L ỜI NÓI ĐẦU
1. Dàn anten thích nghi
Để hiểu kỹ hơn về quá trình ước lượng DOA trước tiên chúng ta cùng tìm hiểu về dàn anten thích nghi. Dàn anten thích nghi là một loại anten thông minh. Anten thông minh là một dàn anten gồm nhiều phần tử và một bộ vi xử lý. Anten thông minh có thể tự động thay đổiđồ thị phương hướng của mình một cách chính xác hơn cho yêu cầu của quá trình thông tin.
1.1. Anten thích nghi
Anten thích nghi là hệ thống bao gồm các anten thành phần có búp sóng có thểđiều chỉnh được trong thời gian thực tuỳ theo yêu cầu độ lớn tín hiệu và vị trí của hướng truyền sóng. Anten thích nghi là loại anten thông minh nhất cho đến ngày nay. Bằng cách sử dụng nhiều thuật toán xử lý tín hiệu mới, nó có khả năng vượt trội hơn hẳn trong việc định vị, theo dõi và xử lý các loại tín hiệu nhằm giảm thiểuđộ xuyên nhiễu cũng như tăng tốiđa cườngđộ tín hiệu cần nhận.
Hình 2.1 Đặc tuyến phủ sóng của anten thích nghi.
Anten thích nghi sử dụng kỹ thuật xử lý số để phân biệt tín hiệu mong muốn, tín hiệu do hiệu ứngđa đường và nguồn xuyên nhiễu, đồng thời tính toán xác định hướng xuất phát của các thành phần này. Nó liên tụcđiều chỉnhđặc tuyến làm việc dựa vào sự thay đổi vị trí cũng như cường độ của cả tín hiệu đến lẫn tín hiệu xuyên nhiễu. Sự thay đổi liên tục như vậyđểđảm bảo lúc nào búp sóng cũng hướng về phía tín hiệu tốt nhất, chính điều này làm cho anten thích nghi vượt trội hơn hẳn các loại anten khác. Từđây ta thấy rằng anten thích nghi có biểu đồ hướng sóng không xác định, mang tính chất động và các biểu đồ hướng sóng anten đó có thể điều chỉnh theo thời gian thực. Chính nhờ tính chấtđộng mà dung lượng của hệ thống có thể thay đổi một cách linh hoạt và hệ thống anten này có khả năng linh động nên nó có thể bám theo mục tiêu.
1.2. Dàn anten thích nghi
Dàn anten thích nghi có nhiều dạng khác nhau, trong luận văn này tôi xin giới thiệu dàn anten đồng dạng tuyến tính ULA gồm nhiều phần tử giống nhau, được đặt thẳng hàng và cách đều nhau trong không gian. Thông thường khoảng cách giữa hai phần tử anten trong dàn là d = 0.5λ trong đó λ là bước sóng của tín hiệu.
d
Hình 2.2 Dàn anten ULA gồm các phần tử cách đều nhau đặt dọc theo trục x Hình trên là một dàn anten thích nghi gồm các chấn tử được sắp xếp định hướng theo trục x, khoảng cách các phần tử là d. Các chấn tử đối xứng có độ dài l = λ/2, có bán kính tiết diện a rất nhỏ so với bước sóng λ. Sóng phẳngđược phát ra từ một nguồn phát nào đó sẽ đi tới dàn anten từ hướng (θ, φ). Với θ là góc ngẩng còn φ là góc phương vị. Sóng tới lan truyền theo phương pháp sóng mặt nên có thể xấp xỉ θ = π/2.
Đểđơn giản trong việc phân tích ta giả thiết:
- Khoảng cách giữa các phần tử anten là đủ nhỏ so với khoảng cách từ nguồn phát đến anten thu để với cùng một nguồn phát ta có thể coi các tia sóng tới là song song và biên độ tín hiệu nhậnđược trên các phần tử là như nhau.
- Bỏ qua sự tương hỗ giữa các phần tử trong dàn anten
Hướng sóng tới θ z y φ x
- Tất cả những trường sóng tới đều có thể chia thành một lượng các mặt phẳng sóng rời rạc. Như vậy, số tín hiệuđến anten sẽ là hữu hạn.