ИССЛЕДОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ ЦИФРОВОЙ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ФИЛЬТРАЦИИ РАДИОВОЛН УЛЬТРАКОРОТКОВОЛНОВОГО ДИАПАЗОНА ДЛЯ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ЗАДАЧ СВЯЗИ НА ДАЛЬНИЕ РАССТОЯНИЯ, УСТОЙЧИВЫХ К НЕСТАЦИОНАРНОЙ СРЕДЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ

Объектом исследования является адаптивная пространственная обработка сигналов цифровыми антенными решётками. Цель работы – исследование и адаптация методов пространственно-временной обработки УКВ-радиосигналов не только по азимуту, но и углу места цифровыми антенными решетками, компенсирующими нестационарности после взаимодействия с атмосферой, рельефом и тропосферой, для проектирования высокоточных инфокоммуникационных систем, повышающих их помехозащищённость, емкость и пропускную способность на дальние расстояния. В работе проведены исследования распространения УКВ-радиосигналов в сложных условиях. Беспроводная связь с помощью ультракоротких волн сопряжена с такими трудностями, как высокая степень затухания, отражения от земной поверхности, в том числе сложная местность с переотражениями и дифракцией, а также распространение в условиях городской застройки. Для преодоления данных недостатков особенно важно цифровое диаграммообразование. В частности, были исследованы цилиндрические и полусферические антенные решётки, в качестве элементов которых были выбраны простые полуволновые диполи и направленные антенны Яги-Уда или директорные антенны. Кроме того, для пространственной обработки использовалась оценка угловых координат со сверхразрешением MUSIC с последующим формированием диаграммы направленности, вектор весовых коэффициентов был получен согласно оптимальному алгоритму максимизации отношения мощности полезного сигнала к сумме мощностей помех и шума. В качестве каналов связи использовались: свободное прохождение земных УКВ-волн, двухлучевая модель отражения от земли, трехлучевая модель прохождения волн через лесной массив, а также дифракционная модель одного клиновидного и нескольких препятствий, имитирующих реальную трассу Липецкой области. Установлено, что лучшей конфигурацией антенной решётки является полусферическая с направленными элементами с последующей радиопеленгацией по методу MUSIC и алгоритмом максимизации ОСПШ для формирования диаграммы направленности. Данная конфигурация позволяет снизить вероятность битовой ошибки в сложных условиях (лес, несколько непрозрачных препятствий) в несколько раз.