تحليل سيستم¬هاي چند ورودي چند خروجي مبتني بر سيگنال مارپيچي با آرايه¬هاي خطي آنتني

كارشناسي ارشد

با توجه به افزايش روزافزون كاربران و نياز آنها به سرويس¬هاي باند پهن، شبكه¬هاي مخابراتي به سوي ارتقاي ظرفيت و عملكرد هدايت مي¬شوند. براي اين منظور اخيرا يك ويژگي امواج الكترومغناطيسي به نام تكانه زاويه¬اي مداري(OAM) مورد مطالعه قرار¬گرفته است. امواج با تكانه زاويه¬اي مداري خود داراي دو ويژگي منحصر¬بفرد هستند. اولين ويژگي حالت OAM كه ناشي از بار توپولوژيكي است و دومين ويژگي فاز سمتي يا مارپيچي مي¬باشد. استفاده از امواج OAM و ويژگي¬هاي آن درحوزه امواج راديويي، درجات آزادي جديدي را فراهم مي¬آورند. بنابراين، مي¬توان از آن به منظور بهبود عملكرد سيستم از نظر ظرفيت و كارايي طيفي در سيستم¬هاي مخابراتي بهره برد. در اين پايان¬نامه يك مدل آرايش سيستم چند آنتني مبتني بر تكانه زاويه¬اي مداري با آرايه آنتني خطي يكنواخت در دو سمت ارسال و دريافت ارائه شده است. در ادامه اين سيستم با استفاده از يك مولد OAM خاص پيكربندي گرديده است. هر آنتن مولد OAM به تنهايي قادر به توليد حالت OAM دلخواه است، بنابراين به طور همزمان مي¬توان چند سيگنال OAM متفاوت با فاز¬هاي مختلف در يك فركانس ارسال كرد. سپس با توجه به اهميت آرايه¬هاي آنتني و خواص OAM به بهينه¬سازي سيستم مذكور با استفاده از خاصيت فاز مارپيچي بهينه پرداخته شده است. استفاده از آرايش آنتني خطي و تركيب آن با سيستم مبتني بر OAM و علاوه بر آن استفاده از نوع خاصي از مولد OAM و تركيب آن با آرايش خطي آنتني سيتم ميتني بر OAM نسبت به مطالعات پيشين متفاوت¬تر است. علاوه بر اين نوآوري ديگر مقايسه اين سيستم با سيستم OAM با آرايه دايروي و سيستم چند ورودي چند خروجي بدون OAM از نظر ظرفيت و بهره ظرفيت است. جهت ارزيابي و مقايسه مدل سيستم ارائه شده با روش¬هاي پيشين از شبيه سازي رايانه¬اي استفاده شده است. نتايج و مقايسه¬ها نشان مي¬دهد مدل سيستم ارائه شده بدليل استفاده از فاز مارپيچي و حالت OAM بهينه از ظرفيت بالاتري نسبت به سيستم چند آنتني غير OAM با آرايه خطي و دايروي يكنواخت و همچنين سيستم چندآنتني OAM با آرايه دايروي يكنواخت دارد. همچنين افزايش تعداد آنتن¬ها در دو سمت ارسال و دريافت باعث افزايش ظرفيت سيستم ارائه شده است. بهره ظرفيت سيستم ارائه شده نيز با توجه به خواص OAM بهينه شده از مقادير بالاتري نسبت به سيستم چند آنتني غير OAM دارا¬ است.

190365

دانشگاه علم و صنعت ايران

مخابرات سيستم

دكتر ابوالفضل فلاحتي