2.1 Thuật tốn thích nghi
2.1.1 Giới thiệu về bài tốn thích nghi
Việc gia tăng đột biến các phƣơng tiện thông tin liên lạc, quan sát, điều khiển, phƣơng tiện tác chiến điện tử đã làm cho môi trƣờng điện từ trở nên phức tạp. Tín hiệu cần thu ln bị tác động của nhiễu cố ý và không cố ý. Điều này ảnh hƣởng đến chất lƣợng của tín hiệu mong muốn, đặc biệt là khi các nguồn nhiễu này có cƣờng độ q lớn thì ta hồn tồn khơng thu đƣợc các tín hiệu mong muốn. Ví dụ nhƣ trong Hình 2.1, máy thu rất khó có thể tách riêng tín hiệu từ các máy phát (T1, T2, T3, T4, T5). Do vậy, bài toán đặt ra là làm sao có thể tách riêng tín hiệu từ một vài nguồn nào đó, loại bỏ ảnh hƣởng đƣợc các nguồn nhiễu cố định để cải thiện chất lƣợng của tín hiệu, nâng cao
hiệu suất của q trình thu phát. Đây chính là mục tiêu của anten thích nghi.
Hình 2.1 Ví dụ về ảnh hưởng của mật độ nguồn phát lên việc thu tín hiệu
Dạng đơn giản nhất của anten thích nghi là các anten có độ định hƣớng cao nhƣ anten parabol, anten Yagi-Uda, anten góc… Đối với các anten này, ta có thể thực hiện loại bỏ các nguồn khơng mong muốn bằng cách quay anten để cho các nguồn nhiễu nằm trong vùng hấp thụ ít và nguồn mong muốn vào trong khoảng thu tín hiệu tốt nhất của anten (Hình 2.2). Tuy nhiên, khơng phải lúc nào nó cũng có hiệu quả. Theo Hình 2.2 thì phƣơng pháp này có hiệu quả đối với tín hiệu khơng mong muốn 1 nhƣng lại khơng có hiệu quả đối với tín hiệu khơng mong muốn 2. Ngồi ra, trong trƣờng hợp nguồn không mong muốn ở quá gần nguồn mong muốn thì phƣơng pháp này cũng khơng mang lại hiệu quả. Bởi thế, đây cũng chƣa phải là phƣơng pháp tối ƣu và chỉ đƣợc sử dụng trong một vài trƣờng hợp nhất định.
Sự ra đời của anten mạng, đặc biệt là anten mạng pha số có đóng góp lớn trong sự phát triển của anten thích nghi. Nếu nhƣ với các loại anten định hƣớng trƣớc đây, do trƣờng bức xạ của nó là cố định và các đỉnh phụ khơng thể thay đổi đƣợc dẫn đến giảm hiệu quả của anten thích nghi thì anten mạng, với khả năng thay đổi trƣờng bức xạ bằng cách thay đổi độ trễ pha giữa các
phần tử, đã có thể khắc phục đƣợc những nhƣợc điểm này. Tuy vậy, việc tìm ra các tổ hợp pha phù hợp để thay đổi đặc trƣng hƣớng cho từng trƣờng hợp cũng không phải là đơn giản. Chính sự phức tạp của các thuật tốn này đã mở ra một hƣớng nghiên cứu mới để tìm ra các thuật tốn thích hợp sử dụng trong anten thích nghi hay gọi là thuật tốn thích nghi.
Hình 2.2 Ví dụ về sử dụng anten parabol làm anten thích nghi