DOI: https://doi.org/10.20998/2522-9052.2020.2.16

ОЦІНЮВАННЯ КУТОВИХ КООРДИНАТ ДЖЕРЕЛ ВИПРОМІНЮВАННЯ МЕТОДОМ ROOT-MUSIC ПРИ ПОПЕРЕДНЬОМУ ФОРМУВАННІ ОРТОГОНАЛЬНИХ ПРОМЕНІВ В УМОВАХ ВПЛИВУ ПОЗАСЕКТОРНОГО ДЖЕРЕЛА

Volodymyr Vasylyshyn, Mykola Zaremskyi, Vasyl Kotsiuba, Oleg Chehovsky

Анотація


Предметом вивчення в статті є методи спектрального аналізу при перетворенні до простору променів (попередньому формуванні ортогональних променів діаграми спрямованості). Мета даної статті – підвищення ефективності спектрального аналізу (зменшення середньоквадратичної похибки (СКП) оцінювання кутових координат джерел випромінювання) в просторі променів в умовах впливу позасекторного джерела (завади). Використовуваними методами є: методи спектрального аналізу, методи цифрового статистичного моделювання. Результати. Для підвищення точності оцінювання кутових координат джерел випромінювання методом Root-MUSIC при попередньому формуванні ортогональних променів та впливі завади (позасекторного джерела) пропонується виконувати зсув променів, що формуються, таким чином, щоб кутовій координаті джерела завади відповідав нуль діаграми спрямованості. Для випадку, що розглядається, отримано вираз для поліному методу Root-MUSIC. Оцінка кутової координати джерела завади здійснюється за допомогою методу Бартлетта або з використанням дискретного перетворення Фур’є (ДПФ). Показано, що в умовах малого числа вибірок та низького відношення сигнал-шум (ВСШ) точність запропонованого підходу вища, ніж у оригінального методу Root-MUSIC з попереднім формуванням ортогональних променів. Висновки. Високий рівень бічних пелюсток, що характеризує сформовані ортогональні промені при використанні ДПФ, призводить до впливу джерела випромінювання, кутова координата якого відповідає сектору, що не охоплюється променями, на характеристики методу спектрального аналізу. Має місце ефект перетікання, характерний для ДПФ. Вплив джерела, яке є завадою по відношенню до джерел корисного сигналу, можна зменшити зсувом променів, що формуються при використанні ДПФ, таким чином, щоб нуль діаграми спрямованості відповідав напрямку на джерело завади. Розглянутий підхід доцільно використовувати і в системах радіозв’язку з OFDM та MIMO-OFDM, що ґрунтуються на ДПФ, системах зв’язку міліметрового діапазону хвиль з MIMO та MIMO-OFDM з метою підвищення їх завадостійкості.

Ключові слова


ортогональні промені; простір променів; спектральне розкладення кореляційної матриці; методи спектрального аналізу; завадостійкість

Повний текст:

PDF

Посилання


Shirman, Ya.D., Bagdasaryan, S.T., Malyarenko, A.S., Lehovitskiy, D.I., Leshenko, S.P., Losev, Yu.I., Nilolaev, A.I., Gorshkov, S.A., Moskvitin, S.V. and Orlenko, V.M. (2007), Radioelectronic systems: fundamentals of construction and the-ory, Reference book, Second ed., Shirman Ya. D. Ed., Radiotechnika, Moscow, 512 p.

Falkovich, S.E. and Kostenko, P.Yu. (2005), Fundamentals of statistical theory of radio technical systems, Kharkiv: National aerospace university “KhAI”, 2005. 390 p.

Trees, H.L.V. (2002), Optimum array processing. Part IV of Detection, Estimation and modulation theory, Wiley–interscience, 2002.

Volosyuk, V.K., Kravchenko, V.F., Kutuza, B.G. and Pavlikov, V.V. (2015), “Review of modern algorithms for high resolu-tion imaging with passive radar”, V. K. Volosyuk, Proc. of the 2015 International Conference on Antenna Theory and Tech-niques (ICATT), Kharkiv, pp. 1-6.

Gurskiy, T.G., Sova, О.Ya., Bogoliy, S.M. and Gritsenok, K.M. (2019), “Directions of improvement of multiple access in mobile radio networks with directional antennas”, Scientific works of military institute of telecommunication and informatiza-tion, No. 2, pp. 29-37.

Vasylyshyn, V., Lyutov, Shkoda, A. and Glushko, A. (2018), “Analysis of influence of window functions on the accuracy of angular coordinate estimation of emitting sources when preliminary forming orthogonal beams”, Science and technology of Air Force of Ukraine, No. 1(30), pp. 80-83.

Hassanien, A.A and Vorobyov, S.A. (2009), “Robust adaptive dimension reduction technique with application to array pro-cessing”, IEEE Signal processing letters, vol. 16, no. 1, pp. 22-25.

Mathews, C.P., Haardt, M. and Zoltowski, M.D. (1995), “Implementation and performance analysis of 2D DFT beamspace ESPRIT”, Proc. of the 48th Asilomar Conference on Signals, Systems, and Computers, Pacific Grove, CA, Nov, pp. 726-730.

Vasylyshyn, V.I. (2007), “Antenna array signal processing with high-resolution by modified beamspace MUSIC algorithm”, Proc. of 2007 6th International Conference on Antenna Theory and Techniques, Sevastopol, pp. 455-457.

Vasylyshyn, V.I. (2003), “High-resolution phased array signal processing via DFT Beamspace TLS-ESPRIT with structure weighting”, IEEE Phased Array Systems and Technology Symposium, int. symp., USA, pp. 605-610.

Zinchenko, A.O. (2009), “The use of N-OFDM signals of double polarization for forming a complex form of their presenta-tion. Polarization Non-Identity Correction”, Scientific works of Kharkiv air force university, Kharkiv Air Force University, Kharkiv, is. 3, pp. 41-45.

Lemeshko, O.V. and Harkusha, S. (2011), “Classification of frequency channel allocation methods in multi-interface multi-channel mesh networks of IEEE 802.11 standard”, Problems of telecommunications, No. 2 (4), pp. 139-149.




Copyright (c) 2020 Volodymyr Vasylyshyn, Mykola Zaremskyi, Vasyl Kotsiuba, Oleg Chehovsky