Geri Dön

Mutual coupling compensation in arrays and its implementation on software defined radios

Dizilerde karşılıklı kuplaj kompanzasyonu ve yazılımtabanlı telsizlerdeki uygulaması

PDF İndir

  1. Tez No: 690993
  2. Yazar: SANA KHAN
  3. Danışmanlar: Prof. Dr. ERCÜMEND ARVAS, DOÇ. DR. MEHMET KEMAL ÖZDEMİR
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Medipol Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği ve Siber Sistemler Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 154

Özet

Anten dizilerinde karşılıklı kuplaj, on yıllardır araştırılan klasik bir sorundur. Bu tez, SDR'leri kullanarak anten dizilerini almak için iki farklı test yatağı geliştirerek deneysel doğrulamalarıyla birlikte iki farklı algoritma sunar. Anten dizileri izotropik veya çok yönlü olabilir ve ULA, UCA'da düzenlenebilir veya herhangi bir geometriye genişletilebilir. DoA'nın etkisi, 0.24𝜆 ile 0.6𝜆 arasında değişen aralık değerleriyle ve gerçek zamanlı karşılıklı kuplaj telafisi ile ULA için incelendi. Sonuçlar, DoA'nın kuplaj kaldırıldıktan sonra yankısız bir oda kullanılmadan, kapalı bir ortamda çevrimiçi veya çevrimdışı yöntemlerle hesaplanabilen bir dekuplaj matrisi kullanılarak tam doğrulukla tahmin edilebileceğini gösterdi. Kuplajın veri hızlarındaki etkisini gerçek zamanlı olarak incelemek için, Zynq Radio ve Xilinx FPGA kullanılarak SIMO alıcı­verici için bir IEEE 802.11a standardı uygulandı. Verici, 802.11a standardını kullanarak bir HD resim gönderir ve alıcı karşılıklı kuplaj varlığında verilerin kodunu zamandan kompanzasyonundan sonra çözer. SNR, PER, EVM, kanal kapasitesi gibi performans ölçümleri, karşılıklı kuplajın etkilerinin hem zaman hem de frekans alanındaki kompanzasyonu ile birlikte görselleştir­ ilmesiyle analiz edilir. Sonuçlar, düşük RSSI'da alınan sinyalin kompanzasyon sonrasında 10 dB SNR kazancına ve kanal kapasitesinde 4 bps / Hz artışa sahip olabileceğini göster­ mektedir. Dekuplaj matrisi için kapalı form denklemi kullanan matematiksel bir model, ULA ve UCA geometrileri için geliştirilmiştir ve dizideki anten tipine bakılmaksızın önce­ den hesaplanabilen keyfi geometrilere kolaylıkla genişletilebilir. Hesaplama karmaşıklığı yalnızca tek bir matris çarpımıdır. Ayrıca, algoritma olumlu sonuçların elde edildiği iletim durumunda da test edilmiştir.

Özet (Çeviri)

Mutual coupling in antenna arrays is a classical problem that has been researched for sev­ eral decades. This thesis presents two different algorithms along with their experimental verification by developing two different test beds for mutual coupling compensation in receiving antenna arrays using SDRs. The antenna arrays can be directional or omni­ directional and arranged in ULA, UCA or extended to arbitrary geometry. The effect of DoA with spacing was studied for ULA with spacing varied from 0.24𝜆 to 0.6𝜆 with real­ time coupling compensation. The results showed that DoA can be estimated with full accuracy in an indoor environment without the use of an anechoic chamber after compen­ sation using a decoupling matrix which can be calculated by online or offline methods. In order to study the effect of coupling in real­time on data rates, an IEEE 802.11a standard was implemented for SIMO end­to­end transceiver using Zynq Radio and Xilinx FPGA. The transmitter sends an HD picture using the 802.11a standard and the receiver decodes the data in the presence of mutual coupling and after compensation in real­time. The performance metrics like SNR, PER, EVM , channel capacity are analyzed along with vi­ sualization of effects of mutual coupling and its compensation in both time and frequency domain. The results show that at low RSSI the received signal can have a 10 dB SNR gain after compensation and an increase of 4 bps/Hz in channel capacity. A mathemati­ cal model using a closed­form equation for the decoupling matrix has been developed for ULA and UCA geometries and can be easily extended to arbitrary geometries which can be precalculated irrespective of the antenna type in the array. The computational com­ plexity is only a single matrix multiplication. Furthermore, the algorithm was also tested in the transmitting case where favourable results have been achieved.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    82793

    Mutual coupling compensation in linear and planar array antennas

    Doğrusal ve düzlemsel anten dizilerinde bağlaşım dengelenmesi

    ŞENCAN TUNCER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1999

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. TOLGA ÇİLOĞLU

  2. Tez No

    480502

    Compensation of mutual coupling in transmitting arrays of thin wire antennas

    Verici ince tel anten dizilerinde karşılıklı bağlanmanın tazmin edilmesi

    SANA KHAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Medipol Üniversitesi

    Elektromanyetik Alanlar ve Mikrodalga Tekn. Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERCÜMEND ARVAS

  3. Tez No

    687003

    Array processing and optimization techniques of beamforming and resource allocation for enhanced spectral efficiency in 5g and beyond systems

    5g ve ötesı sıstemlerının hüzmeleme ve spektral verımlılığının vektör íşleme ve optımızasyon ıle gerçekleştırılmesı

    NANN WIN MOE THET NANN WIN MOE THET

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Medipol Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği ve Siber Sistemler Ana Bilim Dalı

    Assoc. Prof. Dr. MEHMET KEMAL ÖZDEMİR

  4. Tez No

    791842

    Uydudan küresel konumlama sistemleri için karıştırmaya dayanıklı akıllı anten dizisi ve ön-uç elektroniği tasarımı

    Anti-jam smart antenna and front end design for global navigation satellite systems

    OLCAY YİĞİT

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Mühendislik BilimleriEge Üniversitesi

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. YAVUZ ÖZTÜRK

  5. Tez No

    305767

    Mutual coupling calibration of antenna arrays for direction-of-arrival estimation

    Geliş-açısı kestirimi için anten dizilerinin müşterek bağlaşım kalibrasyonu

    TAYLAN AKSOY

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü

    PROF. DR. T. ENGİN TUNCER

Geri Dön