ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. ISSN 1684-1719. 2022. №11
Оглавление выпускаТекст статьи (pdf)
DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2022.11.17
ФОКУСИРОВКА ИЗЛУЧЕНИЯ СЕТЕЙ БЕСПРОВОДНОЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
В ЗАДАННЫХ ТОЧКАХ ПРОСТРАНСТВА
Д.А. Юзвик, М.А. Степанов
Новосибирский государственный технический университет
630073, Новосибирск, пр. Карла Маркса, 20
Статья поступила в редакцию 23 августа 2022 г.
Аннотация. В статье описывается проблема пространственной селекции устройств, работающих в одном частотном диапазоне. Рассматривается возможность фокусировки электромагнитных полей в нескольких заданных областях пространства. Предложенный способ фокусировки электромагнитного поля может быть дополнительным способом селекции устройств, которые работают в одном частотном диапазоне. Рассматриваемая система, состоящая из пространства, излучающих антенн и точек фокусировки представляется в виде абстрактного многополюсника с числом входов, равного количеству излучающих антенн и с множеством выходов, равному количеству точек фокусировки. Введена система координат, позволяющая рассчитать расстояния между точками излучения и фокусировки. Описан метод вычисления комплексных коэффициентов передачи между точками излучения и точками приема. Получено аналитическое выражение, являющееся системой линейных алгебраических уравнений, позволяющее рассчитать необходимые амплитуды и фазы сигналов, подводимых к излучающим антеннам. Представлена модель в системе автоматизированного проектирования, содержащая 56 излучающих антенн. Было задано 9 точек фокусировки, в 4 из которых должны быть максимумы электромагнитного поля. Моделирование подтвердило теоретические расчеты. Рассмотрен способ оптимизации расчетов начальных амплитуд и фаз, путем исключения элементов характеристической матрицы. Это позволило сократить количество элементов в характеристической матрице.
Ключевые слова: электромагнитные поля, фокусировка, антенные решетки, телекоммуникации, пространственная селекция, оптимизация расчетов, характеристическая матрица.
Финансирование: Исследование выполнено при финансовой поддержке в рамках реализации программы развития НГТУ, научный проект №С22-25.
Автор для переписки: Юзвик Денис Андреевич, zetanicestar@gmail.com
Литература
1. Huo Y., Dong X., Xu W., Yuen M. Cellular and WiFi Co-design for 5G User Equipment. 2018 IEEE 5G World Forum (5GWF). 2018. P.256-261. https://doi.org/10.1109/5GWF.2018.8517059
2. Sawada H., Araki S., Mukai R., Makino S. Grouping Separated Frequency Components by Estimating Propagation Model Parameters in Frequency-Domain Blind Source Separation. IEEE Transactions on Audio, Speech, and Language Processing. 2007. V.15. №5. P.1592-1604. https://doi.org/10.1109/TASL.2007.899218
3. Смирнов В.Ю., Никитин О.Р. Линейные фазированные антенные решетки, сфокусированные в ближней зоне. Вестник РГРТУ. 2008. №4. С.32-34.
4. Обуховец В.А. Синтез симметричных СВЧ-многополюсников. Известия Южного федерального университета. Технические науки. 2018. №7(201). С.177-185.
5. Cameron R. Analysis of Multiport Microwave Networks. Microwave Filters for Communication Systems: Fundamentals, Design, and Applications. 2018. P.147-175. https://doi.org/10.1002/9781119292371.ch5
6. James J, Hall P., Wood C. Microstrip antenna theory and design. London, Peter peregrinus Ltd. 1981. 304 p.
7. Golio M., Golio J. RF and microwave circuits, measurements, and modeling. CRC Press. 2007. 772 p.
8. Steer M. Fundamentals of Microwave and RF Design. NC state, University of North Carolina Press. 2019. 244 p.
9. Aaen P. Modeling and Characterization of RF and Microwave Power FETs. Cambridge University Press. 2011. 380 p.
10. Elfergani I., Hussaini A., Abd-Alhameed R., See C., Child M., Rodriguez J. Design of a compact tuned antenna system for mobile MIMO applications. 2012 Loughborough Antennas & Propagation Conference (LAPC). 2012. P.1-4. https://doi.org/10.1109/LAPC.2012.6403013
11. Zhang C., Lai Q., Gao C. Measurement of active S-parameters on array antenna using directional couplers. 2017 IEEE Asia Pacific Microwave Conference (APMC). 2017. P.1167-1170. https://doi.org/10.1109/APMC.2017.8251665
12. Mauch S. Introduction to Methods of Applied Mathematics or Advanced Mathematical Methods for Scientists and Engineers. Mauch Publishing Company. 2003. 593 p.
Для цитирования:
Юзвик Д.А., Степанов М.А. Фокусировка излучения сетей беспроводной передачи данных в заданных точках пространства. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2022. №11. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2022.11.17