B GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO B QUC PHÒNG
VIN KHOA HC VÀ CÔNG NGH QUÂN S
-------------------
NGUYN TUN MINH
NGHIÊN CU GII PHÁP NÂNG CAO CHT LƯỢNG
ĐỊNH HƯỚNG NGUN BC X VÔ TUYN
Chuyên ngành: K thuật điện t
Mã s: 9520203
TÓM TT LUN ÁN TIN SĨ KỸ THUT
NI – M 2020
CÔNG TRÌNH NÀY ĐƯỢC HOÀN THÀNH TI
VIN KHOA HC VÀ CÔNG NGH QN S - B QUC PHÒNG
Người hướng dn khoa hc:
1. TS. Lê Thanh Hi
2. TS. Nguyn Trọng Lưu
Phn bin 1: GS. TS Bạch Gia Dương
Phn bin 2: PGS. TS Nguyn Huy Hoàng
Phn bin 3: PGS. TS Bùi Ngc M
Luận án được bo v trước Hi đng chm lun án cp Vin, hp ti
Vin Khoa hc Công ngh quân s vào hi ...... gi, ngày ..... tháng
.....m 2020
Có th tìm hiu lun án ti:
- Thư vin Vin Khoa hc và Công ngh quân s
- Thư vin Quc gia Vit Nam.
1
MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết: Định hướng các nguồn bức xạ tuyến vai trò
quan trọng trong các lĩnh vực của đời sống hội và đặc biệt đối với An
ninh Quốc phòng [1], [2], [5], [6], được áp dụng trong nhiều lĩnh vực
như: Ra đa, giám sát tuyến, quản tần số, cứu hộ cứu nạn, hàng
không trụ, tối ưu hóa trong thông tin liên lạc, trinh sát, tác chiến điện
tử nhiều lĩnh vực khác. Mặc đã nhiều giải pháp đề xuất nhằm
nâng cao chất ợng định hướng nguồn bức xtuyến nhưng vẫn tồn
tại một số hạn chế cần giải quyết như: Độ chính xác, độ phân giải, độ
phức tạp tính toán, tỷ số n hiệu trên tạp âm SNR, ảnh hưởng bởi nhiễu
tạp... Chính vậy, việc nâng cao chất lượng định hướng các nguồn bức
xạ vô tuyến còn có những vấn đề cần quan tâm nghiên cứu và phát triển.
Đây hướng nghiên cứu ý nghĩa khoa học, thực tiễn cấp thiết
nhằm phục vụ các lĩnh vực thuộc Kinh tế - hội cũng như An ninh -
Quốc phòng. Do đó, luận án lựa chọn đề tài nghiên cứu: Nghiên cứu
giải pháp nâng cao chất lượng định hướng nguồn bức xạ vô tuyến”.
Mục tiêu nghiên cứu: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp định hướng
nhằm giải quyết các hạn chế vđộ chính xác, độ phân giải, độ phức tạp
tính toán cũng như sự ảnh hưởng của nhiễu màu bất định thông tin
tiên nghiệm số lượng nguồn bức xạ vô tuyến.
Ni dung nghiên cu: Nghiên cu thut toán PM ci tiến, hình
tín hiu áp dụng cho dàn ăng ten ULA-UCA ULA trong gii bài toán
định hưng nhanh; nghiên cu s ảnh hưởng ca nhiu màu, mô hình tín
hiu áp dụng cho dàn ăng ten ch L ULA-ULA trc giao cùng tâm
pha đối xng trong giải bài toán định hướng 2D ngun bc x vô tuyến
tương quan.
Đối tƣợng nghiên cu: Các cấu trúc dàn ăng ten, các thut toán x
tín hiu, gii pháp kết hp gia xây dng cu trúc dàn ăng ten các
thut toán x lý tín hiu.
Phƣơng pháp nghiên cứu: Nghiên cu thuyết, các hình tín
hiu, áp dng các công c toán hc, tính toán phng đánh giá trên
máy tính.
Ý nghĩa khoa hc: Luận án đã đóng góp thêm một s giải pháp định
ng ngun bc x tuyến chất lượng cao. Các ni dung trình bày
trong lun án có thtài liu tham kho b ích phc v công tác nghiên
cu, ging dy trong các Hc viện, Nhà trường c sở nghiên cu
khoa hc.
Ý nghĩa thực tin: Luận án đã đề xut mt s gii pháp định ng
2
ngun bc x vô tuyến p hp vi xu hướng nghiên cu hin nay trên thế
gii. Các đề xut này th nghn cu ng dng phc v công c thiết
kế, chế th các h thng định ớng định v ngun bc x tuyến
phc v Quc png, Anh ninh kinh tế Quc dân nhm pt hin sm,
theo dõi đnh v chính xác các mc tiêu có nh thi gian thc.
CHƢƠNG 1: TNG QUAN V ĐỊNH HƯỚNG NGUN BC
X VÔ TUYN
1.1. Giới thiệu về định hƣớng nguồn bức xạ vô tuyến
nhiều cách đ phân loi các h thống định hướng ngun bc x
tuyến (gi tt ngun bc x) nhưng phổ biến nhất thường da vào
cu trúc h thống và phương thức x lý tín hiu [1].
Việc đánh giá ưu - nhược điểm ca mi thuật toán định hướng thông
thường được dựa trên các tiêu chí bản như sau: Đ chính xác, đ
phân gii, tốc độ hoạt động, kh năng định hướng trong môi trường đa
đường, độ nhạy và độ loi tr nhiu tp.
Chất lượng ca mi thuật toán định hướng b ảnh ng bi mt s
yếu t bản nsau [1]: S ng phn t ăng ten, số ng mu tín
hiu, SNR, khong cách gia các phn t ăng ten (d), s tương quan
gia các tín hiu các nhân t khác (tính không đng nht của biên độ
pha trên các phn t ăng ten, sự ghép ni s sai lch v trí ca các
phn t ăng ten).
Để đáp ng mc tiêu nâng cao chất lượng định ng ngun bc x
có th phân chia thành ba hướng nghiên cứu cơ bản như sau:
- Nghiên cu xây dng mô hình cấu trúc dàn ăng ten.
- Nghiên cứu đề xut, ci tiến áp dng các thut toán x lý tín hiu.
- Nghn cu kết hp gia xây dng mô nh cu trúc dàn ăng ten
thut toán x tín hiu. Đây cũng cnh hướng nghiên cu ca lun án.
1.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu
Các nghiên cu ch yếu tp trung vào gii quyết các hn chế còn tn
ti theo mt s vấn đề sau:
- Vấn đề v độ chính xác, độ phân giải và độ phc tp tính toán.
- Vấn đ v s ảnh hưởng ca nhiu phi tuyến, nhiu màu và bất định
thông tin tiên nghim s ng ngun bc x.
- Vấn đề s dng kết qu định hướng trong đnh v ngun bc x.
Theo đó, lun án s tp trung gii quyết các nhim v c th như sau:
- Nghiên cứu đề xuất giải pháp định hướng độ chính xác cao, độ
phức tạp tính toán thấp, có khả năng hoạt động trong điều kiện SNR nhỏ.
- Nghiên cứu đ xut giải pháp định ớng trong điu kin b nh
3
ng bi mt s dng nhiu màu giải bài toán định hướng 2D khi
bất định thông tin tiên nghim s ng ngun bc x.
- Nghiên cứu đề xut giải pháp định v có tính ng dng thc tin cao
da trên kết qu định ng.
1.3. Bài toán định hƣớng tng quát
1.4. Một số thuật toán định hƣớng nguồn bức xạ điển hình
1.5. Mt s phƣơng pháp định v da trên kết qu định hƣớng
1.6. Đt vấn đề nghiên cu
1.7. Kết luận chƣơng
Trên sở nghiên cu thuyết tng quan v định hưng ngun bc
x tuyến, chương 1 đặt ra các vấn đ cn nghiên cứu phương pháp
đánh giá kết qu cho các chương tiếp theo ca lun án.
CHƢƠNG 2: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ĐỊNH HƢỚNG SỬ DỤNG
THUẬT TOÁN PM CẢI TIẾN
2.1. Giới thiệu chƣơng
2.2. Thuật toán PM cải tiến
Gi thiết s ngun bc x (p) là đã biết s phn t ăng ten (M) tha
mãn M 2p + 2, thì véc chỉ phương A th đưc phân tích thành
dạng như sau [12]:
(2.2)
đây: Ma trn kích thước p x p, ma trn kích
thước (M 2p) x p.
Xây dng các ma trn ơng quan co từng phn có dng như sau [12]:
( )( ) ( ) ( )
(2.3)
( )( ) ( ) ( )
(2.4)
( )( ) ( ) ( )
(2.5)
Trong đó: ( )( ) thc hin ly hàng th i đến hàng th j ca
ma trn ( ), ( ) ( ) là ma trn hiệp phương sai của tín hiu.
các ngun bc x độc lp nên R, các ma trn kh
nghịch, do đó:
c R , là các ma trn kh nghch nên:
(
)
(2.6)
Biến đổi tương tự thu được:
(
)
(2.7)
Cng hai vế phương trình (2.6) và (2.7) thu được:
(2.8)
Phương trình (2.8) có dạng tương đương như sau: