پایان نامه برق (مخابرات-سیستم): بررسی و شبیه سازی و مقایسه روش های کالیبراسیون آرایه

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی برق گرایش برق-مخابرات

با عنوان :بررسی و شبیه سازی و مقایسه روش های کالیبراسیون آرایه

پایان نامه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی برق،

مخابرات سیستم

 

 

بررسی و شبیه سازی و مقایسه روش های کالیبراسیون آرایه

 

 

استاد راهنما:

دکترمحمود کریمی

 

مهرماه 1391

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

چکیده

 

بررسی و شبیه سازی و مقایسه روش های کالیبراسیون آرایه

 

به کوشش

پریسا علامه زاده

 

 

دراین پایان نامه به مطالعه و بررسی روشهای کالیبراسیون آرایه و شبیه سازی و مقایسه عملکرد تعدادی از آنها پرداخته می شود. کالیبراسیون آرایه عبارت از تنظیماتی به منظور جبران اثراتی مثل تغییر مکان، تغییر دما، تغییر مشخصات آنتن و…. می باشد. با استفاده از کالیبراسیون آرایه، ما به تصحیح مدل پاسخ آرایه برای خطاهایی که به واسطه چندین نقص به وجود می آید می پردازیم، که این نقصها می تواند شامل، خطای فاز یا گین گیرنده، عدم تعادل بین کانال های I و Q، کوپلینگ متقابل یا عدم اطمینان از مکان المانها باشد. در هنگام بررسی عملکرد الگوریتم های کالیبراسیون آرایه، از جهت یابی با استفاده از الگوریتم میوزیک به منظور مقایسه دقت جهت یابی و قدرت تفکیک پیش از کالیبره کردن آرایه و پس از آن استفاده خواهد شد.

واژگان کلیدی: کالیبراسیون، پردازش آرایه ای، الگوریتم های کالیبراسیون مکانی و گین و فاز

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست مطالب

 

عنوان                                                                                                              صفحه

فصل اول: مقدمه……………………….. 1

1-1– انواع الگوریتم های کالیبراسیون آرایه   3

2-1– فواید کالیبراسیون……………… 7

فصل دوم: بررسی برخی الگوریتم های کالیبراسیون آرایه 10

مقدمه 11

1-2- انواع الگوریتم های جهت یابی مقاوم 11

1-1-2- الگوریتم جهت یابی و عملکرد آزمایشی کالیبراسیون توسط کاوه 12

2-1-2- روش دقیق تخمین DOA براساس تجزیه ویژه توسط Weiss 25

3-1- 2- کالیبراسیون آرایه در حضور خطای گین و فاز وابسته به جهت آنتن 35      

4-1- 2 تخمین DOA 41

5-1- 2- الگوریتم خودکالیبراسیون وتخمین DOA برای آرایه دایره یکنواخت 47  

2-2- عمل کالیبراسیون با استفاده از ماتریس کالیبراسیون 51

1-2- 2- کالیبراسیون گین و فاز 52

1-1-2-2- کالیبراسیون گین وفازتوسط تجزیه ویژه وعناصرماتریس هم بستگی .52

2-1-2-2- روش سریع کالیبراسیون برای خطای گین وفازاز آرایه های LES .58

3-1-2-2-الگوریتم کالیبراسیون برای خطای گین وفاز براساس یک قید غیرخطی .62

4-1-2-2- یک الگوریتم بازگشتی .66

2-2- 2- کالیبراسیون گین و فاز و تزویج متقابل .71

1-2-2- 2- کالیبراسیون آرایه درحضور ضرایب تزویج متقابل وگین وفاز نامعلوم 71

2-2-2-2-تخمین ضرایب تزویج متقابل باوجودقیدوشرط برای کالیبراسیون آرایه .76

3-2-2-2- الگوریتم کالیبراسیون آرایه با وجود خطای گین و فاز .82

3-2- 2- کالیبراسیون مکانی .91

1-3-2-2- کالیبراسیون با استفاده از حداقل کردن نرم بردار خطا .91

4-2- 2- کالیبراسیون عمومی(گین و فاز و مکان) .96

1-4-2-2- روش تجزیه ویژه برای پردازش آرایه وکالیبراسیون باتغییرات گین وفاز . 96

2-4-2-2- کالیبراسیون آرایه در حضور خطای گین و فاز و تزویج متقابل . 106

3-4-2-2- یک روش عمومی برای کالیبراسیون مکانی و گین و فاز آرایه . 115

3-2- روش های مقاوم شکل دهی آرایه .124

1-3-2- کالیبراسیون گین وفازبرای شکل دهی پرتوبه صورت وفقی وجهت یابی .125

2-3-2- شکل دهی پرتوبه فرم وفقی توسط بردارکالیبراسیون باگین وفازنامعلوم .131

3-3-2- الگوریتم خود کالیبراسیون .135

نتیجه گیری .143

فصل سوم: کالیبراسیون مکان وگین وفاز توسط حداقل کردن نرم بردار خطا………………………………….. 144

مقدمه .145

1-3- الگوریتم های کالیبراسیون خارجی .149

1-1-3- روش حداقل مربعات .154

2-1-3- روش beamsum .157

2-3- الگوریتم های خود کالیبراسیون .161

3-3- الگوریتم کالیبراسیون گین و فاز . 164

شبیه سازی .165

فصل چهارم: یک روش عمومی برای کالیبراسیون مکانی و گین و فاز آرایه………………………………… 169

مقدمه .170

1-4- مدل ریاضیاتی . 170

2-4- کالیبراسیون عمومی .175

نتیجه گیری .181

فصل پنجم: کالیبراسیون گین و فاز آرایه 182

مقدمه .183

1-5- روش های کالیبراسیون آرایه .184

1-1-5- الگوریتم اول کالیبراسیون گین و فاز با استفاده از تجزیه ویژه .187

2-1-5- الگوریتم دوم کالیبراسیون گین وفاز توسط عناصر ماتریس همبستگی .189

نتیجه گیری .192

فصل ششم: مطالعه و مقایسه چند روش کالیبراسیون با یکدیگر…………………………….. 193

مقدمه .194

1-6- الگوریتم کالیبراسیون مکان .194

1-1-6- الگوریتم اول روش حداقل مربعات .195

2-1-6- الگوریتم دوم روش beamsum .200

2-6- الگوریتم کالیبراسیون گین و فاز با معیار حداقل مربعات .207

3-6- کالیبراسیون گین و فاز توسط تجزیه ویژه و عناصر ماتریس همبستگی .212

4-6- الگوریتم کالیبراسیون عمومی .219

5-6- بررسی عملکردالگوریتمهای کالیبراسیون باالگوریتم MUSICبامعیاردقت .223

1-5-6- کالیبراسیون گین وفازتوسط تجزیه ویژه وعناصرماتریس همبستگی .224

2-5-6- الگوریتم کالیبراسیون عمومی 1.23

3-5-6- الگوریتم های کالیبراسیون مکان بامعیارحداقل مربعات و beamsum .234

4-5-6- الگوریتم کالیبراسیون گین و فاز با معیار حداقل مربعات .241

6-6-بررسی عملکردالگوریتمهای کالیبراسیون با MUSIC با معیار Resolution .244

1-6-6- کالیبراسیون گین وفازتوسط تجزیه ویژه وعناصرماتریس همبستگی .245

2-6-6- الگوریتم کالیبراسیون عمومی .252

3-6-6- الگوریتم های کالیبراسیون مکان بامعیارحداقل مربعات و beamsum .255

4-6-6- الگوریتم کالیبراسیون گین و فاز با معیار حداقل مربعات .261

نتیجه گیری .264

فصل هفتم: نتیجه گیری و پیشنهادات……….. 266  

نتیجه گیری .267

پیشنهادات .269

مراجع .270

 

 

 

 

 

 

 

فهرست جداول

 

 

عنوان                                                                                                               صفحه

 

جدول شماره یک . مقدار قله در حالت کالیبره شده وکالیبره نشده پس ازده بار اجرای برنامه در الگوریتم اول گین و فاز( با استفاده از تجزیه ویژه) ومقدار میانگین قله ومقدارجذرمیانگین مربع خطا با معیار دقت .229

جدول شماره دو . مقدار قله در حالت کالیبره شده و کالیبره نشده پس ازده باراجرای برنامه     در الگوریتم دوم گین و فاز ( با استفاده از ماتریس هم بستگی) ومقدار میانگین قله و مقدار     انحراف معیار با معیار دقت .230

جدول شماره سه . مقدارقله در حالت کالیبره شده و کالیبره نشده پس ازده بار اجرای برنامه در الگوریتم کالیبراسیون عمومی و مقدار میانگین قله ومقدار انحراف معیار بامعیار دقت .233

جدول شماره چهار . مقدارقله درحالت کالیبره شده وکالیبره نشده پس ازده باراجرای برنامه   در الگوریتم کالیبراسیون مکان حداقل مربعات و مقدار میانگین قله و مقدار انحراف معیار با   معیار دقت .239

جدول شماره پنج . مقدارقله درحالت کالیبره شده و کالیبره نشده پس ازده باراجرای برنامه       در الگوریتم کالیبراسیون مکان beamsum و مقدار میانگین قله و مقدار انحراف معیار با   معیار دقت .240

جدول شماره شش . مقدارقله درحالت کالیبره شده وکالیبره نشده پس ازده باراجرای برنامه   در الگوریتم کالیبراسیون گین و فاز حداقل مربعات ومقدار میانگین قله ومقدارانحراف معیار     با معیار دقت .243

جدول شماره هفت . مقدار قله ها در حالت کالیبره شده و کالیبره نشده پس از ده باراجرای برنامه در الگوریتم اول گین و فاز( با استفاده از تجزیه ویژه) و مقدار میانگین قله هاو مقادیر انحراف معیار با معیار قدرت تفکیک .250

جدول شماره هشت . مقدار قله ها درحالت کالیبره شده وکالیبره نشده پس از ده بار اجرای برنامه در الگوریتم دوم گین وفاز( با استفاده از ماتریس هم بستگی) ومقدار میانگین قله هاو مقادیر انحراف معیار با معیار قدرت تفکیک .251

جدول شماره نه . مقدارقله هادرحالت کالیبره شده وکالیبره نشده پس ازده باراجرای برنامه   در الگوریتم کالیبراسیون عمومی و مقدار میانگین قله ها ومقادیرانحراف معیار بامعیارقدرت     تفکیک .254

جدول شماره ده . مقدار قله ها در حالت کالیبره شده و کالیبره نشده پس از ده بار اجرای     برنامه درالگوریتم کالیبراسیون مکان حداقل مربعات ومقدار میانگین قله ها ومقادیرانحراف       معیار با معیار قدرت تفکیک .257

جدول شماره یازده . مقدار قله ها درحالت کالیبره شده و کالیبره نشده پس ازده بار اجرای   برنامه درالگوریتم کالیبراسیون مکان beamsum ومقدار میانگین قله ها و مقادیر انحراف     معیار با معیار قدرت تفکیک .260

جدول شماره دوازده . مقدارقله ها درحالت کالیبره شده وکالیبره نشده پس از ده بار اجرای   برنامه درالگوریتم کالیبراسیون گین وفازحداقل مربعات ومقدارمیانگین قله هاومقادیرانحراف     معیار با معیار قدرت تفکیک .263

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست شکل ها

 

 

عنوان                                                                                                              صفحه

شکل (1-2) . نمودارگین برحسب زاویه افقی بامقادیرمختلف ازپهنی زاویه(برای و ) .69

شکل (1-3) . سناریویی از یک آرایه هوایی .148

شکل (1-6) . نمودار خطای میان بردار هدایت فرضی وواقعی Jخطوط تو پرو میان بردار هدایت تخمینی وواقعی J2 (.-)درالگوریتم مکان حداقل مربعات برحسبSNR(dB) .198

شکل (2-6) . نمودار خطای میان بردار هدایت فرضی و واقعی J خطوط تو پر و میان بردار هدایت تخمینی و واقعی J2 (.-) در الگوریتم مکان حداقل مربعات بر حسب تعداد نمونه هاdB30=SNR . 199

شکل (3-6) . نمودار خطای میان بردار هدایت فرضی و واقعی J خطوط تو پر و میان بردار هدایت تخمینی و واقعی J2 (.-) درالگوریتم مکان حداقل مربعات بر حسب تعداد نمونه هاdB20=SNR . 199

شکل (4-6) . نمودار خطای میان بردار هدایت فرضی و واقعی J خطوط تو پر و میان بردار هدایت تخمینی و واقعی J2 رنگ خط چین (–) در الگوریتم مکان beamsum بر حسب SNR(Bd) . 201

شکل (5-6) . نمودار خطای میان بردار هدایت تخمینی و واقعی J2 خطوط تو پر در الگوریتم مکان beamsum خط چین (–) و حداقل مربعات(.-) بر حسب SNR(Bd) . 201

شکل (6-6) . نمودار خطای میان بردار هدایت فرضی و واقعی J خطوط تو پر و میان بردار هدایت تخمینی و واقعی J2 در الگوریتم مکان beamsum خط چین(–)و حداقل مربعات(.-) بر حسب SNR(dB) . 202

شکل (7-6) . نمودار خطای میان بردار هدایت فرضی و واقعی J خطوط تو پر و میان بردار هدایت تخمینی و واقعی J2 در الگوریتم مکان beamsum خط چین(–) بر حسب تعداد نمونه ها dB30=SNR . 202

شکل (8-6) . نمودار خطای میان بردار هدایت فرضی و واقعی Jخطوط تو پر و میان بردار هدایت تخمینی و واقعی J2 در الگوریتم مکان beamsum خط چین(–) بر حسب تعداد نمونه ها dB20=SNR . 203

شکل (9-6) . نمودار خطای میان بردار هدایت فرضی و واقعی J خطوط تو پر و میان بردار هدایت تخمینی و واقعی J2 در الگوریتم مکان beamsum خط چین (–) و حداقل مربعات(.-) بر حسب تعداد نمونه ها dB30=SNR . 203

شکل (10-6) . نمودار خطای میان بردار هدایت تخمینی و واقعی J2 در الگوریتم مکان beamsum خط چین(–)وحداقل مربعات(.-)برحسب تعداد نمونه ها dB30=SNR . 204

شکل (11-6) . نمودار خطای میان بردار هدایت فرضی و واقعی J خطوط تو پر و میان بردار هدایت تخمینی وواقعی J2 درالگوریتم مکان حداقل مربعات(.- )برحسب SNR (Bd) . 205

شکل (12-6). نمودار خطای میان بردار هدایت فرضی و واقعی J خطوط تو پر و میان بردار هدایت تخمینی و واقعی J2 در الگوریتم مکان حداقل مربعات (.- ) و beamsum خط چین(- – ) بر حسب SNR(Bd) . 205

شکل (13-6) . نمودار خطای میان بردار هدایت فرضی و واقعی J خطوط تو پر و میان خطای بردار هدایت تخمینی و واقعی J2 در الگوریتم مکان beamsum خط چین(- -) بر حسب SNR(Bd) . 206

شکل (14-6) . نمودار خطای میان بردار هدایت تخمینی و واقعی J2 در الگوریتم مکان حداقل مربعات(.-) و beamsum خط چین(- -) بر حسب SNR(Bd) . 206

شکل (15-6) . نمودار خطای میان بردار گین تخمینی و واقعی11 Jخط چین (- -) در الگوریتم گین و فاز حداقل مربعات و میان بردار گین فرضی و واقعی1 J خطوط تو پر بر حسب SNR(Bd) . 209

شکل (16-6) . نمودار خطای میان بردار فاز تخمینی و واقعی11JJ خط چین(- -) در الگوریتم گین و فاز حداقل مربعات و میان بردار فاز فرضی و واقعی1 JJ خطوط تو پر بر حسب SNR(Bd) . 209

شکل (17-6) . نمودار خطای میان بردار گین تخمینی و واقعی11 Jخط چین(- -) در الگوریتم گین و فاز حداقل مربعات و میان بردار گین فرضی و واقعی1 J خطوط تو پر بر حسب تعداد نمونه ها . 211

شکل (18-6) . نمودار خطای میان بردار فاز تخمینی و واقعی11 JJخط چین (- -) در الگوریتم گین و فاز حداقل مربعات و میان بردار فاز فرضی و واقعی1 JJ خطوط تو پر بر حسب تعداد نمونه ها . 211

شکل (19-6) . نمودار خطای میان بردار گین تخمینی و واقعی11 J در الگوریتم گین و فاز اول (کالیبراسیون با استفاده از تجزیه ویژه) (- .)و الگوریتم دوم(کالیبراسیون با استفاده از المان های ماتریس هم بستگی) (.- .) بر حسب SNR(Bd) . 213

شکل (20-6) . نمودار خطای میان بردار گین تخمینی و واقعی11 J در الگوریتم گین و فاز اول (کالیبراسیون با استفاده از تجزیه ویژه) (- .)و الگوریتم دوم(کالیبراسیون با استفاده از المان های ماتریس هم بستگی) (.- .) ومیان بردار گین فرضی و واقعی1J خطوط تو پر بر حسب SNR(Bd) . 214

شکل (21-6). نمودار خطای میان بردار فاز تخمینی و واقعی11J J در الگوریتم گین و فاز اول (کالیبراسیون با استفاده از تجزیه ویژه) (. – .)والگوریتم دوم(کالیبراسیون با استفاده از المان های ماتریس هم بستگی) (- .)و میان بردار فاز فرضی و واقعی1J J خطوط تو پر بر حسب SNR(Bd) . 214

شکل (22-6) . نمودار خطای میان بردار فاز تخمینی و واقعی11J J در الگوریتم گین و فاز اول (کالیبراسیون با استفاده از تجزیه ویژه) (. – .)والگوریتم دوم(کالیبراسیون با استفاده از المان های ماتریس هم بستگی) (- .) بر حسب SNR(Bd) . 215

شکل (23-6) . نمودار خطای میان بردار گین تخمینی و واقعی11J در الگوریتم گین و فاز اول (کالیبراسیون با استفاده از تجزیه ویژه) (- .)والگوریتم دوم (کالیبراسیون با استفاده از المان های ماتریس هم بستگی) خط چین (- -) و میان بردار گین فرضی و واقعی 1J خطوط تو پر بر حسب تعداد نمونه ها . 217

شکل (24-6) . نمودار خطای میان بردار گین تخمینی و واقعی11J در الگوریتم گین و فاز اول (کالیبراسیون با استفاده از تجزیه ویژه) (- .)والگوریتم دوم (کالیبراسیون با استفاده از المان های ماتریس هم بستگی) خط چین (- -) بر حسب تعداد نمونه ها . 217

شکل (25-6) . نمودار خطای میان بردار فاز تخمینی و واقعی11JJ در الگوریتم گین و فاز اول (کالیبراسیون با استفاده از تجزیه ویژه) (- .)والگوریتم دوم(کالیبراسیون با استفاده از المان های ماتریس هم بستگی) خط چین(- -) و میان بردار فاز فرضی و واقعی 1JJ خطوط توپر بر حسب تعداد نمونه ها . 218

شکل (26-6) . نمودار خطای میان بردار فاز تخمینی و واقعی11JJ در الگوریتم گین و فاز اول (کالیبراسیون با استفاده از تجزیه ویژه) (- .)والگوریتم دوم(کالیبراسیون با استفاده از المان های ماتریس هم بستگی) خط چین(- -) بر حسب تعداد نمونه ها . 218

شکل (27-6) . نمودار خطای میان بردارگین تخمینی و واقعی11J (- -) و میان بردارگین فرضی و واقعی1J در الگوریتم کالیبراسیون عمومی خطوط توپر بر حسب SNR(Bd) . 220

شکل (28-6) . نمودار خطای میان بردار فاز تخمینی و واقعی11JJ (- -) و میان بردار فاز فرضی و واقعی1JJ درالگوریتم کالیبراسیون عمومی خطوط توپر بر حسب SNR(Bd) . 221

شکل (29-6) . نمودار خطای میان بردارگین تخمینی و واقعی11J (- -) و میان بردارگین فرضی و واقعی1J درالگوریتم کالیبراسیون عمومی خطوط توپر بر حسب تعدادنمونه ها . 222

شکل (30-6) . نمودار خطای میان بردار فاز تخمینی و واقعی11JJ (- -) و میان بردار فاز فرضی وواقعی1JJ درالگوریتم کالیبراسیون عمومی خطوط توپر برحسب تعداد نمونه ها . 222

شکل (31-6) . نمودار طیف MUSIC در حالت کالیبره نشده(خطوط تو پر)و طیف MUSIC در حالت کالیبره شده در الگوریتم گین و فاز اول (کالیبراسیون با استفاده از تجزیه ویژه) (خط چین–) بر حسب زاویه . 225

شکل (32-6) . نمودار طیف MUSIC در حالت کالیبره نشده(خطوط تو پر)و طیف MUSIC در حالت کالیبره شده در الگوریتم گین و فاز اول (کالیبراسیون با استفاده از تجزیه ویژه) (خط چین–) بر حسب زاویه در حالت بزرگ شده . 225

شکل (33-6) . نمودار طیف MUSIC در حالت کالیبره نشده (خطوط تو پر)و طیف MUSIC در حالت کالیبره شده در الگوریتم گین و فاز دوم (کالیبراسیون با استفاده از المان های ماتریس هم بستگی)(خط چین–) بر حسب زاویه . 226

شکل (34-6) . نمودار طیف MUSIC در حالت کالیبره نشده (خطوط تو پر)و طیف MUSIC در حالت کالیبره شده در الگوریتم گین و فاز دوم (کالیبراسیون با استفاده از المان های ماتریس هم بستگی)(خط چین–) بر حسب زاویه . 227

شکل (35-6) . نمودار طیف MUSIC در حالت کالیبره نشده (خطوط تو پر)و طیف MUSIC در حالت کالیبره شده در الگوریتم گین و فاز دوم (کالیبراسیون با استفاده از المان های ماتریس هم بستگی)(خط چین –) بر حسب زاویه در حالت بزرگ شده . 228

شکل (36-6) . نمودار طیف MUSIC در حالت کالیبره نشده (خطوط تو پر)و طیف MUSIC در حالت کالیبره شده در الگوریتم گین و فاز اول (کالیبراسیون با استفاده از تجزیه ویژه)و دوم(کالیبراسیون با استفاده از المان های ماتریس هم بستگی) (خط چین– و. -) بر حسب زاویه . 228

شکل (37-6) . نمودار طیف MUSIC در حالت کالیبره نشده (خطوط تو پر)و طیف MUSIC در حالت کالیبره شده در الگوریتم گین و فاز اول (کالیبراسیون با استفاده از تجزیه ویژه)و دوم(کالیبراسیون با استفاده از المان های ماتریس هم بستگی) (خط چین– و .-) بر حسب زاویه درحالت بزرگ شده . 232

شکل (38-6) . نمودار طیف MUSIC در حالت کالیبره نشده (خطوط تو پر)و طیف MUSIC در حالت کالیبره شده در الگوریتم کالیبراسیون عمومی (خط چین–) بر حسب زاویه . 232

شکل (39-6) . نمودار طیف MUSIC در حالت کالیبره نشده (خطوط تو پر)و طیف MUSIC در حالت کالیبره شده در الگوریتم کالیبراسیون عمومی (خط چین–) بر حسب زاویه در حالت بزرگ شده . 235

شکل (40-6) . نمودار طیف MUSIC در حالت کالیبره نشده (خط چین–)و طیف MUSIC در حالت کالیبره شده در الگوریتم مکانی حداقل مربعات (.-) بر حسب زاویه در حالت بزرگ شده . 235

شکل (41-6) . نمودار طیف MUSIC در حالت کالیبره نشده (خط چین–)و طیف MUSIC در حالت کالیبره شده در الگوریتم مکانی beamsum (.-) بر حسب زاویه . 236

شکل (42-6) . نمودار طیف MUSIC در حالت کالیبره نشده (خط چین–)و طیف MUSIC در حالت کالیبره شده در الگوریتم مکانی beamsum (.-) بر حسب زاویه در حالت بزرگ شده . 237

شکل (43-6). نمودار طیف MUSIC در حالت کالیبره نشده (خط چین–)و طیف MUSIC در حالت کالیبره شده در الگوریتم مکانی حداقل مربعات(خطوط تو پر) و در الگوریتم مکانی beamsum(.-) بر حسب زاویه . 238

شکل (44-6) . نمودار طیف MUSIC در حالت کالیبره نشده (خط چین–)و طیف MUSIC در حالت کالیبره شده در الگوریتم مکانی حداقل مربعات(خطوط تو پر) و در الگوریتم مکانی beamsum(.-) بر حسب زاویه درحالت بزرگ شده . 238

شکل (45-6) . نمودار طیف MUSIC در حالت کالیبره نشده (.-)و طیف MUSIC در حالت کالیبره شده در الگوریتم گین و فاز حداقل مربعات (خطوط تو پر) بر حسب زاویه . 242

شکل (46-6) . نمودار طیف MUSIC در حالت کالیبره نشده (.-)و طیف MUSIC در حالت کالیبره شده در الگوریتم گین و فاز حداقل مربعات (خطوط تو پر) بر حسب زاویه درحالت بزرگ شده . 242

شکل (47-6) . نمودار طیف MUSIC در حالت کالیبره نشده(خطوط تو پر)و طیف MUSIC در حالت کالیبره شده در الگوریتم گین و فاز اول (کالیبراسیون با استفاده از تجزیه ویژه) (خط چین–) بر حسب زاویه . 246

شکل (48-6) . نمودار طیف MUSIC در حالت کالیبره نشده(خطوط تو پر)و طیف MUSIC در حالت کالیبره شده در الگوریتم گین و فاز اول (کالیبراسیون با استفاده از تجزیه ویژه) (خط چین–) بر حسب زاویه در حالت بزرگ شده . 246

شکل (49-6) . نمودار طیف MUSIC در حالت کالیبره نشده (خطوط تو پر)و طیف MUSIC در حالت کالیبره شده در الگوریتم گین و فاز دوم (کالیبراسیون با استفاده از المان های ماتریس هم بستگی)(خط چین–) بر حسب زاویه . 247

شکل (50-6) . نمودار طیف MUSIC در حالت کالیبره نشده (خطوط تو پر)و طیف MUSIC در حالت کالیبره شده در الگوریتم گین و فاز دوم (کالیبراسیون با استفاده از المان های ماتریس هم بستگی)(خط چین–) بر حسب زاویه در حالت بزرگ شده . 248

شکل (51-6) . نمودار طیف MUSIC در حالت کالیبره نشده (خطوط تو پر)و طیف MUSIC در حالت کالیبره شده در الگوریتم گین و فاز اول (کالیبراسیون با استفاده از تجزیه ویژه)و دوم(کالیبراسیون با استفاده از المان های ماتریس هم بستگی) (خط چین – و .-) بر حسب زاویه . 249

شکل (52-6) . ننمودار طیف MUSIC در حالت کالیبره نشده (خطوط تو پر)و طیف MUSIC در حالت کالیبره شده در الگوریتم گین و فاز اول (کالیبراسیون با استفاده از تجزیه ویژه)و دوم(کالیبراسیون با استفاده از المان های ماتریس هم بستگی) (خط چین– و .-) بر حسب زاویه در حالت بزرگ شده . 249

شکل (53-6) . نمودارطیف MUSIC درحالت کالیبره نشده (خطوط توپر)وطیف MUSIC درحالت کالیبره شده درالگوریتم کالیبراسیون عمومی(خط چین)برحسب زاویه . 253

شکل (54-6) . نمودار طیف MUSIC در حالت کالیبره نشده (خطوط توپر)و طیف MUSIC در حالت کالیبره شده در الگوریتم کالیبراسیون عمومی (خط چین) بر حسب زاویه در حالت بزرگ شده . 253

شکل (55-6) . نمودار طیف MUSIC در حالت کالیبره نشده (خطوط توپر)و طیف MUSIC در حالت کالیبره شده در الگوریتم مکانی حداقل مربعات (خط چین) بر حسب زاویه . 256

شکل (56-6) . نمودار طیف MUSIC در حالت کالیبره نشده (خطوط توپر)و طیف MUSIC در حالت کالیبره شده در الگوریتم مکانی حداقل مربعات (خط چین) بر حسب زاویه در حالت بزرگ شده .256

شکل (57-6) . نمودارطیف MUSIC درحالت کالیبره نشده (خطوط توپر)وطیف MUSIC درحالت کالیبره شده درالگوریتم مکانی beamsum (خط چین)برحسب زاویه 259

شکل (58-6) . نمودار طیف MUSIC در حالت کالیبره نشده (خطوط توپر) و طیفMUSIC در حالت کالیبره شده در الگوریتم مکانی beamsum (خط چین) بر حسب زاویه در حالت بزرگ شده . 259

شکل (59-6) . نمودار طیف MUSIC در حالت کالیبره نشده (خطوط توپر)وطیف MUSIC در حالت کالیبره شده در الگوریتم گین و فاز حداقل مربعات (خط چین) بر حسب زاویه . 262

شکل (60-6) . نمودارطیف MUSIC درحالت کالیبره نشده (خطوط توپر)وطیفMUSIC در حالت کالیبره شده در الگوریتم گین و فاز حداقل مربعات (خط چین) بر حسب زاویه درحالت بزرگ شده . 262

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فصل 1

مقدمه

 

 

 

 

 

 

 

 

 

کالیبراسیون آرایه عبارت است از به روز رسانی و جبران خطای پارامترهای آنتن که در پروسه ساخت و یا در اثر عوامل دیگر ممکن است به وجود بیایند که باعث تغییر پاسخ آرایه نسبت به پاسخ آرایه ایده آل می گردد. نمونه هایی از این روشها را در منابعی مانند [34-1] می توان دید. در یک آرایه عوامل متعددی اختلاف ذکر شده را به وجود می آورد که از آن جمله عبارتند از]4[:

1-کوپلینگ متقابل میان عناصر آرایه

2-خطا در مکان المانها یا معلوم نبودن جهت آنتن

3-عدم تعادل بین گین و فاز کانال های I و Q آنتن

4-خطای فاز یا گین گیرنده

5-اجزای غیر خطی

6-درست نبودن فرض far field

7-نشتی داخلی در سیستم

8-کوانتیزه کردن در شیفت دهنده های فازی یا در تضیف کننده ها یا در ADCها

معمولا عامل اصلی خطای کالیبراسیون مورد شماره (2) و سپس مورد شماره (1) و درنهایت کمی هم موارد شماره (3) و (4) می باشند و بقیه عوامل اثر کمی در مقدار خطا دارند.

این بدین معناست که کالیبراسیون عبارت است از تخمین مجهولات با استفاده از پارامترهای معلوم و رساندن خطای ناشی از مقدار تخمین زده شده و مقدار واقعی به حداقل، به طوری که اختلاف نًرم پارامتر مجهول و پارامتر تخمین زده شده ، یعنی ، به صفر یا به حداقل برسد. حال که کالیبراسیون آرایه مد نظرمان می باشد باید پارامترهای مجهول آرایه که خطا را به وجود می آورند را بررسی کنیم. خطای عمده کالیبراسیون ناشی از سه عامل گین و فاز و مکان و تزویج متقابل می باشند. این بدین معناست که می تواند گین و فاز یا مکان یا تزویج متقابل باشد. اگر در آرایه ای هر سه خطا موجود باشند باید هر سه را بررسی کنیم در غیر این صورت اگر مثلا خطای مکان نداشته باشیم و تنها خطای تزویج متقابل داشته باشیم المان های قطری ماتریس کالیبراسیون خطای گین و فاز هر المان را نشان می دهند و المان های غیر قطری آن ضرایب تزویج متقابل بین المان ها را نشان می دهند.

برای تصحیح کردن مقدار پارامتر مجهول از اطلاعاتی که از داده های اندازه گیری شده به دست می آوریم استفاده می کنیم. به عنوان مثال کالیبراسیون مکان المانها ممکن است با تکرار متوالی مراحل زیر صورت گیرد:

1-یک هدف با مکان نا معلوم حضور دارد و مکان المانها را معلوم فرض می کنیم و با استفاده از مکان مفروض المانها جهت این هدف را با روش های جهت یابی به دست می آوریم.

2-جهت هدف را معلوم فرض می کنیم و مکان المانها را به دست می آوریم.

برای مثال اگر در آزمایشگاه جهت هدف معلوم باشد گام اول را انجام نمی دهیم و تنها گام دوم را انجام می دهیم و ماتریس کالیبراسیون را به دست می آوریم.

1-1- انواع الگوریتم های کالیبراسیون آرایه

در این پایان نامه الگوریتم های مختلف مبتنی بر تخمین مقاوم DOA و انواع کالیبراسیون مکان و گین و فاز و تزویج متقابل و مقایسه آنها با یکدیگر را بررسی می گردد. این الگوریتم ها براساس معیارهای مختلفی عمل می کنند مثلا بعضی از آنها براساس روش تجزیه ویژه عمل می کنند که بار محاسباتی پیچیده ای دارند و بعضی دیگر از این الگوریتم ها به شیوه بازگشتی عمل می کنند و برخی دیگر براساس حداقل مربعات[1] نرم خطای بین مقادیر فرضی و واقعی عمل می کنند. در ابتدا به بررسی انواع الگوریتم های مقاوم جهت یابی و تخمین DOA و سپس به کالیبره کردن و تخمین گین و فاز و تزویج متقابل و مکان المان ها می پردازیم. بعضی از این روش ها تنها برای آرایه های خطی یکنواخت می باشند و در حالی که برخی دیگر ازاین روش ها هر آرایه ای با هر شکل دلخواهی را کالیبره می کنند.

در فصل دوم از این پایان نامه نامه الگوریتم های مختلف مبتنی بر تخمین مقاوم DOA  و انواع کالیبراسیون مکان و گین و فاز و تزویج متقابل و مقایسه آنها با یکدیگر را بررسی می کنیم که کلیه الگوریتم های این بخش را به سه دسته تقسیم می کنیم دسته اول شامل الگوریتم های مقاوم جهت یابی و تخمین مقاوم DOA می باشند. این دسته از الگوریتم ها تخمین DOA را نسبت به تغییر پارامترهای مختلف از جمله مکان و گین و فاز و تزویج متقابل مقاوم می کنند و پس از آن به کالیبره کردن و تخمین گین و فاز و تزویج متقابل و مکان المان ها می پردازیم. این عمل باعث می شود تا تخمین مقاومتری از DOA به دست بیاوریم.

دسته دوم شامل الگوریتم هایی هستند که عمل کالیبراسیون با استفاده از ماتریس کالیبراسیون انجام می دهند که این دسته خود شامل سه دسته می باشند الگوریتم های کالیبراسیون مکان و گین و فاز و تزویج متقابل را در بر می گیرند. این دسته عمل کالیبراسیون را به صورت ماتریس جبران(اصلاح) انجام می دهند. بدین معنا که اگر ماتریس کالیبراسیون را در خروجی ضرب می کنیم خروجی تصحیح شده به دست بیاید. دسته آخر روش های مقاوم شکل دهی آرایه را شامل می شوند. این دسته از الگوریتم ها پس از اینکه DOA را تخمین زدند از آن برای شکل دهی پرتو استفاده می کنند و تخمین DOA را نسبت به پارامترها ی کالیبراسیون(مانند گین و فاز و تزویج متقابل و مکان)مقاوم می کنند و سپس از آنها برای تشکیل پرتو استفاده می کنند. در فصل سوم الگوریتم های کالیبراسیون مکانی و گین و فاز و در فصل چهارم یک روش عمومی برای کالیبراسیون و در فصل پنجم کالیبراسیون گین و فاز و در فصل ششم شبیه سازی و مقایسه این الگوریتم ها و در فصل هفتم نتیجه گیری و پیشنهادات را می بینیم.

[1] Least– esquar fitting

***ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود است***

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

 با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود است

تعداد صفحه :336

قیمت : چهارده هزار تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود به شما نشان داده می شود

و به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :       09309714541 (فقط پیامک)       serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

—  — —

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید