць дозволяє проведення багатокоординатних вимірів з єдиних позицій та є основою для багатомірного узагальнення будь-яких однокоординатних процедур, у тому числі й врахування взаємного впливу каналів. При цьому, без втрати спільності, відгук антенної решітки можна розвинути на випадок трьох, чотирьох і більше координат (параметрів).
Особливої уваги заслуговують нові підходи до алгоритмічної обробки сигналів на основі методів спектрального аналізу. Їхня реалізація пов’язана з аналізом стійкості до впливу різного роду дестабілізуючих чинників.
Істотно вагомий негативний прояв має ефект взаємного впливу АЕ каналів ЦАР. У результаті взаємодії випромінювачів можуть істотно змінюватись спрямовані властивості й енергетичні характеристики антени в порівнянні з характеристиками, визначеними без врахування взаємного впливу.
Врахування взаємного впливу антенних елементів решітки дозволяє більш точно сфокусувати діаграму спрямованості решітки, знизити побічний вплив на решту інших радіоелектронних засобів, підвищити рівень розвідзахищенності системи зв’язку в цілому.
Запропонована методика компенсації взаємного впливу антенних елементів цифрової антенної решітки може бути розвинута на любий тип геометрії решітки в тому числі й при проведені багатокоординатних вимірів.
Для розрахунку рамкових або кругових антенних елементів цифрової антенної решітки необхідно лише перерахувати матрицю коефіцієнтів взаємного впливу та визначити кількість елементів, для яких необхідно виконати зазначену компенсацію.
Особливістю запропонованої методики є можливість її виконання перед основними операціями ЦОС. Для збільшення швидкодії цифрового сегменту матриця коефіцієнтів взаємного впливу може бути розрахована попередньо, а її значення занесені до постійного запам’ятовуючого пристрою.
Для перевірки працездатності запропонованого підходу щодо врахування взаємного впливу АЕ ЦАР проведено математичне моделювання в пакеті Mathcad.
В ході досліджень аналізувались три можливих варіанти обробки сигналів: перший – відноситься до випадку відсутності взаємного впливу; другий – коли діаграма спрямованості лінійної цифрової антенної решітки формується при впливі обмеженої кількості антенної елементів решітки; третій – при компенсації взаємного впливу всіх антенних елементів.
Для практичної реалізації ЦОС з процедурою компенсації взаємного впливу АЕ ЦАР проведено аналіз перспектив розвитку елементної бази цифрового сегменту системи зв’язку подвійного призначення з цифровим діаграмоутворенням. При цьому основний акцент зроблений на дослідження особливостей модулів ЦОС вітчизняного виробництва.
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ
1. The Path to 4G Mobile. - Communications Week International, Issue 260, 5 March 2001.
2. Слюсар В. Ультразвуковая техника на пороге третьего тысячелетия.- ЭЛЕКТРОНИКА: НТВ, 1999, № 5, с. 50-53.
3. Слюсар В. Цифровое формирование луча в системах связи: будущее рождается сегодня. - ЭЛЕКТРОНИКА: НТВ, 2001, № 1, с. 6-12.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
