Оценка границы Крамера-Рао выпуклых антенных решеток с направленными излучателями для радиопеленгации

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorНечаев, Ю. Б.
dc.contributor.authorПешков, И. В.
dc.contributor.authorФортунова, Н. А.
dc.date.accessioned2019-12-13T10:51:54Z
dc.date.available2019-12-13T10:51:54Z
dc.date.issued2018
dc.description.abstractenIntroduction. The direction-of-arrival estimation of signal sources is of serious research interest in various fields. As an example, the coordinate information in threedimensional space can be used for spatial diversity and filtering to increase concurrent users. The influence of the directivity coefficient of a separate antenna element on the accuracy of determining the angular coordinates of radio sources of circular, cubic and spherical antenna arrays consisting of directional radiating elements that have found the widest application in modern wireless communication technologies is investigated. Theoretical results. For the correct functioning of advanced radio direction-finding algorithms along with the antenna arrays under consideration the accurate expressions describing the amplitude-phase distribution of the electromagnetic field of the arrays have been derived, socalled steering vectors. The Cramer-Rao lower bound for estimating errors and accuracy of direction-of-arrival estimation is discussed for a number planar waves arriving on an antenna array consisting of directional elements. Experimental results. A theoretical study of the operation of these antenna arrays using the Cramer-Rao lower bound was carried out, as well as computer simulations with the implementation of the MUSIC superresolution method. The influence of the directivity factor of the individual antenna element on the accuracy of the directionofarrival estimation of the radio emission sources by using the circular (cylindrical), cubic and spherical antenna arrays consisting of the directional antenna elements was investigated. The limits of the change of the coefficient of directional action of a separate element, at which the maximum accuracy of an estimation of angular coordinates is achieved, is determined. It is shown that further increasing the directivity factor of each antenna element makes the mean square error in the determination of the coordinates of the signals increase as well. The estimation of the resolution of conformal antenna arrays is carried out depending on the directional factor of each antenna coefficient. It is found that the best configuration is spherical. Conclusions. Thus, a comprehensive statistical analysis of radio direction finding with the azimuth and elevation for the conformal antennas depending on the directivity of the antenna elements constituting them was implemented. With an increase in the gain of individual antennas, the accuracy of direction finding can vary significantly depending on the azimuthal position of the signal and an acceptable choice of directional coefficient is four to six.uk
dc.description.abstractruОценка угловых координат источников радиоизлучения представляет серьезный исследовательский интерес в различных сферах. Так, в беспроводных телекоммуникационных системах информация о координатах позволяет осуществить пространственное разделение для увеличения одновременно функционирующих пользователей. Исследовано влияние коэффициента направленного действия отдельного антенного элемента на точность определения угловых координат источников радиоизлучения кольцевой, кубической и сферической антенных решеток, состоящих из направленных излучающих элементов, нашедших широчайшее применение в современных беспроводных коммуникационных технологиях. Для корректного функционирования высокоточных алгоритмов радиопеленгации в составе рассматриваемых решеток осуществлен вывод точных выражений, описывающих амплитудно-фазовое распределение электромагнитного поля решеток, т.н. направляющие векторы. Обсуждается вывод статистической границы Крамера-Рао для определения ошибок и точности координат направле- ния прихода ряда плоских волн, падающих на антенную решетку. Осуществлено теоретическое исследование работы данных антенных решеток с помощью оценки границы Крамера-Рао, а также компьютерное моделирование с реализацией метода со сврехразрешением MUSIC. Определены пределы изменения коэффициента направленного действия отдельного элемента, при которых достигается максимальная точность оценки угловых координат. С повышением усиления отдельных антенн точность пеленгации может значительным образом изменяться в зависимости от азимутального положения сигнала и приемлемым выбором коэффициента направленного действия является равным от четырех до шести. Проведена оценка разрешающей способности выпуклых или объемных антенных решеток в зависимости от коэффициента направленного действия. В целом установлено, что лучшей конфигурацией является сферическая.uk
dc.description.abstractukВступ. Оцiнка кутових координат джерел радiовипромiнювання становить серйозний дослiдницький iнтерес в рiзних сферах. Так, в бездротових телекомунiкацiйних системах iнформацiя про координати дозволяє здiйснити просторове роздiлення для збiльшення кiлькостi користувачiв, котрi можуть функцiонувати одночасно. Дослiджено вплив коефiцiєнта спрямованої дiї окремого антенного елемента на точнiсть визначення кутових координат джерел радiовипромiнювання кiльцевої, кубiчної i сферичної антенних решiток, що складаються з спрямованих випромiнюючих елементiв, якi знайшли широке застосування в сучасних бездротових комунiкацiйних технологiях. Теоретичнi результати. Для коректного функцiонування високоточних алгоритмiв радiопеленгацiї в складi розглянутих решiток здiйснено виведення точних виразiв, що описують амплiтудно-фазовий розподiл електромагнiтного поля решiток, т.зв. направляючi вектори. Експериментальнi результати. Здiйснено теоретичне дослiдження роботи даних антенних решiток за допомогою оцiнки границi Крамера-Рао, а також комп’ютерне моделювання з реалiзацiєю методу зi зверх розрiзненням MUSIC. Визначено межi змiни коефiцiєнта спрямованої дiї окремого елемента, за якого досягається максимальна точнiсть оцiнки кутових координат. Зi збiльшенням коефiцiєнту пiдсилення окремих антен точнiсть пеленгацiї може значно змiнюватися залежно вiд азимутального положення сигналу i прийнятним вибором коефiцiєнта спрямованої дiї. Проведено оцiнку роздiльної здатностi опуклих або об’ємних антенних решiток в залежностi вiд коефiцiєнта спрямованої дiї. Висновок. В цiлому встановлено, що найкращою конфiгурацiєю антенної ршiтки є сферична. З пiдвищенням пiдсилення окремих антен точнiсть пеленгацiї може значним чином змiнюватися залежно вiд азимутального положення сигналу i прийнятним вибором коефiцiєнта спрямованої дiї є рiвним вiд чотирьох до шести.uk
dc.format.pagerangeС. 16–24uk
dc.identifier.citationНечаев, Ю. Б. Оценка границы Крамера-Рао выпуклых антенных решеток с направленными излучателями для радиопеленгации / Ю. Б. Нечаев, И. В. Пешков, Н. А. Фортунова // Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць. – 2018. – Вип. 75. – С. 16–24. – Бібліогр.: 14 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/RADAP.2018.75.16-24
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/30368
dc.language.isoruuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.sourceВісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування: збірник наукових праць, Вип. 75uk
dc.subjectрадiопеленгацiяuk
dc.subjectспрямованi випромiнювачiuk
dc.subjectзверх роздiльна здатнiстьuk
dc.subjectцифрова антенна решiткаuk
dc.subjectкiльцевi антеннi решiткиuk
dc.subjectоб’ємна антенаuk
dc.subjectКНДuk
dc.subjectradio remote controluk
dc.subjectsuper-resolutionuk
dc.subjectdigital antenna arrayuk
dc.subjectcircular antenna arraysuk
dc.subjectdirectional emittersuk
dc.subjectdirectivityuk
dc.subject.udc621.396uk
dc.titleОценка границы Крамера-Рао выпуклых антенных решеток с направленными излучателями для радиопеленгацииuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
VKPIRR2018_75_3Nechaiev.pdf
Розмір:
992.96 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.06 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць, Вип. 75