Исследование цифрового диаграммообразования для оптимального помехо- и шумоподавления в антенных решетках различной формы с направленными излучателями

Исследование цифрового диаграммообразования для оптимального помехо- и шумоподавления в антенных решетках различной формы с направленными излучателями

Автор: Нечаев Ю.Б., Пешков И.В.

Журнал: Физика волновых процессов и радиотехнические системы @journal-pwp

Статья в выпуске: 2 т.25, 2022 года.

Бесплатный доступ

В статье исследуется цифровое диаграммообразование по азимуту и углу места, что способствует более точному формированию нулей и максимума. Рассматриваются статистически оптимальный алгоритм минимума дисперсии, алгоритм обращения корреляционной матрицы с применением регуляризации, а также управления нулями на выходе цилиндрической, полусферической и планарной решеток. Проведена оценка отношения мощности полезного сигнала к результирующей мощности активной помехи и шума и вероятности битовой ошибки на выходе цифровых антенных решеток в зависимости от коэффициента направленного действия антенных элементов, числа выборок усреднения. Установлено, что полусферная антенная решетка позволяет значительно повысить надежность передачи в сравнении с рассматриваемыми, что снизит вычислительную нагрузку без привлечения усложненных алгоритмов диаграммообразования.

Еще

Моделирование, цифровые антенные решетки, диаграммообразование, цилиндрические антенные решетки, направленные излучатели, кнд, вероятность битовой ошибки

Короткий адрес: https://sciup.org/140295106

IDR: 140295106   |   DOI: 10.18469/1810-3189.2022.25.2.73-82

Список литературы Исследование цифрового диаграммообразования для оптимального помехо- и шумоподавления в антенных решетках различной формы с направленными излучателями

  • Bogale E., Wang X., Le L.B. Massive MIMO and mmWave for 5G wireless HetNet: Potential benefits and challenges // IEEE Vehicular Technology Magazine. 2016. Vol. 11, no. 1. P. 64–75. DOI: https://doi.org/10.1109/MVT.2015.2496240
  • Huang P., Xu W., Qi W. Two dimension digital beamforming preprocessing in multibeam ScanSAR // Progress in Electromagnetics Research. 2013. Vol. 136. P. 495–508. DOI: https://doi.org/10.2528/PIER12111502
  • 3D beamforming: Performance improvement for cellular networks / H. Halbauer [et al.] // Bell Labs Technical Journal. 2013. Vol. 18, no. 2. P. 37–56. DOI: https://doi.org/10.1002/bltj.21604
  • Nechaev Yu.B., Peshkov I.W., Fortunova N.A. The estimation of radio direction-finding performance in volume antenna arrays with directive radiators by music method // 2018 Systems of Signal Synchronization, Generating and Processing in Telecommunications (SYNCHROINFO). 2018. P. 1–6. DOI: https://doi.org/10.1109/SYNCHROINFO.2018.8457063
  • Нечаев Ю.Б. Оценка границы Крамера – Рао выпуклых антенных решеток с направленными излучателями для радиопеленгации // Вестник НТУ «КПИ». Серия Радиотехника, Радиоаппаратостроение. 2018. Вып. 75. С. 16–24. DOI: https://doi.org/10.20535/RADAP.2018.75.16-24
  • Eckhardt H., Klein S., Gruber M. Vertical antenna tilt optimization for LTE base stations // 2011 IEEE 73rd Vehicular Technology Conference (VTC Spring). 2011. P. 1–5. DOI: https://doi.org/10.1109/VETECS.2011.5956370
  • Budyak V.S., Vorfolomeev A.A. Space-time discretization in HF receiving multichannel antenna systems // 2011 International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON). 2011. P. 71–75. DOI: https://doi.org/10.1109/SIBCON.2011.6072598
  • Balanis C., Ioannides P. Introduction to Smart Antennas. San Francisco: Morgan and Claypool Publishers, 2007. 174 p.
  • Friedlander B., Tuncer T. Classical and Modern Direction-of-Arrival Estimation. Burlington: Academic Press, 2009. 456 p. DOI: https://doi.org/10.1016/C2009-0-19135-3
  • The comparison of digital beamforming technology for optimal noise reduction in conformal antenna arrays with directive radiators / I.W. Peshkov [et al.] // 2020 Systems of Signal Synchronization, Generating and Processing in Telecommunications (SYNCHROINFO). 2020. P. 1–6. DOI: https://doi.org/10.1109/SYNCHROINFO49631.2020.9166041
  • Direction of arrival estimation using directive antennas in uniform circular arrays / B.R. Jackson [et al.] // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2015. Vol. 63, no. 2. P. 736–747. DOI: https://doi.org/10.1109/TAP.2014.2384044
  • Monzingo R.A., Haupt R.L., Miller T.W. Introduction to Adaptive Arrays. Raleigh: SciTech Publishing Inc., 2011. 510 p.
  • Godara L.C. Smart Antennas. Boca Raton: CRC Press, 2004. 448 p.
  • Venkataramana D., Sanyal S.K., Misra I.S. Digital signal processor-based broad null beamforming for interference reduction // Circuits, Systems, and Signal Processing. 2016. Vol. 35, no. 1. P. 211–231. DOI: https://doi.org/10.1007/s00034-015-0056-y
  • Chiba I., Takahashi T., Karasawa Y. Transmitting null beam forming with beam space adaptive array antennas // Proceedings of IEEE Vehicular Technology Conference (VTC). 1994. Vol. 3. P. 1498–1502. DOI: https://doi.org/10.1109/VETEC.1994.345345
  • Friedlander B., Porat B. Performance analysis of a null-steering algorithm based on direction-of-arrival estimation // IEEE Transactions on Acoustics, Speech, and Signal Processing. 1989. Vol. 37, no. 4. P. 461–466. DOI: https://doi.org/10.1109/29.17526
  • Van Veen B.D., Buckley K.M. Beamforming: A versatile approach to spatial filtering // IEEE ASSP Magazine. 1988. Vol. 5, no. 2. P. 4–24. DOI: https://doi.org/10.1109/53.665
  • Minimum variance distortionless response beamformer with enhanced nulling level control via dynamic mutated artificial immune system / S.K. Tiong [et al.] // The Scientific World Journal. 2014. Vol. 2014. P. 164053. DOI: https://doi.org/10.1155/2014/164053
  • A robust adaptive beamforming method based on the matrix reconstruction against a large DOA mismatch / J. Xie [et al.] // EURASIP Journal on Advances in Signal Processing. 2014. Vol. 2014, no. 1. P. 91. DOI: https://doi.org/10.1186/1687-6180-2014-91
  • Carlson B.D. Covariance matrix estimation errors and diagonal loading in adaptive arrays // IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. 1988. Vol. 24, no. 4. P. 397–401. DOI: https://doi.org/10.1109/7.7181
  • Du L., Li J., Stoica P. Fully automatic computation of diagonal loading levels for robust adaptive beamforming // IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. 2010. Vol. 46, no. 1. P. 449–458. DOI: https://doi.org/10.1109/TAES.2010.5417174
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp