Оценка степени влияния дестабилизирующих факторов на характеристики цифровой антенной решетки
Диссертация
Научная новизна результатов диссертационной работы заключается в следующем: впервые проведены исследования зависимости динамического диапазона обнаруживаемых сигналов от параметров нелинейности узлов и блоков в цифровой антенной решетке, использующей MUSIC-алгоритм определения направления прихода сигналоввпервые проведены исследования точности обнаружения и величины ошибки определения направления… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ РАЗРАБОТОК В СФЕРЕ ЦИФРОВОГО ДИАГРАММООБРАЗОВАНИЯ
- 1. 1. Разработки в области связи
- 1. 2. Разработки в области радиолокации
- 1. 3. Структура канала ЦАР
- 1. 3. 1. Разделение квадратур аналоговыми средствами
- 1. 3. 2. Разделение квадратур цифровыми средствами
- 1. 4. Описание MUSIC-алгоритма
- 1. 5. Итоги первой главы
- ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕСТАБИЛИЗИРУЮЩИХ ФАКТОРОВ АНАЛОГОВОЙ ЧАСТИ КАНАЛА ЦАР
- 2. 1. Влияние нелинейных элементов канала на работу ЦАР
- 2. 1. 1. Описание модели усилителя как нелинейного устройства
- 2. 1. 2. Исследование влияния нелинейности на MUSIC алгоритм
- 2. 2. Анализ влияния амплитудно-фазового разброса на работоспособность ЦАР
- 2. 2. 1. Исследование влияния амплитудно-фазового разброса на MUSIC алгоритм
- 2. 2. 2. Исследование влияния амплитудно-фазового разброса на диаграммообразование
- 2. 3. Схема калибровки ЦАР
- 2. 4. Зависимость точности определения направления прихода сигнала от отношения сигнал/шум
- 2. 5. Итоги второй главы
- 2. 1. Влияние нелинейных элементов канала на работу ЦАР
- ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕСТАБИЛИЗИРУЮЩИХ ФАКТОРОВ ЦИФРОВОЙ ЧАСТИ КАНАЛА ЦАР
- 3. 1. Аналого-цифровые преобразователи
- 3. 1. 1. Требования к частоте дискретизации ЦАР
- 3. 1. 2. Требования к уровням квантования сигналов в ЦАР
- 3. 1. 3. Погрешности аналого-цифрового преобразования
- 3. 2. Моделирование работы АЦП в прототипе ЦАР
- 3. 2. 1. Нелинейности АЦП
- 3. 2. 2. Зависимость производительности MUSIC алгоритма от характеристик АЦП
- 3. 2. 3. Зависимость характеристик диаграммообразования от характеристик АЦП
- 3. 2. 4. Исследование влияния характеристик квантования на подавление помех
- 3. 3. Исследование вносимой ошибки при разделении квадратур
- 3. 4. Оценка требуемой производительности цифровых вычислителей
- 3. 5. Скорость передачи цифровых данных
- 3. 6. Итоги третьей главы
- 3. 1. Аналого-цифровые преобразователи
- ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ЦИФРОВОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ
- 4. 1. Структуры алгоритмов численного моделирования
- 4. 1. 1. Программная модель влияния дестабилизирующих факторов на характеристики обнаружения ЦАР
- 4. 1. 2. Программная модель влияния дестабилизирующих факторов на возможности подавления помех в ЦАР
- 4. 1. 3. Программная модель влияния дестабилизирующих факторов на алгоритм пространственной фильтрации
- 4. 1. 4. Перспективы дальнейшего развития созданных моделей
- 4. 1. 5. Разработка программного модуля диаграммообразования и помехозащиты
- 4. 2. Создание макетного образца 12-ти элементной ЦАР
- 4. 2. 1. Проектирование излучателей и антенного полотна ЦАР
- 4. 2. 2. Проектирование блока аналоговой обработки сигналов
- 4. 2. 3. Проектирование цифрового блока обработки сигналов
- 4. 2. 4. Проектирование преобразователя частот вверх
- 4. 2. 5. Экспериментальные исследования разработанного макета
- 4. 3. Итоги четвертой главы
- 4. 1. Структуры алгоритмов численного моделирования
Список литературы
- Слюсар В. Цифровое формирование луча в системах связи: будущее рождается сегодня. — ЭЛЕКТРОНИКА: НТБ, 2001, № 1, с. 6−12.
- Активные фазированные антенные решетки / под ред. Д. И. Воскресенского, А. И. Канащенкова, М.: Радиотехника, 2004.
- Кузьмин С.З. Цифровая радиолокация. Киев: Изд-во «КВЦ», 2000.
- Корнеева Т. М. Фазированные антенные решетки. ЭЛЕКТРОНИКА: НТБ, 1998, № 5−6, с. 370.
- Слюсар В.И. Ультразвуковая техника на пороге третьего тысячелетия. -ЭЛЕКТРОНИКА: НТБ, 1999, № 5, с. 50−53.
- Слюсар В.И., Заблоцкий М. А. Цифровые антенные решетки в зарубежных системах мобильной связи. Зв’язок, 1999, № 1.
- Слюсар В.И. Цифровое диаграммообразование — базовая технология перспективных систем связи. Радиоаматор, 1999, № 8.
- J. Mitola III, Editor, Special Issue on Software Radio, IEEE Comm Magazine, May 1995.
- Liberti J.C., Rappaport T.S. Smart antennas for wireless communications. -Prentice Hall PTR, NJ, USA
- Слюсар В.И. Быстродействующие АЦП: достижения и перспективы. -Известия Вузов. Сер. Радиоэлектроника, 2000, т. 43, № 3.
- Quasi-GEO Satellite Communication System. Mitsubishi Electric Technology Showcase, 1999, № 1, http://www.mitsubishi.com/ghpjapan/.
- Flugel, F., and TSUNAMI I partners, «The DECT Testbed», Notes at TSUNAMI Testbed Demonstration Seminar, Aalborg University, Denmark, Janury 1996
- Schmidt, R. O, «Multiple Emitter Location and Signal Parameter Estimation,» IEEE Trans. Antennas Propagation, Vol. AP-34 (March 1986), pp.276−280.
- Stoica, P., and R.L. Moses, Introduction to Spectral Analysis, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1997.
- Peter Kenington, Philip Brown. SUNBEAM. RF Architectures and Components for Software Radio Adaptive Antenna Base-Stations. WSIL. Doc. AC347/WSI/A62/DS/P/008/b 1, 14 December 1998. — http://www.proj ect-sunbeam.org.
- Minseok Kim, Division of Electrical And Computer Engineering, Yokohama National University, Japan (магистерская диссертация) — «A Study of Implementation of Digital Signal Processing for Adaptive Array Antenna.»
- ADAMO. Project Owerview. http://www.tcc.thomson-csf. com/ouract/tech/antenna/.
- ETSI HIPERLAN/1 standard technical data. http://www.etsi.org/technicalactiv/hiperlanl.htm.
- Harmonised radio frequency bands for high performance radio local area networks (HIPERLANS) in the 5 GHz and 17 GHz frequency range. -http://www.ero.dk/doc98/Official/HTML/TR2206E.htm.26. www.etsi.org
- Alexander Kuchar. Project SFIR: Real&Time Smart Antenna Processing for GSM/DCS1800. http://www.nt.tuwien.ac.at/mobile/proects/SFIR
- James N. Martin, Nicholas J. Colella. HALOTM Network. The Cone of CommerceTM. http://www.broadband.com/.
- Зайцев А. Стратостаты в сети. Компьютерра, 1997, № 30.
- Слюсар В. И. Цифровые антенные решетки: будущее радиолокации. // Электроника: НТВ. — 2001. — № 3. — С. 42−46.
- J. Mitola III, Editor, Special Issue on Software Radio, IEEE Comm Magazine, May 1995.
- NavWar the New Electronic Warfare. Division of Command and Control Warfare Technology Annual Report 1998. — FOA-R-99−1 089−503,504,616 — SE. -April, 1999.
- SMART-L. 3D Long Range Surveillance Radar Hollandse Signaalapparaten B.V., 1997. Рекламный проспект.34. http://www.signaal.nl/signaal/35. http://www.ausmarinetech.com.au/anzacwip.htm/
- International Defense Review, 1993, № 12.37. http://www.stg.srs.com/Directorates/ADBF%20slides/indexadbf.htm
- Wang Jiliang, Duan Fengzeng. Application of Maximum Entropy in Angular Superresolution of OTH Radar. SEE 15, 10, Oct. 93, p. 21−30.
- Zhao Shuqing, Liu Yongtan and Duan Fengzeng. Digital Beamforming in the OTH Radar. ICSP90: Beijing 1990, p. 655−656.
- Zhou Wenyu, Mao Xu. Bistatic FMCW OTHB Experimental Radar.- ICR-91 CIE, 1991, p. 138−142.45. http://www.dreo.dnd.ca/pages/factsheet/sr/sr0006e.html46. http://www.iftn.liu.se/Elecdev/RadarOnChip/
- Malachy Devlin, Ph.D., Chief Technology Officer, Nallatech, «How to Make Smart Antenna.»
- Dylevskii A. V., «A Technique for Multiple Signal Differentiation» «Computational Mathematics and Modeling», ISSN 1046−283X (Print) 1573−837X (Online), 2004, p. 353−358
- A. Montesano, F. Monjas, A. Solana, Q. Garcia, E. Quintas, N. Merce, Con-strucciones Aeronauticas S.A. «TRANSMIT-RECEIVE MULTIBEAM ACTIVE ADAPTIVE ARRAY ANTENNA FOR SATELLITE COMMUNICATIONS.»
- Edward Magill, AIL Systems Inc., N.Y. 11 729−4591 (USA), «Digital beam-forming phased array transmit antenna.»
- Couch L.W., «Digital and analog communication systems», Second edition, Maxmillan publishing Co., NY, 1983.
- Gabriel W.F. Spectral analysis and adaptive array superresolution technique. «Proc. IEEE», 1980, Vol.68, No.6, p.654 667.
- Johnson D.H., Miner G.E. Comparison of superresolution algorithms for radio direction finding. «IEEE Trans. Aerospace and Electron. Syst.», 1986, Vol.22, No.4, p.432−441.
- Nickel U. Angular superresolution with phased array radar: a review of algorithms and operational constraints. «IEE Proc.», Pt. F, 1987, Vol.134, No. l, p.53 59.
- Ратынский M.B. Адаптация и сверхразрешение в антенных решетках. М.: Радио и связь, 2003, (200с.).
- Лялин К.С., Орешкин В. И., Чиркунова Ж. В., Исследование алгоритма множественного доступа с пространственным разделением каналов в системе с цифровой антенной решеткой // Изв. ВУЗов, «Электроника», № 6, М., 2008 г. -С.52−57.
- Чиркунова Ж.В. Пространственная обработка сигналов в цифровых антенных решетках. Диссертация на соискание степени кандидата технических наук. Москва, МИЭТ, 2009
- Ghorbani, A. and М. Sheikhan, «The Effect of Solid State Power Amplifiers (SSPAs) Nonlinearities on MPSK and M-QAM Signal Transmission,» Sixth Int’l Conference on Digital Processing of Signals in Comm., 1991, pp. 193−197.
- Rapp, C., «Effects of HPA-Nonlinearity on a 4-DPSK/OFDM-Signal for a Digital Sound Broadcasting System,» in Proceedings of the Second European Conference on Satellite Communications, Liege, Belgium, Oct. 22−24, 1991, pp. 179−184.
- Saleh, A.A.M., «Frequency-independent and frequency-dependent nonlinear models of TWT amplifiers,» IEEE Trans. Communications, vol. COM-29, pp.17 151 720, November 1981.
- Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильяме», 2003, 1104 с.
- Вольфганг Райе. Устройство и принципы действия аналого-цифровых преобразователей различных типов WBC GmbH Журнал «Компоненты и технологии» № 3 2005
- Kester W. Analog Digital Conversion. Analog Devices, Inc., 2004.
- Джулиан Данн, Audio Precision, http://www.ixbt.com/proaudio/jitter-theory-part3.shtml72. http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/maxim/MAX9310.pdf73. http://www.analog.com/static/imported-files/datasheets/AD9201 .pdf
- Забеньков И.И., Исакович H.H., Жданов C.JI., Еньков Д. А., Забеньков А.И. «ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦИФРОВЫХ ПРИЕМНЫХ УСТРОЙСТВ», Док лады БГУИР № 1, январь-март 2006
- Чиркунова Ж.В. Пространственная селекция помехи в ЦАР // 12-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Микроэлектроника и Информатика 2005″: Тез. докл. — М., МИЭТ, 2005.-С.331.
- Захаров А.В., Хачумов В. М. Алгоритмы CORDIC. Современное состояние и перспективы. Переславль-Залесский, 2004, с. 353 372.
- Andraka R. A survey of Cordic algorithms for FPGA based computers //ACM/SIGDA 6th International Symposium on FPGAs, 1998, c. 1981−2000.
- Antelo E., Bruguera J. D., Lang Т., Zapata E. L. Error analysis and reduction for angle calculation using the Cordic algorithm: Internal Report Dept. of Electrical and Сотр. Eng., UCI, 1996.
- Antelo E., Bruguera J. D., Zapata E. L. Unified mixed radix 2−4 redundant Cordic rocessor IEEE Transactions on Computers. — T. 45, no.9, 1996, c. 1068−1073.
- Antelo E., Bruguera J.D., Lang Т., Villalba J., Zapata E. L. High perfomance rotation architectures based on the radix-4 Cordic algorithm IEEE Transactions on Computers. — T. 46, no.8, 1997, c. 855−870.
- Antelo E., Bruguera J. D., Villalba J., Zapata E.L. Redundant Cordic rotator based on parallel prediction // 12th Symposium on Computer Arithmetic, 1995, c. 172−179.
- Лялин К.С., Орешкин В. И., Чиркунова Ж. В. Особенности проектирования цифровых антенных решеток // Изв. ВУЗов, „Электроника“, № 4, М., 2008 г. -С.36−41.
- Лялин К.С., Орешкин В. И. Вопросы построения цифровых антенных решеток // Системный анализ и информационно-управляющие системы: Сборник научных трудов МИЭТ под редакцией д.т.н., профессора В. А. Бархоткина -М.: МИЭТ, 2006 г. С.79−87.
- Орешкин В.И. Исследование вопросов цифрового диаграммообразова-ния // 12-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов „Микроэлектроника и Информатика 2005″: Тез. докл. -М., МИЭТ, 2005. — С.320.
- Орешкин В.И. Исследование вопросов построения цифровых антенных решеток // 13-я международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов „Радиоэлектроника, электротехника и энергетика 2007″: — М., МЭИ, 2007. — С.97−99.
- Чистюхин В.В., Сизов В. И., Лялин К. С., Орешкин В. И., Чиркунова Ж. В., Викторов Ю. С. Исследование проблем построения и реализации скрытных беспроводных локальных сетей // Отчет о НИР, госрегистрация № 1 200 315 253, М., МИЭТ, 2005. 224 с.
- Чистюхин В.В., Лялин К. С., Орешкин В. И., Бахвалова С. А., Чиркунова Ж. В., Меркулов С. С. Исследование возможности создания комплекса адаптивного приёма радиосигналов (КАП) // Отчет о НИР, госрегистрация № У88 871, М., МИЭТ, 2007. 49 с.
- Чистюхин В.В., Лялин К. С., Орешкин В. И., Чиркунова Ж. В., Меркулов С. С. Исследование принципов построения цифровых антенных решеток для систем передачи данных с множественным доступом // Отчет о НИР, госрегистрация № 1 200 511 441, М., МИЭТ, 2007. 95 с.
- Dennis, J. Е. Jr., „Nonlinear Least-Squares,“ State of the Art in Numerical Analysis, ed. D. Jacobs, Academic Press, pp. 269−312.
- Могё, J. J., „The Levenberg-Marquardt Algorithm: Implementation and Theory,“ Numerical Analysis, ed. G. A. Watson, Lecture Notes in Mathematics 630, Springer Verlag, pp. 105−116, 1977.
- William H. Press, Saul A. Teukolsky, William T. Vetterling, Brian P. Flannery, „Numerical Recipes in C“, The Art of Scientific Computing, Second Edition, ISBN 0−521−43 108−5, NY, 1992−1997
- Ronald Schoenberg, Aptech Systems, Inc.,"Optimization with the Quasi-Newton Method“, September 5, 2001
- Philip Rabinowitz, „Numerical metods for nonlinear algebraic“, Weizmann Institute of science, Rehovat, Izrael
- Демидович В.П.,"Численные методы анализа“, 1967
- Дикарев В. А. и др. Вычислительные методы в задачах радиоэлектроники: Учебное пособие, Киев, Издательство Выща школа, 1989
- Анго Андре. Математика для электроинженеров и радиоинженеров. Издательство Наука, 1964
- Беллман Р., Энджел Э. Динамическое программирование и уравнения в частных производных. Москва, Издательство Мир, 1974
- Белов А. В. Самоучитель по микропроцессорной технике. — Санкт-Петербург, Издательство Наука и Техника, 2003.
- Джон Г. Мэтьюз, Куртис Д. Финк, „Numerical Methods: Using MATLAB“, Third Edition, Изд-во „Вильяме“, ISBN 5−8459−0162−6, 0−13−270 042−5- стр. 720,2001.
- Чистюхин B.B., Лялин К. С., Чиркунова Ж. В., Орешкин В. И. Разработка программного модуля диаграммообразования и помехозащиты // Отчет о СЧ ОКР, госрегистрация У90 473, М., МИЭТ, 2008. 108 с.
- Пакет программной документации 643.АЕСН.21, МИЭТ, 2008.
- Результаты диссертационной работы отражены в научно-техническом отчете о СЧ ОКР с описанием возможностей программных средств анализа крупноапертурных ЦИФАР.
- Разработанное программное оберя’ёч’ение >жет применяться при проектировании крупноапертурных ЦИФАР.1. Председатель комиссии:1. Члены комиссии: епляков И. М. Кашаев Ы.К. Шевченко Р.А.1. УТВЕРЖДАЮ»
- Акт о внедрении в учебный процесс результатов диссертационной работы Орешкин Виталия Ивановича на тему «Оценка степени влияния дестабилизирующих факторов на характеристики цифровой антенной решетки»
- Заведующий кафедрой Микроэлектропных радиотехнических устройств и систем к.т.н, доцент В.В. Чистюх