Luận án Nghiên cứu nâng cao chất lượng hiệu chuẩn nội thời gian thực kênh thu trong các hệ thống vô tuyến sử dụng ăng ten mảng pha số

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG HIỆU CHUẨN NỘI THỜI GIAN THỰC KÊNH THU TRONG CÁC HỆ THỐNG VÔ TUYẾN SỬ DỤNG ĂNG TEN MẢNG PHA SỐ

Ngành:

Kỹ thuật điện tử

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án "Nghiên cứu nâng cao chất lượng hiệu chuẩn nội thời gian thực kênh thu trong các hệ thống vô tuyến sử dụng ăng ten mảng pha số" tập trung giải quyết bài toán hiệu chuẩn thời gian thực (TGT) cho các hệ thống ăng ten mảng pha số (AMPS). Các hệ thống AMPS ngày càng phát triển, nâng cao khả năng thực hiện đồng thời nhiều nhiệm vụ cho các hệ thống vô tuyến điện tử (VTĐT). Tuy nhiên, chất lượng giản đồ hướng (GĐH) của AMPS phụ thuộc chặt chẽ vào độ chính xác của mối quan hệ tham số pha và biên độ tín hiệu từ các mô-đun thu phát (MĐTP). Do số lượng lớn và mật độ tích hợp cao của MĐTP, các tham số này thường thay đổi trong quá trình vận hành, gây suy giảm chất lượng hệ thống. Vì vậy, cần một phương pháp hiệu chuẩn TGT chính xác, kịp thời, tự động, không gây gián đoạn để duy trì hiệu suất.

Mặc dù hiệu chuẩn kênh phát đã tương đối hoàn thiện, hiệu chuẩn kênh thu vẫn còn nhiều thách thức, và độ chính xác của nó ảnh hưởng lớn đến chất lượng thông tin đầu ra. Trong bối cảnh Việt Nam, việc ứng dụng AMPS còn ở giai đoạn đầu, thiếu kinh nghiệm và sản phẩm nổi bật, đặc biệt là các hệ hiệu chuẩn TGT tích hợp. Đề tài này có tính thời sự cao, đặt mục tiêu nghiên cứu và đề xuất giải pháp hiệu chuẩn mới với cách thức thực hiện đơn giản, dễ tiếp cận, độ chính xác cao, chi phí hợp lý, phù hợp với điều kiện kỹ thuật trong nước, góp phần ứng dụng kỹ thuật hiệu chuẩn TGT cho các hệ thống AMPS đang được nghiên cứu, thử nghiệm.

Luận án có hai đóng góp chính: (1) Đề xuất một dạng tín hiệu hiệu chuẩn (THHC) mới cho kênh thu của hệ thống AMPS. THHC này là tập tín hiệu giả trực giao, đa điều chế (BPSK và OOK), có cùng tần số với tín hiệu thu và công suất đỉnh tương đương công suất nội tạp. Cấu trúc tín hiệu này cho phép đo tham số pha và biên độ kênh thu với độ chính xác cao trong thời gian thực, ít ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu thu và giảm yêu cầu phức tạp trong thiết kế hệ thống. (2) Tổng hợp các thuật toán và chu trình hiệu chuẩn dựa trên THHC đã đề xuất. Các thuật toán và chu trình này đã được thử nghiệm thực tế trên hệ thống AMPS 4 kênh thu băng L, chứng minh hiệu quả và khả năng ứng dụng cao vào thực tiễn, đáp ứng yêu cầu hiệu chuẩn cho một lớp các hệ thống AMPS nhất định. Các kết quả nghiên cứu lý thuyết đã được kiểm nghiệm trên mô hình thực tế, khẳng định tính đúng đắn và làm cơ sở cho việc ứng dụng trong tương lai. Luận án cũng đề xuất hướng phát triển tiếp theo bao gồm tăng số lượng MĐTP, mở rộng dải tần, tối ưu hóa thuật toán và nghiên cứu hiệu chuẩn cho các hệ thống ra đa mảng pha đã biên chế.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU

  • 1. Động lực của nghiên cứu
  • 2. Những đóng góp mới của luận án
  • 3. Bố cục của luận án

• Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG AMPS VÀ BÀI TOÁN HIỆU CHUẨN

  • 1.1. Tổng quan về hệ thống AMPS
    • 1.1.1. Những vấn đề chung
    • 1.1.2. Phương pháp hình thành GĐH thu số
  • 1.2. Những nguồn gây sai số và phương pháp hiệu chuẩn cơ bản
    • 1.2.1. Tổng hợp những nguồn gây sai số trong hiệu chuẩn
    • 1.2.2. Ảnh hưởng của sai số đến sự hình thành GĐH
    • 1.2.3. Các phương pháp hiệu chuẩn cơ bản
  • 1.3. Hiệu chuẩn TGT trong các hệ thống AMPS
    • 1.3.1. Đặc điểm hiệu chuẩn trong các hệ thống AMPS
    • 1.3.2. Hiệu chuẩn TGT trong các hệ thống AMPS
      • 1.3.2.1. Những yêu cầu về hiệu chuẩn thời gian thực
      • 1.3.2.2. Những nghiên cứu đã được công bố
  • 1.4. Đề xuất giải pháp hiệu chuẩn thời gian thực
  • 1.5. Kết luận chương

• Chương 2: HIỆU CHUẨN NỘI THỜI GIAN THỰC KÊNH THU HỆ THỐNG AMPS BẰNG TÍN HIỆU HIỆU CHUẨN ĐA ĐIỀU CHẾ

  • 2.1. Sơ đồ cấu trúc hệ thống AMPS tích hợp hệ con hiệu chuẩn
  • 2.2. Giải pháp sử dụng THHC đa điều chế trong mỗi kênh thu
  • 2.3. Ước lượng sai số hiệu chuẩn và phân tích ảnh hưởng của THHC đến tín hiệu thu
    • 2.3.1. Ước lượng sai số hiệu chuẩn
    • 2.3.2. Phân tích ảnh hưởng của THHC đến tín hiệu thu
  • 2.4. Kiểm chứng đề xuất qua mô phỏng
    • 2.4.1. Kiểm chứng sai số hiệu chuẩn
    • 2.4.2. Đánh giá ảnh hưởng của THHC đến tín hiệu thu
  • 2.6. Kết luận chương

• Chương 3: CẢI THIỆN HIỆU QUẢ HIỆU CHUẨN NỘI THỜI GIAN THỰC BẰNG TẬP TÍN HIỆU HIỆU CHUẨN GIẢ TRỰC GIAO

  • 3.1. Giải pháp giảm ảnh hưởng của THHC lên tín hiệu thu
    • 3.1.1. Đặt vấn đề
    • 3.1.2. Đề xuất giải pháp tạo tập THHC giả trực giao
    • 3.1.3. Ước lượng công suất nhiễu PBSS và đánh giá tính khả thi của đề xuất
      • 3.1.3.1. Ước lượng công suất nhiễu PBSS
      • 3.1.3.2. Kiểm chứng công suất nhiễu PBSS qua mô phỏng
      • 3.1.3.3. Đánh giá tính khả thi của giải pháp đề xuất
  • 3.2. Giải pháp giảm ảnh hưởng của nhiễu rò
    • 3.2.1. Đặt vấn đề
    • 3.2.2. Hiện tượng rò tín hiệu và đề xuất giải pháp khắc phục
      • 3.2.2.1. Phân tích hiện tượng rò tín hiệu trong hiệu chuẩn nội
      • 3.2.2.2. Đề xuất giải pháp giảm tác động của hiện tượng nhiễu rò
    • 3.2.3. Kiểm chứng đề xuất qua mô phỏng
  • 3.3. Kết luận chương

• Chương 4: TỔNG HỢP THUẬT TOÁN VÀ CÁC CHU TRÌNH HIỆU CHUẨN NỘI THỜI GIAN THỰC KÊNH THU HỆ THỐNG AMPS

  • 4.1. Tổng hợp thuật toán và các chu trình hiệu chuẩn
    • 4.1.1. Thuật toán ước lượng tham số đo
    • 4.1.2. Xây dựng các chu trình hiệu chuẩn
      • 4.1.2.1. Hiệu chuẩn tĩnh
      • 4.1.2.2. Hiệu chuẩn động
  • 4.1.3. Nhận xét
  • 4.2. Thực nghiệm các kết quả nghiên cứu lý thuyết
    • 4.2.1. Xây dựng mô hình thực nghiệm
    • 4.2.2. Thực hiện các chu trình hiệu chuẩn
      • 4.2.2.1. Thực hiện chu trình hiệu chuẩn tĩnh
      • 4.2.2.2. Thực hiện chu trình hiệu chuẩn động
  • 4.3. Kết luận chương

• KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA LUẬN ÁN

• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ