16433

16433

جانمايي المان هاي آنتن آرايه اي به منظور تشخيص بهينه ي DOA سيگنال ماهواره هاي GPS

كارشناسي ارشد

مهندسي فناوري ماهواره

اسفند ماه 1394

دكترسيد حسن صديقي

فناوري هاي نوين

چكيده تخمين جهت-ورود-سيگنال، يكي از الگوريتم¬هاي اساسي تشكيل¬دهنده¬ي آنتن¬هاي آرايه¬اي تطبيق¬پذير، براي كاربرد سامانه¬هاي موقعيت¬يابي ماهواره¬اي ديجيتالي مي¬باشد. در اين گونه سامانه¬ها، ابتدا توسط روش¬هاي تخمين جهت-ورود-سيگنال، منابع اصلي ماهواره¬اي، چندمسيره و اغتشاش¬گر (اسپوفر) شناسايي شده و سپس اطلاعات دريافت شده به بخش شكل¬دهنده¬ي پرتو تطبيق¬پذير انتقال پيدا كرده و در نهايت منجر به حذف منابع مخل، همچون چندمسيره كرده و سيگنال¬هاي ماهواره¬هاي يافته شده را جدا مي¬كند. همه¬ي اين فرآيندها در بستر سيستم¬هاي پردازشگر ديجيتالي صورت مي¬گيرد. دقت محاسبه¬ي جهت ورود به سيگنال وابسته به پارامترهاي مختلفي از مشخصه¬هاي سيگنالي و آرايش آرايه مي¬باشد. نحوه¬ي چينش المان¬هاي آنتن آرايه¬اي يكي از گزينه¬هايي است كه با طراحي صحيح و بهينه مي¬توان دقت اندازه¬گيري جهت ورود به سيگنال را تا حد زيادي بهبود بخشيد. تئوري كرامر-رائو كه مرز پاييني بر روي واريانس تخمين¬هاي تخمين¬گرهاي بدون باياس قرار مي¬دهد، يك روش مناسب براي تحليل نحوه¬ي تاثيرگذاري عوامل مختلف طراحي آرايه در اختيار مي¬گذارد. از طرفي مي¬توان به كمك اين تئوري مسئله¬هاي بهينه¬سازي جهت بهينه¬سازي آرايش آنتن¬هاي آرايه¬اي انجام داد. اين كار براي يافتن آنتن آرايه¬اي مطلوب و بهينه شده و بدون وجود ابهام در بردار هدايت آرايه، در يك مساحت محدود صورت پذيرفته است. در ادامه تاثير پترن المان¬هاي آنتن آرايه¬اي و كوپلينگ متقابل ميان آنان كه در دنياي واقعي غير قابل صرفنظر كردن است، مي¬تواند قابل توجه باشد. لذا چگونگي وارد كردن پترن تشعشعي المان¬هاي آرايه¬اي در روابط كرامر-رائو و تحليل نمودارهاي كرامر-رائو و تابع ابهام پرداخته شده است. واژه‌هاي كليدي: آنتن آرايه¬اي، آنتن تطبيق¬پذير، آنتن هوشمند، تخمين جهت-ورود-سيگنال، كرامر-رائو، DOA، شكل¬دهي پرتو، سامانه¬ي موقعيت¬يابي جهاني، CRLB، MATLAB، ضد

1395/11/11

1/1/1900 12:00:00 AM

Abstract: The optimum placement of planar antenna array elements for precise Direction-Of-Arrival (DOA) estimation on a limited area is proposed in this paper. For this purpose, Cramer-Rao Lower Bound (CRLB) is performed as a suitable an​d useful criterion. The invasive weed optimization (IWO) algorithm is used to find the placement of antenna elements in the array configuration for obtaining an accurate isotropic DOA estimation. The optimization results show higher efficiency enhancement compared with the similar uniform circular array. The ambiguity problem that can occur for arrays is investigated for optimized arrays. Simulation results are performed to verifying CRLB performance gain an​d ambiguity free arrays, also. Keywords: Antenna Array, Adaptive Array, DOA, estimation, Cramer-Rao, Cramer-Rao Lower Bound, CRLB, CRB, anti-jamming, MATLAB, Beamforming, Global Positioning System, GPS, Global Navigation Satellite System, GNSS