Измерение рассогласований характеристик приемных каналов стенда цифро-вой антенной решетки на базе USRPX310
DOI:
https://doi.org/10.22213/2413-1172-2020-4-69-76Ключевые слова:
программно определяемая радиосистема, фазированная антенная решетка, USR PX 310, UBX 160 MHz, Twin RX 80 MHz, Gnu Radio, MATLABАннотация
В настоящее время с развитием методов цифровой обработки сигналов наблюдается переход всех сфер деятельности человека к новому стандарту оборудования. Данный аспект сильно затронул военную сферу, в частности область радиолокации. Развитие устройств, поддерживающих цифровую обработку, привело к созданию технологии software-definedradio (SDR). В результате формирования данной технологии появилась возможность разработки современных радиолокационных систем с использованием программных моделей, базирующихся на технологии SDR. Однако имеется проблема качественного построения данных систем, связанная с несовершенными параметрами SDR-устройств, например, отсутствием идентичности в каналах.
В исследовании ставится цель – численно оценить несоответствия характеристик между каналами SDR-устройств. В качестве объекта исследования выступает стенд цифровой антенной решетки. Для решения поставленной задачи была разработана методика измерения характеристик, на базе которой проведены испытания.
В процессе испытаний построены графики изменения фазовых сдвигов между каналами от времени, а также численные оценки значений. Выявлено, что каналы четырехканального приемника имеют постоянный сдвиг фаз относительно первого канала. Данный сдвиг фаз сохраняется с течением времени для каждого канала.
После определения абсолютных значений фазовых сдвигов разработана методика их калибровки. Это позволит использовать выбранный инструментарий при разработке фазированной антенной решетки. Однако при калибровке было установлено наличие несоответствия уровней сигналов между каналами. Относительная погрешность уровней составила ± 2 % для второго канала, ± 4 % – для третьего и ± 7 % – для четвертого относительно первого канала.Библиографические ссылки
Dmitriev D.D. Methods beam forming adaptive digital array and their study using a computer model, IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 2018. 8 p.
Vannucci G., Bletsas A. and Leigh D.A software-defined radio system for backscatter sensor networks. IEEE Trans. Wireless Commun., 2008, vol. 7, no. 6, pp. 2170-2179.
Nechaev Yu.B., Peshkov Ilia. The Multibeam Digital Antenna Array with Directive Emitters for Pseudo Noise (PN) Signals Spatial Filtering, Conf., 2019 Systems of Signal Synchronization, Generating and Processing in Telecommunications (SYNCHROINFO), 2019, 6 p.
Vasin A.A., Ponomarev L.I. High-accuracy direction finding of arbitrarily correlated multipath signals with the use of digital antenna arrays. J. of Communications Technology and Electronics, 2015, vol. 60, no. 12, pp. 1311-1321.
Angelo A. Beltran Jr., Francisco I. Alano. A simulation research on linear beam forming transmission. International J. of Scientific Engineering and Technolo-gy, vol. 3, no. 12, pp. 1431-1435.
Исследование и оценка характеристик сквозного тракта стенда, реализующего цифровую антенную решетку / А. С. Раев, П. М. Касимов, А. А. Зайцева, А. Н. Копысов // Приборостроение в XXI веке: интеграция науки, образования производства : Сб. материалов XV Всерос. науч.-техн. конф. (Ижевск, 20–22 ноября 2019 г.). Ижевск : Изд-во ИжГТУ имени М. Т. Калашникова, 2019. С. 277–285.
Кривин Н. Н. Поляризационный след и поляризационный контраст малоразмерных радиолокационных объектов : дис. … канд. техн. наук. Томск, 2015. 111 с.
Srikanth Pagadarai, Travis Collins, Neel Pandeya. Phase Synchronization Capability of Twin RXD aughterboards and DoA Estimation. Available from World Wide Web. Ettus Research, 2016, 15 p.
Раев А. С., Копысов А. Н., Хворенков В. В. К вопросу выбора программных инструментов для моделирования радиолокационных систем // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2019. Т. 22, № 3. С. 72–81. DOI: 10.22213/2413-1172-2019-3-72-81.
Neel Pandeya, Nate Temple. Synchronization and MIMO Capability with USRP Devices. Available from World Wide Web. Ettus Research, 2016, 8 p.
Раушер К., Йанссен Ф., Минхольд Р. Основы спектрального анализа : пер. с англ. С. М. Смольского ; под ред. Ю. А. Гребенко. Изд. 2-е, испр. М. : Горячая линия – Телеком, 2014. 226 с. ISBN 978-5-9912-0429-3.
Дьяконов В. П. MATLAB. Полный самоучитель. М. : ДМК Пресс, 2017. 768 с.
