12 Xây dựng các chu trình hiệu chuẩn

Hiệu chuẩn một hệ thống AMP gồm hai giai đoạn: hiệu chuẩn tại nhà máy (hiệu chuẩn tĩnh) và hiệu chuẩn tại thực địa (hiệu chuẩn động) [5, 31] Trong [31], đã trình bày các bước cơ bản cho các hệ thống AMP nói chung Với hệ thống AMPS và theo giải pháp đo, hiệu chuẩn đã đề xuất, các bước hiệu chuẩn và cách thức cấp tín hiệu sẽ được trình bày cụ thể dưới đây Về nguyên lý, sử dụng giải pháp quét trường gần để thực hiện hiệu chuẩn tĩnh khi hệ thống được lắp ráp hồn chỉnh có độ chính xác cao nhất Tuy nhiên, ta có thể sử dụng giải pháp đo tham số ăng ten riêng, còn kênh thu được đo bằng cách cấp trực tiếp THHC tới đầu vào các MĐTP Trong luận án này, giải pháp đo thứ hai được lựa chọn để đơn giản hóa q trình đo kiểm, điều này hồn tồn

S KT KT(n) S (n)C (n)

'

S KT TL Data

không ảnh hưởng đến minh chứng hiệu quả của các giải pháp đề xuất Theo đó, tín hiệu đầu vào cấp cho các MĐTP được cấp qua bộ chia công suất 1: N

Sơ đồ kết nối cơ bản và các ký hiệu tham số của một số thành phần chính trong sơ đồ hiệu chuẩn thu thể hiện trên hình 4 9

Ri R j kir r kj ki ai a j kref k j kin

Hình 4 9 Sơ đồ kết nối của một số thành phần chính trong hiệu chuẩn

Một số thành phần cụ thể như sau:

- ‘Kênh thu’ thể hiện cho toàn bộ các thành phần cấu thành nên tuyến thu tính từ đầu vào MĐTP đến đầu ra bộ giải điều chế số trung tần DDC

- ‘Cơ cấu chuyển mạch’ thể hiện đường đi của THHC cấp vào MĐTP, qua các chuyển mạch CM và các đường dẫn trước khi vào mạch ghép định hướng

- Mô-đun ‘Ước lượng tham số’ để đo tham số như đã trình bày ở trên - Bộ ‘Chia cơng suất 1: N ’ để cấp tín hiệu vào cho các MĐTP thay cho phương pháp quét trường gần Ta coi đây như tín hiệu được cấp từ ăng ten Tương ứng với các thành phần là các hệ số có ký hiệu trên hình như sau:

kin : Tham số tín hiệu RF đầu vào cấp cho mạng phân phối tín hiệu

ki (i1 N ) : Tham số tồn bộ đường cấp THHC tính từ đầu vào mạng phân phối đến đầu vào kênh thu (bao gồm cả mạch ghép định hướng)

kir : Tham số kênh thu cũng chính là hàm truyền kênh thu

ai : Tham số bộ chia công suất 1: N cùng đường cáp dẫn tín hiệu, ta coi

như tín hiệu được cấp từ ăng ten

kref : Tham số tín hiệu đầu vào bộ chia cơng suất 1: N Sau đây ta đi vào từng chu trình hiệu chuẩn cụ thể

4 1 2 1 Chu trình hiệu chuẩn tĩnh

Trong chu trình này, mục đích là để xác định tất cả các tham số tĩnh, bao gồm: các đường cấp THHC ki (i1 N ) ; các tham số ăng ten cùng cáp dẫn

ai (i1 N ) Các tham số này khác nhau do các nguyên nhân như sai số chế tạo, lắp ráp, độ dài đường cấp v v Tuy nhiên, chúng được coi là ổn định theo thời gian Sau đó, các tham số này được ghi, lưu và sử dụng khi hiệu chuẩn động Sơ đồ chu trình hiệu chuẩn tĩnh được thể hiện trên hình 4 10

Ri R j kir r j ki ai a j kref k j kin

Hình 4 10 Sơ đồ kết nối khi hiệu chuẩn tĩnh

Chu trình hiệu chuẩn tĩnh thể hiện qua các bước đo, ước lượng hệ số hiệu chuẩn tĩnh như sau:

+ Bước 1: Đo các tham số kênh thu khi chỉ cấp tín hiệu tham chiếu tới đầu vào MĐTP qua bộ chia công suất 1: N , mô-đun “Ước lượng tham số đo” đo được các tham số sau:

Ri kref aikir , R j kref a jk r r r (4 1) (4 2) ij K Fij i j i i j jr ) R / R (a k ) / (a k j

+ Bước 2: Đo các tham số kênh thu khi chỉ cấp THHC theo đường hiệu chuẩn chuyên dụng, mô-đun “Ước lượng tham số đo” đo được các tham số sau đây:

Ri kinkikir , R j kink jk r r r

+ Bước 3: Ước lượng hệ số tĩnh

Từ hai biểu thức (4 2) và (4 4) ta tính được hệ số tĩnh K ij như sau:

Kij Fijr / Kij (aik j ) / (a jki )

(4 3) (4 4)

(4 5) Sau hiệu chuẩn tĩnh, với N kênh thu, ta thu được (N-1) hệ số tĩnh K1 j ( j2 N ) so với kênh chuẩn (kênh 1), các hệ số này được lưu vào bộ nhớ để bù khi hiệu chuẩn động:

K1 j ( j2N ) (a1k j ) / (a jk1) (4 6) Hệ số tĩnh K1 j ( j2 N ) thu được khi hiệu chuẩn hệ thống tại phịng thí

nghiệm, sau xuất xưởng, hoặc sau sửa chữa lớn Các hệ số này thể hiện mối quan hệ của các phần tử thụ động như các cáp nối, các chuyển mạch, các bộ chia công suất, các mạch ghép, các chấn tử ăng ten v v Các phần tử này được coi là có tham số khơng đổi và ổn định trong một thời gian dài Cần chú ý, khi có sự hỏng hóc hay thay thế các phần tử này thì quá trình hiệu chuẩn tĩnh phải được thực hiện lại từ đầu [31]

Từ những phân tích trên, có thể tổng hợp thành lược đồ thuật tốn tổng qt q trình đo, ước lượng các hệ số hiệu chuẩn tĩnh như trên hình 4 11

r

j

 R / R (k k ) / (k k

F1rj R j kref a j k r | j1 N F1rj | j2 N F r R1 / R j (a1k1 ) / (a j k r ) R j kink j k rj | j1 N K1rj | j2 N K1rj R1 / R j (k1k1r ) / (k j k rj ) K1 j ( j2 N ) r r 1 j 1 j K1 j ( j2 N )

Hình 4 11 Lược đồ thuật tốn tổng qt chu trình hiệu chuẩn tĩnh

4 1 2 2 Chu trình hiệu chuẩn động

Hiệu chuẩn động là để bù các sai số biên độ và pha của các linh kiện tích cực trong q trình hệ thống hoạt động THHC sẽ được cấp theo đường hiệu chuẩn chuyên dụng liên tục, song song cùng với q trình thu và xử lý tín hiệu Giả sử theo thời gian các hàm truyền của tuyến thu thay đổi, các tham số thay đổi ký hiệu thêm là dấu (’) Sơ đồ kết nối hệ thống như trên hình 4 12

Fijr ' Ri' k ir ' ki ai Fijr ' 'j k rj ' a j K ij k j kin

Hình 4 12 Sơ đồ kết nối khi hiệu chuẩn động

Chu trình hiệu chuẩn động được thể hiện qua các bước đo, ước lượng hệ số hiệu chuẩn động như sau:

Ăng ten …… DDCj DDCi j 1 j r j K1 j F / K (a1k j ) / (a j k1)

+ Bước 1: Cấp THHC cho các kênh thu chỉ theo đường hiệu chuẩn chuyên dụng, mô-đun “Ước lượng tham số đo” đo được các tham số sau:

'

r ' ' '

(4 7) (4 8) + Bước 2: Ước lượng hệ số hiệu chuẩn động Từ hai biểu thức (4 6) và (4 8) ta tính được hệ số hiệu chuẩn động Fijr ' như sau:

r ' r ' (4 9)

Như vậy, ta sẽ có được (N-1) hệ số hiệu chuẩn động Các hệ số này lấy kênh 1 làm kênh chuẩn, có dạng sau:

F r ( j2 N ) (a1k1 ' ) / (a jk r ' ) (4 10) + Bước 3: Tiến hành hiệu chuẩn các kênh thu

Hệ số F1rj '( j2 N ) được sử dụng để hiệu chuẩn các kênh thu khi hệ thống đang làm việc Gọi tín hiệu thu phức trước khi hiệu chuẩn là SDDCj ( j1 N ) , tín

HC

HC (4 11)

Sau bước này, tất cả tín hiệu các kênh thu được đồng bộ pha và biên độ theo kênh thu 1 trước khi đưa vào bộ tạo tổng hợp GĐH Thật vậy, ký hiệu

R 'j ( j2 N ) và R HC(j j2 N ) - tương ứng là các tham số tín hiệu trước và sau khi hiệu chuẩn Biến đổi theo biểu thức (4 11) ta có:

j

' (4 12)

Vậy tham số các kênh đều giống với kênh 1 Từ những phân tích trên, ta có lưu đồ thuật tốn tính tốn các hệ số và thực hiện q trình hiệu chuẩn động như trên hình 4 13

 R

R HC R j' F1rj j' (R1' / R 'j ) R1'  S F

SDDCj ( j2 N ) DDCj ( j2 N ) 1rj '( j2 N )

hiệu phức sau khi hiệu chuẩn là SDDCj ( j1 N ) được tính theo biểu thức sau: 1 j ' r j  K K (a k r ' ) / (a k Fij ij ij i i j jr ' )  R / R (k k r ' ) / (k k Kij i j i i j jr ' ) Ri kinkikir ' , R j kink jk r '

K1 j ( j2 N ) F1rj j|'2 N F1r ' K1 j K1 j (a1k1 ' ) / (a jk r ' ) R j kink jk r ' | j1N HC K1rj j|'2 N K1 j R1 / R j (k1k1 ' ) / (k jk r ' )

Hình 4 13 Lược đồ thuật tốn chu trình hiệu chuẩn động