Trong quá trình hiệu chuẩn, dao động LO từ máy phát ngồi được sử dụng với tần số 1480 MHz, cơng suất 18dBm đưa tới mảng tạo và phân phối tín hiệu (B), các tham số đầu ra LO1-4, RF1-4 đã đáp ứng được yêu cầu như thiết kế được chỉ ra trong phần phụ lục bảng B 2 Các chu trình hiệu chuẩn được thực hiện như sau:
4 2 2 1 Thực hiện chu trình hiệu chuẩn tĩnh
Như đã trình bày, chu trình này để đo mối quan hệ các tham số tĩnh Sơ đồ kết nối được thể hiện như trên hình 4 17
Hình 4 17 Sơ đồ kết nối thực hiện chu trình hiệu chuẩn tĩnh
Các bước đo thực hiện như sau:
+ Bước 1: Cấp THHC tới đầu vào mỗi kênh thu qua bộ chia công suất 1:4
Tiến hành đo và tính tốn các tham số F k ( k24) (a1k1 ) / ((ak kk ) theo cơng thức (4 2), ta có được kết quả như trên bảng 4 2
Bảng 4 2 Đo tham số F1rk ( k24) Hệ số r F12 r F13 r F14 Chú thích Giá trị o j10 0,9e j5o 0,85e j30o 1,1e Đo ở tần số 1570MHz 1r r r
+ Bước 2: Cấp THHC theo đường hiệu chuẩn chuyên dụng Tiến hành đo
và tính tốn các tham số K1k ( k24) (k1k1 ) / (kk kk ) theo cơng thức (4 4), ta có được kết quả như trên bảng 4 3
Bảng 4 3 Đo tham số K1rk ( k24)
Từ đó ta có bảng hệ số hiệu chuẩn tĩnh được tính tốn theo cơng thức tính (4 6) K1k ( k24) F1k / K1k (a1kk ) / (ak k1) như trên bảng 4 4 dưới đây
Bảng 4 4 Đo tham số K1k ( k24)
Về nguyên tắc, các hệ số này phải đo trên toàn bộ dải tần làm việc của hệ thống [31] vì ở các dải tần khác nhau thì sai số tĩnh khác nhau do độ dài đường dẫn tín hiệu, tham số chế tạo mạch là khác nhau Tùy theo yêu cầu, độ chính xác và mức độ sai lệch mà độ lệch của các tần số cần đo được lựa chọn cho phù hợp
4 2 2 2 Thực hiện chu trình hiệu chuẩn động
Hiệu chuẩn động là sử dụng THHC cấp theo đường hiệu chuẩn chuyên dụng để đo các tham số kênh thu thay đổi trong khi hệ thống đang làm việc Quá trình này phải thực hiện liên tục cùng với q trình thu Ta có sơ đồ kết nối thử nghiệm thiết bị ngoài thực địa như trên hình 4 18
Như trên hình, tín hiệu thu nhận được qua ăng ten từ một máy phát đặt ở trường xa Ăng ten gồm 4 chấn tử, được chế tạo bằng mạch dải có độ dài là 30cm, vậy trường xa của nó lớn hơn 2m [84] (trong thử nghiệm để xa 6m) Tín hiệu từ máy phát là tín hiệu dao động đơn hài dạng xung để ta có thể dễ
Hệ số r K12 r K13 r K14 Chú thích Giá trị o j1
1,1e 0,98ej2o 0,95ej26o Đo ở tần số 1570MHz
Hệ số K12 K13 K14 Chú thích
Giá trị o
j9
0,82e 0,87ej3o 1,16ej4o Đo ở tần số 1570MHz
r r r
dàng quan sát được mỗi quan hệ pha và biên độ của chúng trước và sau khi hiệu chuẩn Khi hiệu chuẩn động, ta có thể thay đổi một số điều kiện hoạt động để tham số của MĐTP thay đổi Từ đó kiểm chứng được tính hiệu quả của giải pháp hiệu chuẩn đã đề xuất
Hình 4 18 Sơ đồ kết nối thử nghiệm chu trình hiệu chuẩn động
Giả sử yêu cầu sai số hiệu chuẩn nhỏ hơn 0,6o và 0,1dB Vậy số xung cần tích lũy N = 105 Các bước thực hiện chu trình hiệu chuẩn tiến hành như sau:
+ Bước 1: Cấp liên tục THHC theo các đường cấp chuyên dụng, đo các
tham số kênh thay đổi theo biểu thức (3 8) K1rj ( j24) R1 / R j
+ Bước 2: Tính tốn hệ số hiệu chuẩn động theo công thức (3 9) F r ( j24) K1 j K1 j
+ Bước 3: Lấy kênh 1 làm chuẩn, hiệu chuẩn các kênh thu theo biểu thức HC '
(3 11) 'DD ( 2 4) DD 1rCj j Cj jS S F
' ' '
Ba bước nêu trên tương ứng với một chu trình hiệu chuẩn và được lặp lại trong toàn bộ thời gian hoạt động của hệ thống Quan sát kết quả hiệu chuẩn trên máy tính với giao diện Chipcore được tích hợp trên phần mềm ISE của hãng Xilinx gần tương tự như một chiếc hiện sóng số Qua quan sát, kết quả thể hiện trên hình 4 19 và hình 4 20 cho thấy các kênh sau hiệu chuẩn có sự cân bằng tốt về pha và biên độ Để biết chính xác các sai số sau hiệu chuẩn, việc tính tốn quan hệ pha và biên độ của các dao động đơn hài các kênh thu được thực hiện bằng phép biến đổi FFT, kết quả thể hiện trên hình 4 21
Hình 4 20 Tín hiệu bốn kênh trước và sau khi hiệu chuẩn
Các kết quả đo thực hiện sau mỗi khoảng thời gian, sai số pha của các kênh 2,3,4 so với kênh 1 là 0 8o, 0,7o, 0,8o, sai số biên độ của các kênh 2,3,4 so với kênh 1 là 0,14dB, 0,12dB, 0,11dB Dễ thấy sai số khi thử nghiệm lớn hơn yêu cầu ban đầu một lượng nhỏ không nhiều, điều này do nhiều nguyên nhân như sai số tính tốn các hệ số, sai số do lượng tử, sai số do sự khơng hồn hảo của phần cứng v v Để giảm sai số ta có thể tăng số điểm tích lũy N
Hình 4 21 Sai số pha và biên độ sau hiệu chuẩn
Thực hiện tạo GĐH số thu theo các góc khác nhau sau khi hiệu chuẩn, so sánh với GĐH hướng mơ phỏng ta có kết quả như trên hình 4 22 Các GĐH được hình thành ở các góc 0o, ±10o, ±20o, ±30o, ±40o Kết quả thực nghiệm trên hình 4 22b cho kết quả tốt khi so sánh với GĐH mơ phỏng (hình 4 22a)
với góc hướng chính sai lệch nhỏ hơn 0,3o, biếu chính suy hao dưới 1dB Với kết quả hình thành GĐH số qua thực nghiệm, cho thấy rằng các thuật tốn và quy trình hiệu chuẩn đề xuất là đáng tin cậy
Hình 4 22 GĐH thu theo một số góc a) Mơ phỏng, b) Thực nghiệm