ΜΕΛΕΤΗ ΤΟΥ ΔΙΚΤΥΟΥ ΤΡΟΦΟΔΟΣΙΑΣ ΣΤΟΙΧΕΙΟΚΕΡΑΙΩΝ ΠΙΝΑΚΑ BUTLER N×N ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΤΟΥ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΥ ΛΑΖΑΡΟΥ ΑΜ :714 ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ : Δρ. ΓΚΟΤΣΗΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ.

Παρουσίαση με θέμα: "ΜΕΛΕΤΗ ΤΟΥ ΔΙΚΤΥΟΥ ΤΡΟΦΟΔΟΣΙΑΣ ΣΤΟΙΧΕΙΟΚΕΡΑΙΩΝ ΠΙΝΑΚΑ BUTLER N×N ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΤΟΥ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΥ ΛΑΖΑΡΟΥ ΑΜ :714 ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ : Δρ. ΓΚΟΤΣΗΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΜΕΛΕΤΗ ΤΟΥ ΔΙΚΤΥΟΥ ΤΡΟΦΟΔΟΣΙΑΣ ΣΤΟΙΧΕΙΟΚΕΡΑΙΩΝ ΠΙΝΑΚΑ BUTLER N×N ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΤΟΥ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΥ ΛΑΖΑΡΟΥ ΑΜ :714 ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ : Δρ. ΓΚΟΤΣΗΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΣΕΡΡΕΣ 2013 1

2 “ Έξυπνες κεραίες ”  Συστήματα κεραιών τα οποία τροποποιούν τα λαμβανόμενα ή μεταδιδόμενα χαρακτηριστικά τους με σκοπό την αύξηση της απόδοσης τους. 2 ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΛΑΖΑΡΟΣ

3 “ Έξυπνες κεραίες ” Εισήχθησαν για να αντιμετωπιστούν προβλήματα όπως : Πολλα π λή Όδευση (Multipath) Ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα (EMC) Συγκαναλική Παρεμβολή (Co-channel Interference) 3 ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΛΑΖΑΡΟΣ

4 Πλεονεκτήματα “ Έξυπνων κεραιών ”  Μεγαλύτερο πεδίο κάλυψης  Μειωμένες δαπάνες αναβάθμισης δικτύου  Μειωμένες απώλειες πολλαπλών διαδρομών  Μεγαλύτερη ασφάλεια  Βελτιωμένες υπηρεσίες  Αυξημένη χωρητικότητα 4 ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΛΑΖΑΡΟΣ

5 Τύποι συστημάτων “ Έξυπνων κεραιών ” Κεραίες μεταγωγής δέσμης (switched-beam antennas) Κεραίες π ροσαρμοστικής δέσμης (adaptive-beam antennas) 5 ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΛΑΖΑΡΟΣ

6 Κεραίες μεταγωγής δέσμης Δημιουργία ε π ικαλυ π τόμενων σταθερών λοβών π ου καλύ π τουν μια ζητούμενη π εριοχή και ε π ιλογή του κατάλληλου λοβού ο ο π οίος δίνει και την καλύτερη λήψη για τον συγκεκριμένο χρήστη. 6 ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΛΑΖΑΡΟΣ

7 Κεραίες προσαρμοστικής δέσμης Έχουν την δυνατότητα να προσαρμόζονται συνέχεια. Η δέσμη στρέφεται στον επιθυμητό χρήστη και « κλειδώνει » πάνω του ενώ παράλληλα μηδενίζει τις παρεμβολές άλλων χρηστών. 7 ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΛΑΖΑΡΟΣ

8 Μικροκυματικά δίκτυα τροφοδοσίας “ Έξυπνων κεραιών ” 8 ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΛΑΖΑΡΟΣ

9 9 Αριθμός δεσμών = Αριθμός στοιχείων κεραίας = ΝΑριθμός υβριδικών = Αριθμός μετατο π ιστών φάσης = Υλο π οίηση με μικροταινιακές γραμμέςΓρήγορη μεταγωγή δέσμης Πίνακας Butler Χαρακτηριστικά (1/3): ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΛΑΖΑΡΟΣ

10 Πίνακας Butler Χαρακτηριστικά (2/3): 10 Μικρός όγκος και βάρος στις μικροκυματικές συχνότητες Μικρό κόστος κατασκευήςΧαμηλή α π ώλεια εισαγωγής (insertion loss) Το σχήμα ενός π ίνακα Butler είναι η π ρογραμματιστική δομή του γρήγορου μετασχηματισμού Fourier (FFT) ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΛΑΖΑΡΟΣ

11 Πίνακας Butler Χαρακτηριστικά (3/3): 11 ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΛΑΖΑΡΟΣ Ορθογωνιότητα δεσμών Διαφορά ΦάσηςΓωνία Μεγίστου

12 Δομή Πίνακα Butler 12 ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΛΑΖΑΡΟΣ Πίνακας Butler 8x8

13 Δομή Πίνακα Butler Αποτελείται από :  Υβριδικούς συζεύκτες  Μετατοπιστές φάσης  Crossover  Κατακόρυφες διασυνδέσεις  Διαιρέτες ισχύος  Διακόπτες διόδων PIN 13 ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΛΑΖΑΡΟΣ

14 Υλοποίηση Η υλοποίηση του λογισμικού έγινε με το :  Graphical User Interface του MATLAB 14 ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΛΑΖΑΡΟΣ

15 Υλοποίηση Η ανάπτυξη της εφαρμογής στο GUI έγινε σε 4 στάδια : 1. Θεωρητική σχεδίαση της εφαρμογής πριν την υλοποίηση της σε Matlab 2. Σχεδιασμός της εφαρμογής στο κατάλληλο περιβάλλον (Guide Layout Editor) και δημιουργία των απαιτούμενων αντικειμένων 3. Καθορισμός ιδιοτήτων του GUI και του κάθε αντικειμένου 4. Προγραμματισμός του κάθε αντικειμένου, εάν χρειάζεται 15 ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΛΑΖΑΡΟΣ

16 Υλοποίηση 16 ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΛΑΖΑΡΟΣ Είσοδος

17 Υλοποίηση Επιλογή σειράς διαγραμμάτων 17 ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΛΑΖΑΡΟΣ

18 Υλοποίηση Ο χρήστης έχει τη δυνατότητα (1/2) : Να επιλέξει την τάξη του ΠΒ που επιθυμεί. Να επιλέξει όποια δέσμη θέλει και να τη δει μεμονωμένα. 18 ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΛΑΖΑΡΟΣ

19 Υλοποίηση Ο χρήστης έχει τη δυνατότητα (2/2): Να επεξεργαστεί και να αποθηκεύσει όποιο διάγραμμα ακτινοβολίας θέλει με τα plot tools του Matlab. Να δει τη θέση μεγίστου του κύριου λοβού. Να μελετήσει τα αποτελέσματα των παραμέτρων SLL και HPBW. 19 ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΛΑΖΑΡΟΣ

20 Υλοποίηση SLL και HPBW 20 ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΛΑΖΑΡΟΣ Side Lobe Level: Στάθμη πλευρικού λοβού είναι ο λόγος της ισχύος του πλευρικού λοβού στην κατεύθυνση μεγίστου του προς την αντίστοιχη ισχύ του κύριου λοβού Half Power Beamwidth: Άνοιγμα μισής ισχύος εννοούμε τη γωνία που σχηματίζουν οι διευθύνσεις εκατέρωθεν της διεύθυνσης μεγίστου για τις οποίες η ένταση ακτινοβολίας είναι η μίση της μέγιστης τιμής.

21 Υλοποίηση Patch με βάση το μοντέλο αντηχείου 21 ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΛΑΖΑΡΟΣ

22 Υλοποίηση Patch Συνολικό μέτρο ηλεκτρικού πεδίου: Ακτινοβολούμενο πεδίο Παράγοντας διάταξης Όπου και 22 ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΛΑΖΑΡΟΣ

23 Υλοποίηση Παράγοντας διάταξης 8x8 23 ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΛΑΖΑΡΟΣ

24 Υλοποίηση Επιλογή εμφάνισης μεμονωμένης δέσμης 24 ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΛΑΖΑΡΟΣ

25 25 ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΛΑΖΑΡΟΣ Σύγκριση Παράγοντα Διάταξης

26 Υλοποίηση Ο παράγοντας διάταξης προκύπτει από τον παρακάτω τύπο : όπου Για να προκύψει το συνολικό διάγραμμα ακτινοβολίας πολλαπλασιάζουμε το πεδίο κάθε στοιχείου κεραίας με τον παράγοντα διάταξης 26 ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΛΑΖΑΡΟΣ E (total) = [E(single element at reference point)] × [array factor]

27 Υλοποίηση Διάγραμμα ακτινοβολίας κεραίας ΠΒ 16x16 27 ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΛΑΖΑΡΟΣ

28 Υλοποίηση Επιλογή εμφάνισης μεμονωμένης δέσμης 28 ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΛΑΖΑΡΟΣ

29 29 ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΛΑΖΑΡΟΣ Σύγκριση συνολικού Διαγράμματος ακτινοβολίας

30 ΤΕΛΟΣ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ 30 ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΛΑΖΑΡΟΣ