مقاله بررسی الگوریتم هایDOA مبتنی بر آرایه خطی آنتن

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

  مقاله بررسی الگوریتم هایDOA مبتنی بر آرایه خطی آنتن دارای ۷ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله بررسی الگوریتم هایDOA مبتنی بر آرایه خطی آنتن  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله بررسی الگوریتم هایDOA مبتنی بر آرایه خطی آنتن،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن مقاله بررسی الگوریتم هایDOA مبتنی بر آرایه خطی آنتن :

خلاصه

در این مقاله به بررسی چند تا از الگوریتم های تخمین جهت ورود سیگنال همچون MUSIC, Bartlett , Linear Prediction و MVDR می پردازیم. ما شرح , مقایسه , اجرا , تحلیل رزولوشن این الگوریتم ها را بیان می کنیم. حساسیت به آشفتگی های مختلف و اثر پارامترهای مربوط به طراحی آرایه سنسور همانند تعداد آرایه و فاصله شان مورد بررسی قرار می گیرند. این آنالیز بر اساس آرایه های خطی و محاسبه تابع طیف تصادفی الگوریتم های تخمین است. برای شبیه سازی الگوریتم ها از متلب استفاده می کنیم.
کلید واژه- میوزیک- MVDR -DOA – Bartlett

۱ مقدمه

در کانال انتشار حتی برای یک منبع هم مسیرها و زوایای ورود انتشار زیادی وجود دارد. تعیین محل این منابع بوسیله مشاهده سیگنالهای دریافتی شان توسط سنسورهای که با فاصلهی معینی از هم قرار دارند نسبتا مهم است و در زمینه های زیادی شامل رادار , سونار , ارتباطات سیار , نجوم رادیویی و زلزله شناسی بکار می رود. وقتی چندین فرستنده بطور همزمان کار کنند هر منبع مسیرهای زیادی را در گیرنده ایجاد میکنند. بنابراین یک آرایه گیرنده باید قادر باشد حضور منتشر کننده و زاویه قرارگیرشان را کشف کند. این داده را می توان با حذف یا ترکیب سیگنالها , متوقف کردن تداخل یا هر دو برای بدست آوردن دقت بیشتر استفاده کرد.[۲] این داده های دریافت شده توسط آرایه سنسوری با استفاده از تکنیک تخمین جهت ورود سیگنال برای حذف جهت سیگنال اصلی از جهت سیگنال تداخل

استفاده می شود.[۱] این روشها جهت ورود سیگنال را با محاسبه طیف فضایی یا طیف تصادفی برآورد می کنند یعنی میانگین توان دریافت شده توسط آرایه بعنوان تابعی از زاویه

است و سپس ماگزیمم محلی که طیف فضایی محاسبه کرده تعیین می شود. بنابراین هدف ، تعریف یک تابع است که زاویه ورود را بر پایه ماگزیمم مقدار تعیین می کند. [۱,۲]

در این مقاله ما راه حل های تخمین جهت بر اساس الگوریتم های , Bartlett مینیمم واریانس , پیش بینی خطی و میوزیک را بررسی می کنیم. ما مقایسه , انجام و تحلیل رزولوشن این الگوریتم ها و همچنین چگونگی تغییر حساسیت با تغییر پارامترهای مربوط به طراحی آرایه آنتن مانند تعداد المان ها را شرح می دهیم.

.۲ آرایه آنتن

در ارتباطات سیار از آرایه آنتن با ساختارهای مختلف استفاده میشود. طراحی آرایه به نحوی که کاهش تداخل و تضعیف چند مسیری را به همراه داشته باشد اجرای ارتباطات سیار را بهبود میدهد. آنها همچنین با کاهش احتمال خرابی و BER سرویس بهتری را ارائه می دهند. همچنین بازده طیف با بهره برداری از توانایی آرایه آنتن در تغذیه کاربران زیاد بصورت موازی افزایش می یابد. در این مقاله ما بحث مختصری درباره آرایه آنتن خطی را بیان می کنیم چون که معمولیترین و بیشترین آنالیز ساختار آرایه می باشد.

مشخصات آرایه با کنار هم قرار دادن المانهای بصورت افقی تجزیه و تحلیل می شود. در شکل (۱) هشت المان آرایه آنتن نشان داده شده است. برای سادگی فرض شده که آرایه ها خیلی کوچک اند و هیچ کوپلینگی بین آنها وجود ندارد.

شکل .۱ شامل هشت المان افقی پهلو به پهلو

میدان کل برابر مجموع بردار تولید شده میدان برای هر عنصر است که در معادله زیر نشان داده شده است.
M
(۱) AF wme j ( m1)(kd sin )
m1
الگوی میدان کل میتواند بوسیله جداسازی d و یا ارتفاع بین المانها تغییر کند. میدان کل بوسیله ضرب فاکتور آرایه با یک المان تنها دریک نقطه مرجع انتخاب شده بدست می آید که به الگوی چندگانه منابع پیوسته برمی گردد که درمعادله زیر نشان داده شده است.
(۲) ETotal E0 AF
که E0 میدان الکتریکی یک المان تنها در مرجع انتخاب شده است.
حالا اگر ما N المان خطی داشته باشیم فاکتور آرایه بصورت کلی زیر است.[۵]
N
sin 1
۲
(AF )n
(۳)
۱
N
sin
۲

این معادله برای همه المانهای آرایه معتبر و جامع است. فاکتور آرایه نقش مهمی در تعیین میدان دارد لذا فاکتور آرایه برای انواع آرایش های مختلف آرایه متفاوت است. با این بحث مختصر از آرایه آنتن در بخش بعدی ما تعدادی از الگوریتم های DOA را بیان میکنیم.

.۳ الگوریتم های تخمین جهت ورود سیگنال (DOA)

تکنیکهای تخمین DOA آرایه آنتنی وسعت زیادی از تحقیقات را در بر میگیرند و در نوشته های نسبتا زیاد به چشم می خورند. این الگوریتم ها بعنوان تخمین طیف , تخمین زاویه ورود (AOA) و تخمین سمت شناخته می شوند. بعضی از منابع جدید تخمین طیف را بخاطر توانایی انتخاب فرکانس های مختلف از مجموعه سیگنال ترجیح می دهند.

این مفهوم با در برگرفتن مسائل مربوط به عدد موج فرکانس و متعاقبا تخمین زاویه ورود سیگنال گسترش می یابد. تخمین سمت بیشتر برای سونار مورد استفاده است ولی در مسائل اکوستیکی هم مورد استفاده است با این حال بخش مربوط به زاویه ورود یا تخمین جهت بین آنها مشترک است.

بیشترین روشهای تخمین AOA عبارتند از آنالیز زمان ، آنالیز طیف ، پریدوگرام ، روشهای ساختار ویژه ، روشهای پیشگویی خطی ، شکل بیم ، پردازش آرایه ، روش آرایه تطبیقی ، این روشهای تخمین که در نوشته های زیادی در دسترس هستند توانایی ها و محدودیت های مختلفی دارند. در بخش بعدی ما تعدادی از این الگوریتم ها را مورد توجه قرار داده و تغییرات رزولوشن ناشی از آرایه خطی را مقایسه می کنیم. [