تابع چگالی احتمال انحراف فرکانس آرایه چندگانگی فرکانسی تصادفی با پوشش مطلوب حوزه برد توسط یک پرتو جهت‌مند نقطه-ای

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی برق، دانشکده مهندسی دانشگاه کردستان

2 گروه مهندسی برق الکترونیک مخابرات، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران

چکیده

در این پژوهش توزیع بهینه تابع چگالی احتمال (PDF) انحراف فرکانس عناصر یک آرایه چندگانگی فرکانسی تصادفی (RFDA) استخراج شده است. با استفاده از تقریب راه دور، هارمونیک اصلی الگوی پرتو در باند پایه محاسبه شده و به ازای یک عرض پرتو طولی مشخص، توان آن برابر با نسبت بیشینه باند کناری (PSBR) قرار داده شده، که نشان‌دهنده ناچیز بودن توان هارمونیک‌های نامطلوب در محدوده پوشش پرتو اصلی RFDA می‌باشد. با استفاده از مساله بهینه‌سازی محدب و با اعمال یک تغییر متغیر مناسب یک روش جایگزین مبتنی بر مساله بهینه‌سازی مربعی تکرارشونده ارائه شده است. هدف، اطمینان از پوشش یک برد مشخص توسط پرتو نقطه‌ای آرایه است که تا حد امکان جهت‌مند باشد. به این منظور، نیاز به تولید یک PDF انحراف فرکانس با بیشترین شباهت به چگالی یکنواخت و به عبارتی، کمترین محدوده پویایی به ازای یک انحراف فرکانس ثابت می‌باشد. الگوی توان تشعشعی هارمونیک اصلی مربوط به چگالی بهینه با الگوهای تشعشعی مربوط به PDFهای یکنواخت، گوسی و دوجمله‌ای مقایسه شده است. با استفاده از مولد تصادفی وزن‌دار، اعداد تصادفی بر اساس چگالی بهینه تولید و نهایتا الگوی پرتو آرایه رسم شده است. همچنین بردار گسسته چگالی احتمال به دست آمده با استفاده از تابع توزیع کرنل (Kernel) با یک چگالی پیوسته مدل-سازی شده است. برای درستی‌سنجی روش ارائه شده، شبیه‌سازی‌های مختلف انجام شده است که نشان‌دهنده دقت روش ارائه شده می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Frequency Increment PDF for a Random Frequency Diverse Array with a Desired Range Coverage Employing a Dot-Shaped Directive Beam

نویسندگان [English]

  • Keyhan Hosseini 1
  • Mohammad Fathi 2
1 Department of Electronics and Communication Engineering, Faculty of Engineering, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran
2 Department of Electronics and Communication Engineering, Faculty of Engineering, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran
چکیده [English]

Employing convex and quadratic optimization problems, the optimal probability density function (PDF) for the frequency increment of a random frequency diverse array (RFDA) is extracted. Using a far-field approximation, the fundament harmonic of the radiation pattern is derived, and its power is equated to the peak sideband ratio (PSBR) for a pre-determined beamlength. That means that the power of undesired harmonics would be negligible within the main beam coverage range. Starting from the convex programming and utilizing a suitable variable transformation, an iterative quadratic programming is developed as an alternative technique. The objective is to make sure that the main beam would cover a specific range by a dot-shaped beam which should be as directive as possible. To perform this task, a PDF is generated as similar as possible to the uniform distribution. The radiation pattern for the generated optimal PDF is compared with those of the uniform, normal, and binomial PDFs. Subsequently, using a weighted random number generator, the radiation pattern of the RFDA is plotted. Furthermore, the generated discrete PDF, being in vector form, is modeled by a continuous PDF using the Kernel distribution function. To verify the proposed method, several simulations are performed which denote the accuracy of the proposed theory.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Frequency diverse array
  • convex programming
  • quadratic programming
  • frequency increment
  • beamwidth
  • fundamental harmonic