Параметрическая идентификация матричной модели согласующего антенного устройства

Аннотация

Современные тенденции развития радиосвязи в диапазоне ДКМВ предусматривают улучшение управляемости и увеличение скорости перестройки согласующих антенных устройств (САУ). Необходимость управления процессом настройки с помощью микроконтроллера по результатам измерения входного импеданса антенны в режиме online требует повышения точности моделирования трансформирующих свойств этих устройств и последующих расчетов по выработке команд регулирования дискретными органами согласования. Чем достовернее данные в памяти микроконтроллера будут характеризовать реальные свойства органов согласования устройства, тем лучше будет регулирование ими. По результатам натурного эксперимента рассмотрены вопросы параметрической идентификации ранее предложенной концептуальной матричной модели дискретного силового контура широкодиапазонного САУ. Ввиду сложности технологического моделирования трансформирующих свойств контуров стоит задача повышения точности его численных результатов для каждого устройства. При найденном множестве решений для модели с выбранной структурой и значительном количестве неизвестных параметров ее идентификация по экстремуму целевой функции не представляется возможной. Соответственно, проведен анализ априорной идентифицируемости (теоретической, с однозначным определением параметров) на основе качественного исследования структуры модели и схемы «идеального» эксперимента (с детерминированностью всех безошибочно измеряемых величин). Идентифицируемость предложенной модели силового контура подтверждена. Описаны варианты проведения эксперимента, алгоритм обработки его результатов, а также способы получения их гарантированного качества с помощью векторного анализатора цепей за известное время при заданных затратах. Критерием оценки соответствия модели реальному силовому контуру определена мера количества ее ошибок после измерений комплексных коэффициентов на наборе частот. Обработка результатов по методу наименьших квадратов с интерполяцией для всего частотного диапазона уменьшает погрешности и трудоемкость эксперимента. Моделирование 9-разрядного индуктивного органа согласования устройства подтвердило корректность и эффективность матричного описания трансформирующих свойств широкодиапазонного САУ и других представленных решений, а также возможность полной автоматизации проведения данного эксперимента.