Висновки
Розглянуто небхідність застосування сигналів з розширеним спектром та методи їх формування. Показано, що за рахунок коефіцієнту підсилення, властивого сигналам з розширеним спектром, можна зменшити вимоги до відношення сигнал/шум для забезпечення поставлених до системи вимог щодо ймовірності появи бітових помилок.
Також проаналізовано можливість систем з розширеним спектром забезпечити мяке обмеження кількості одночасно обслуговуваних абонентів при використанні заданої смуги частот, на відміну від жорсткого обмеження, властивого вузькосмуговим видам модуляції.
Показано, що при формуванні сигналів з розширеним спектром використовуються розширюючі послідовності. Проведено порівняння різних видів розширюючих послідовностей та вказано особливості застосування псевдовипадкових та ортогональних розширюючих послідовностей.
8. Особливості дослідження діаграм спрямованості антенних систем
8.1 . Дослідження результуючої дс антенних решіток
Використання площинно-просторових діаграм спрямованості розглянемо, в основному, на прикладі дослідження антенних решіток (АР), які відомі давно та широко застосовуються в системах радіозв’язку різного призначення. Але останнім часом вони переживають справжнє відродження. Досить зауважити, що антени базових станцій мобільного зв’язку використовують АР. Також АР являються основою при побудові адаптивних, або інтелектуальних антен, які знаходять все більше застосування в сучасних технологіях Wi-Fi, WiMAX, CDMA і т.д. АР можуть забезпечити вузьку діаграму направленості, яку не можуть утворити одиночні випромінювачі. Саме антенні системи дозволяють забезпечити задану діаграму спрямованості (ДС) та інші задані характеристики.
Б
удемо
розглядати найбільш поширені дискретні
прямолінійні АР утворені симетричними
півхвильовими вібраторами (СПВ). Також
обмежимось лише класом рівноамплітудних
та еквідистантних АР. На рис. 8.1 приведені
АР,вісь яких орієнтована вертикально
( вздовж осі OZ).
а) б) в)
Рис. 8.1. Дискретні прямолінійних АР, вісь яких розташована вздовж осі OZ: а), б) паралельні СПВ орієнтовані вздовж осі OY, OX відповідно; в) колінеарний ряд, СПВ орієнтовані вздовж АР
Враховуючи те, що ДС для АР визначається як добуток двох складових (ДС множника АР та ДС симетричного вібратора) , досить тяжко уявити результуючу ДС для кожного з варіантів (рис.8.1).
На рис. 8.2 приведено результуюча ДН для АР (рис.8.1,a), отримана згідно методики, яка використовує не тільки просторові ДС, але і її перерізи площинами ZOX, ZOY, XOY
Рис.8.2. Результуюча ДС АР, отримана з використанням площинно-просторових ДС
Необхідно зауважити, що це особливі перерізи, далі площинно-просторові ДС. Фактично, вони являються ДН на площині, але зберігають інформацію про своє розміщення в просторі. Наприклад, переріз просторової ДС площиною ZOX залишається розміщеним в площині ZOX, переріз площиною ZOУ залишається розміщеним в площині ZOУ і т.д.
З приведених ДС, наприклад, являється очевидним:
в площині XOY результуючу ДС формує СВ, так як ДС множника АР являється круговою;
в площині ZOХ результуючу ДС формує множник АР, так як ДС для СВ являється круговою;
в площині ZOY результуючу ДН формує як симетричний вібратор, так і множник АР, причому їх ДН ортогональні (навіть можна пояснити, що результуюча чотирипелюсткова ДН утворена їх спільною площею).
Аналогічно, на рис. 8.3 приведені результуючі ДС для інших варіантів АР
а)
б)
Рис.8.3. Результуючі ДС АР, отримана з використанням площинно-просторових ДС: (а) – для АР (рис.8.1,б) ; (б) – для АР (рис.8.1,в)
З приведених ДС можна зробити наступні висновки: площинно-просторові ДН надають повну інформацію про якісний характер результуючої ДН в кожній площині; тільки для одного випадку – колінеарного ряду (рис. 8.1,в) множник АР орієнтований аналогічно, як і ДС симетричного вібратора. В цьому випадку множник АР, як і повинно бути, значно «підсилює» дію СВ, результуюча ДС АР має значно меншу ширину головного пелюстка; лише колінеарний ряд формує ДН «приплюснуту» до землі, а отже така антена являється ефективною для наземного зв’язку.
На рис. 8.4 приведено більш детальну інформацію про синфазну колінеарну АР (рис. 8.1,в), вісь якої паралельна осі ОZ.
Рис. 8.4. ДС синфазної АР, вісь якої орієнтована вздовж осі ОZ, при N = 2, d/λ = 0.5, р = 0 (зліва направо ДС множника АР, ДС СВ, суміщені однойменні площинно просторові ДС, та результуючі ДС АР), в яких вісь СВ орієнтована вздовж осі ОZ (зверху), ДС в полярній системі координат в площинах ZOX, ZOY, XOY,відповідно (справа), ДСв прямокутній системі координат в площинах ZOX, ZOY, XOY відповідно (зліва)
З приведених ДН можна зробити наступні висновки:
площинно-просторові ДС за формою повторють ДС в полярній системі координат, тому при при аналізі АР можна використовувати більш інформативні площинно-просторові ДС;
з ДС в прямокутній системі координат можна визначити ШГП, яка в даному випадку становить ,орієнтовно, (117-66) = 51 градус;
Аналогічно можна отримати значення ширини головного пелюстка для для більшої кількості випромінювачів (рис. 8.5)
а) б) в)
г) д) е)
Рис. 8.5. Залежність ширини головного пелюстка в площинах ZOX та ZOY для АР (рис. 7.1,в) при кількості випромінювачів N: а) N=2; б) N=3; в) N=4; г) N=5; д) N=6; е) N=7
Видно, що з збільшенням кількості випромінювачів ширинина головного пелюстка стає вужчою. Наприклад, при N=7 ширина головного пелюстка становить, орієнтовно, (97-82) = 15 градусів