Эффективные алгоритмы настройки дискретных согласующих антенных устройств ДКМВ-диапазона с использованием быстрого поиска геометрической близости точек

Аннотация

В настоящее время интерес к вычислительным алгоритмам настройки дискретных силовых контуров согласующих антенных устройств не угасает. Вместе с тем большое количество публикаций на эту тему посвящено частным эмпирическим алгоритмам и их реализации на конкретных аппаратных платформах, не затрагивая вопросы поиска принципиально новых решений. Стремление повысить достоверность описания трансформирующих свойств дискретных силовых контуров согласующих антенных устройств на рабочих частотах определило метод их моделирования в виде матричных структур. Подобные подходы жестко связаны со структурным построением силового контура и требуют большого объема матричных вычислений с комплексными числами. Показано, что техника дискретных согласующих антенных устройств ДКМВ-диапазона относится к такой области знаний, в которой возникающие задачи могут быть решены с помощью алгоритмов вычислительной геометрии и структур данных. Предложен легкореализуемый вычислительный алгоритм настройки дискретного контура согласующих антенных устройств с использованием метода быстрого поиска геометрической близости точек, лишенный указанных выше недостатков. В вычислительной геометрии концепция естественных соседей связана с такими понятиями, как диаграмма Вороного, триангуляция Делоне и различными древовидными структурами данных: KD-дерево, квадродерево, дерево покрытий (cover tree), VP-дерево (vantage-point tree; дерево с точкой обзора) и др. Применение перечисленных методов является перспективным для реализации вычислительных процедур настройки дискретных согласующих антенных устройств. Однако их исполнение на микроконтроллерах - довольно сложная задача, требующая высокой квалификации программиста. В статье обсуждается доступный и эффективный подход с использованием предварительной сортировки данных и метода «перевернутого списка». Это один из самых простых с точки зрения реализации методов. Он существенно лучше метода полного перебора, хотя и не может конкурировать с методами, использующими пространственные индексные структуры. Показан положительный эффект от применения описанных алгоритмов настройки согласующих антенных устройств ДКМВ-диапазона, в особенности, для сеансов связи с неопределенными заранее рабочими частотами, и, несомненно, эффективность методов быстрого поиска геометрической близости точек можно считать доказанной.