1.2. Những nguồn gây sai số và các phương pháp hiệu chuẩn cơ bản
1.2.2. Ảnh hưởng của sai số đến hình thành GĐH
Trước khi trình bày các phương pháp hiệu chuẩn cơ bản, để có cái nhìn khái quát về tầm quan trọng của việc hiệu chuẩn, phần này sẽ minh họa những ảnh hưởng của các sai số đến việc hình thành GĐH.
Phương trình hình thành GĐH của hệ thống AMP thể hiện trong biểu thức (1.3) đã chỉ ra mối quan hệ pha và biên độ của các kênh quyết định hình dạng và vị trí của GĐH trong khơng gian. Xét mảng pha tuyến tính với d / 2, biểu thức (1.3) có dạng như sau:
N 1
n 0
Y( ) X ( n )exp [j n(sin sin )]
16
trong đó, X(n) - là hàm truyền phức của mỗi kênh thu/phát, phản ánh sai
lệch pha và biên độ trên mỗi kênh. Các sai số này dẫn tới: suy giảm biên độ, sai lệch góc hướng, độ rộng búp chính; sai lệch vị trí, tăng mức các bướu bên; sai lệch vị trí và độ sâu của các điểm “0” v.v. [36]. Để minh họa, dưới đây trình bày các kết quả mơ phỏng GĐH mảng pha tuyến tính có 4 phần tử theo biểu thức (1.5) trên phần mềm Matlab trong các trường hợp sau:
- Với sai số biên độ: dẫn tới thay đổi hình dạng GĐH như độ rộng búp chính, búp phụ, vị trí các điểm ‘0’. Kết quả mơ phỏng GĐH với sai số biên độ ngẫu nhiên lần lượt là 1dB, 2dB và 3dB thể hiện trên hình 1.5.
Hình 1.5. Minh họa sai số biên độ
- Với sai số pha: ngoài việc làm thay đổi hình dạng GĐH cịn gây ra sai lệch vị trí khơng gian của GĐH. Kết quả mô phỏng GĐH với sai số pha ngẫu nhiên lần lượt là 2o, 5o và 10o thể hiện trên hình 1.6.
Gọi là sai số pha của hai kênh liền kề, trong trường hợp xấu nhất, sai số về góc hướng của GĐH được xác định như sau [30] (d / 2):
2 d sin / sin ac sin( / ) (1.6)
Với các sai số pha là 0,3o, 2o, 5o và 10o, GĐH có thể lần lượt lệch các góc 0,1o, 0,64o, 1,81o, 3,18o. Như vậy, nếu yêu cầu sai số góc của GĐH nhỏ hơn
17
0,1o thì sai số pha giữa các kênh nhỏ hơn 0,3o. Đây là yêu cầu rất cao và muốn đạt được cần phải có giải pháp hiệu chuẩn phù hợp.
Hình 1.6. Minh họa sai số pha
- Với sai số cả pha và biên độ: Kết quả mô phỏng GĐH với sai số pha ngẫu nhiên lần lượt là 2o, 5o và 10o, sai số biên độ ngẫu nhiên lần lượt là 1dB, 2dB và 3dB thể hiện trên hình 1.7.
Lý tưởng Sai số 2 độ, 1dB Sai số 5 độ, 2dB Sai số 10 độ, 3dB
Hình 1.7. Minh họa sai số pha và biên độ
Như vậy sai số pha và biên độ ảnh hưởng rất lớn đến hình dạng và vị trí của GĐH. Sai số lớn sẽ dẫn tới GĐH bị thay đổi về hình dạng và vị trí khơng gian, làm cho hệ thống giảm sức chiến đấu. Do vậy bài toán hiệu chuẩn trong các hệ thống AMP là tất yếu và chiếm một vị trí rất quan trọng, cần được
18
quan tâm ngay từ khâu thiết kế ban đầu. Đặc biệt với các hệ thống yêu cầu độ chính xác cao, các sai số xảy ra ngay trong quá trình hoạt động thì u cầu hệ hiệu chuẩn cần có cách tiếp cận mới để đảm bảo hiệu chuẩn trong TGT.