فهرست مطالب

مهندسی مخابرات جنوب - پیاپی 48 (تابستان 1402)

نشریه مهندسی مخابرات جنوب
پیاپی 48 (تابستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/04/01
  • تعداد عناوین: 6
|
  • سید حمیدرضا میرسالاری، افروز حق بین*، فربد رزازی صفحات 1-12
    در این مقاله یک روش تخمین کانال تکرارشونده در کانال محوشدگی چندمسیره برای یک سیستم چند ورودی - چند خروجی با تقسیم فرکانسی چندگانه متعامد (MIMO-OFDM) در حضور نویز گوسی و ضربه ای پیشنهاد می دهیم. مزایای سیستم های MIMO-OFDM زمانی قابل درک است که کیفیت تخمین کانال در گیرنده تضمین شده باشد. ما در این مقاله پیشنهاد می کنیم که بخشی از سمبل های داده بازیابی شده قابل اعتماد را به عنوان پایلوت کمکی برای تخمین مجدد کانال در نظر بگیریم. با اضافه کردن پایلوت های کمکی جدید به پایلوت های اصلی دقت تخمین کانال در تکرارهای بعدی بهبود می یابد. برای انتخاب داده های قابل اعتماد ما از معیار همبستگی بین ضرایب کانال داده با پایلوت های اصلی بهره می بریم. بااین حال استفاده از تخمین کانال تکرارشونده زمان بر است،  بنابراین لازم است از تخمین گر کانالی که زمان پردازش کم و پیچیدگی محاسباتی پایینی دارد،  استفاده شود. ما در تخمین گر پیشنهادی از روش پایه حداقل مربعات (LS) که پیاده سازی بسیار ساده ای دارد استفاده کردیم. نتایج شبیه سازی،  نشان می دهد که روش تکرارشونده پیشنهادی با افزایش پایلوت ها در تکرارهای بعدی در مقایسه با روش های کلاسیک موجود عملکرد سیستم MIMO-OFDM را بهتر می کند.
    کلیدواژگان: MIMO-OFDM، فیدینگ چند مسیره، پایلوت های کمکی، تخمین مجدد کانال
  • ریحانه نظرآقایی، عبدالرسول قاسمی*، نجمه چراغی شیرازی صفحات 13-28

    در این مقاله به بررسی جامعی از چگونگی رفتار نشست ولتاژ کنترل در اسیلاتورهای کنترل شده با ولتاژ(VCO) با در نظر گرفتن همه عوامل غیرایده آل در مدارهای حلقه قفل فاز پرداخته شده است. همچنین ساختارهای مختلف آشکار ساز فاز و تاثیر آنها بر روی سرعت قفل شدن مدار حلقه قفل فاز، ریپل ولتاژ کنترل و محدوده فرکانسی قفل با هم مقایسه خواهد شد. سه مدار حلقه قفل فاز با آشکاز فاز XOR، آشکارساز RS-FF و آشکارساز فاز دینامیکی در این مقاله بررسی شدند. شبیه سازیها در تکنولوژی 0.18µm-CMOS و با منبع تغذیه 1.8v انجام شد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد محدوده عمل مدار حلقه قفل فاز شامل آشکار فاز دینامیکی با مدار پمپ بار نسبت به اثرات غیرایده آل نسبت به مدار حلقه قفل فاز شامل آشکار فاز XOR و مدار حلقه قفل فاز شامل آشکار فاز RS-FF ریپل کمتری دارد. 

    کلیدواژگان: حلقه قفل فاز، آشکارساز فاز، اسیلاتور کنترل شده با ولتاژ
  • مهدی حسین زاده هرویان* صفحات 29-42
    دسته ای از موشک های زمین به هوا، موشک های آشیانه یاب (ردیاب) هستند که جهت مقابله با اهداف هوایی نظیر هواپیما یا بالگرد مورداستفاده قرار می گیرند. با ایجاد اهداف مجازی توسط هدف، کارایی این موشک ها بشدت کم شده است. ابتدایی ترین سیستم طراحی شده برای مقابله با اهداف کاذب، خاموش کردن سیستم هدایت هنگام شناسایی و مواجهه با این اهداف است. خاموش کردن هدایت به این معنا است که آخرین دستور شتاب قبل از مواجهه باهدف مجازی در طول مدت وجود هدف مجازی، برای هدایت موشک به کار گرفته شود. به علت وجود مانورهای هدف، هدایت خاموش در بعضی حالات مناسب عمل نمی کند. با فرض تشخیص ایجاد شدن هدف مجازی، در این مقاله از پیش بینی رفتار آینده موقعیت هدف برای مقابله با اهداف مجازی استفاده شده است. برای پیش بینی نیز از فیلتر کالمن تعمیم یافته استفاده شده است. نشان داده شده است که این روش در مقایسه با روش هدایت خاموش، مناسب تر عمل می کند. با توجه به در دسترس نبودن اطلاعات کافی از هدف، یکی از مشکلات روش پیش بینی، خطای موجود در مقدار اولیه حالت ها است. خطای زیاد در مقدار اولیه حالت ها باعث می شود که خطای پیش بینی در فیلتر کالمن تعمیم یافته و در نتیجه خطای برخورد زیاد شود. به این علت در این مقاله ایده استفاده از چند فیلتر کالمن تعمیم یافته به طور هم زمان، مطرح شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که این روش توانسته است تا حد زیادی وابستگی به مقدار اولیه را از بین ببرد و موشک را به سمت هدف هدایت نماید.
    کلیدواژگان: موشک آشیانه یاب، هدایت متناسب خالص، فیلترکالمن تعمیم یافته، ردیابی زاویه ای
  • سید حجت الله مدنی، یاشار زهفروش*، توحید صدقی صفحات 43-50

    در این مقاله تلاش بر این است آنتنی طراحی شود تا در کاربردهای مختلف راداری و مخابراتی مورداستفاده قرار گیرد. توجه به تشعشع آنتن در دستور کار قرارگرفته و بر روی تشعشع آنتن ها و همچنین پترن تشعشعی آن ها مطالعاتی انجام گرفته است حال با توجه به اینکه خاصیت پترن با ویژگی پره ای در آنتن ها با کاربردهای راداری همچنین در انواع کاربردهای مخابراتی مورداستفاده قرارمی گرد در این مقاله سعی برافزایش خاصیت پره ای بودن آنتن شده است. آنتن طراحی شده دارای دو المان تشعشعی بوده و در باند فرکانسی 3.5 گیگاهرتز از ساختار دولایه تشکیل می شود در لایه بالایی المان های تشعشعی و در لایه پایینی شبکه تغذیه قرار می گیرد. آنتن دوالمانی ساخته شده دارای پهنای باند امپدانسی 8/3-4/3 گیگاهرتز, بیشینه بهره 7 dBi و عرض بیم نصف توان 44 و 104 به ترتیب در صفحه های H و E هست؛ که نشان از پره ای بودن این آنتن دارد. ابعاد کلی آنتن 105×3/32×708/3 میلی مترمربع هست. آنتن ارایه شده برای به کارگیری در دستگاه های راداری و دستگاه های G5 در باند فرکانسی 5/3 گیگاهرتز پیشنهاد می گردد. با توجه به تست آزمایشگاهی این آنتن می توان گفت که نتایج تیوری و آزمایشگاهی همخوانی مناسبی باهم دارند.

    کلیدواژگان: آنتن، پترن پره ای، رادار، 5G
  • عباس آف، محسن سیماب*، مهدی نفر، سید علیرضا میرزایی صفحات 51-70

    به کارگیری استراتژی کنترل ترکیبی عصبی-فازی الهام گرفته از کنترل PID برای میرا نمودن نوسانات فرکانس در سیستم ریزشبکه هیبریدی جزیره ای (IHMG) درحضوراغتشاشات و نامعینی های پارامتری، در این مقاله بررسی شده است. با توجه به رفتار نامنظم منابع انرژی تجدیدپذیر (RES) نظیر توربین بادی و آرایه های خورشیدی و همچنین ماهیت متغیر با زمان بارهای مصرفی، انحراف فرکانس ریزشبکه از مقدار نامی به خصوص در حالت جزیره ای اجتناب ناپذیر است. تغییرات ناخواسته در بار مصرفی، میزان تابش خورشید، سرعت باد، و همچنین عدم قطعیت های پارامتری ناشی از ثابت های زمانی آن، منابع اصلی اغتشاش، در سیستم ریزشبکه هیبریدی جزیره ای مورد بررسی می باشد. در ساختار فازی کنترل کننده پیشنهادی، از خطا، مشتق و انتگرال خطای فرکانسی جهت آموزش و تست شبکه عصبی بهره گرفته شده است. بر اساس معادله تعادل توان بین عرضه و تقاضا، سعی در حداقل نمودن اثر اغتشاش در فرکانس خروجی با بهینه سازی موقعیت توابع عضویت فازی ورودی ها و خروجی آن نموده است. برای ارزیابی بهتر عملکرد روش پیشنهاد شده، رویکرد ANFIS با روش کنترلPID بهینه، موردمقایسه قرارگرفته است. نتایج شبیه سازی، نشان دهنده برتری قابل توجه روش پیشنهادی در مقایسه با دو روش متداول دیگر از نظر مشخصه های حوزه زمان در حضور اغتشاشات همزمان و عدم قطعیت های پارامتری سیستم می باشد.

    کلیدواژگان: تنظیم فرکانس، ریزشبکه جزیره ای، کنترل عصبی-فازی تطبیقی، عدم قطعیت پارامتری، ریزشبکه ترکیبی
  • مژگان جواهرنیا*، ساحل جواهرنیا صفحات 71-84
    امروزه یکی از مسایل مهم در سیستم های مخابرات سیار، داشتن عمر بالای باتری است. از این رو مسیله توان مصرفی، به عنوان یکی از چالش ها در عرصه طراحی مدارات فرکانس بالا نمایان است. در یک گیرنده فرکانس بالا بدلیل قرار گیری تقویت کننده کم نویز  در طبقه اول گیرنده، این تقویت کننده اهمیت بسیار بالایی برای تعیین خطینگی و نویز در کل گیرنده دارد. در این مقاله یک تقویت کننده کم نویز برای استاندارد سیستم موقعیت یاب جهانی (GPS) طراحی شده است که نسبت به کارهای گذشته نویز تقویت کننده به نحوی کاهش داده شده و همچنین توان مصرفی آن به حداقل قدار خود رسیده است. روش کار به این صورت است که در تقویت کننده های سورس مشترک پایه سورس آنها با یک سلف وصل شده که نتیجتا منجر به بهبود نویز مدار می شود. اما سلف استفاده شده باعث اشغال سطح تراشه می شود. از این رو در این مقاله از وجود سلف در wire-bond استفاده شده و نویز تقویت کننده کاهش یافته و همچنین سطح اشغالی تراشه بزرگ نشده است. گین، NF و همچنین امپدانس ورودی تقویت کننده پیشنهادی در بهترین حالت و بدترین حالت در گوشه های FF و SS محاسبه شده اند که ملاحظه می شود در این مقاله در مقایسه با کارهای قبلی نتایج بسیار مطلوبی به دست آمده است.
    کلیدواژگان: تقویت کننده کم نویز، سلف wire-bond، فیدبک خازنی-مقاومتی، سورس دژنراسیون، سورس مشترک
|
  • Seyed Hamidreza Mirsalari, Afrooz Haghbin *, Farbod Razzazi Pages 1-12
    The paper proposes a novel iterative channel estimation technique for multipath fading channels in Multiple Input Multiple Output Orthogonal Frequency Division Multiplexing(MIMO-OFDM)systems with Gaussian noise and impulse noise. MIMO-OFDM systems can be beneficial if the estimated channel quality is assured at the receiver. The paper also proposes an auxiliary pilot for channel re-estimation based on some reliably retrieved data symbols. In subsequent iterations, adding new auxiliary pilots improves channel estimation accuracy. The correlation between the data channel coefficients and the original pilots is used to select reliable data. Since iterative channel estimation is time-consuming, using a channel estimator with a low processing time and computational complexity is imperative. An easy-to-implement baseline least squares(LS)method is used in the proposed estimator. According to the simulation results, the proposed iterative channel estimation technique improves MIMO-OFDM performance by increasing the number of pilots in subsequent iterations compared to the conventional channel estimation techniques.
    Keywords: MIMO-OFDM, multi-path fading, auxiliary pilots, channel re-estimation
  • Reihaneh Nazaraghaei, Abdolrasul Ghasemi *, Najmeh Cheraghi Shirazi Pages 13-28

    This paper comprehensively investigates how the control voltage settles in Voltage Controlled Oscillators (VCO) by considering all non-ideal factors in phase lock loop circuits. Also, the different structures of the phase detector and their effect on the locking speed of the phase-locking loop circuit, the control voltage ripple and the locking frequency range will be compared. Three phase locked loop circuits with XOR detector, RS-FF detector and dynamic phase detector were investigated in this paper. The simulations were performed on 0.18 µm-CMOS technology with a 1.8V power supply. The simulation results show that the operating range of the phase-locked loop circuit including dynamic phase detector with charge pump circuit has less ripple for the non-ideal effects compared to the phase-locked loop circuit including XOR phase detector and the phase-locked loop circuit including RS-FF phase detector. of the phase-locked loop circuit including dynamic phase detector is designed using 180nm CMOS technology and the simulation results show that for a supply voltage of 1.8V, frequency range is 0.284-3.33GHz, power consumption is 2.86mW and phase noise is -118.8dBc/Hz.

    Keywords: phase locked loop, phase detector, voltage controlled oscillator, Settling Behavior
  • Mahdi Hosein Zadeh Heravian * Pages 29-42
    Homing missiles are classified as Surface-to-air missiles. These missiles are used for air targets like airplane or helicopter combat. To counteract these missiles, fighter aircrafts use pseudo targets to deviate the course of the missiles. These pseudo targets in the form of Flyer Decoys, Jamming or Clutter are effective means to disable such missiles. In early versions of guidance systems, missiles turn-off their guidance systems temporarily. This can help in limited situations. However, in this paper an advanced guidance system based on Extended Kalman Filters is proposed. It is shown that using the estimated values of the variables from Kalman Filter, can modify the course of missile fight leading to the target. Due to the bearing-only nature of the system, it shown that initial conditions are very important in the estimation process. To reduce the effect of initial conditions, a set of Extended Kalman Filter is introduced. Simulation results are provided to show the effectiveness of the proposed methodology.
    Keywords: Homing Missile, Pure Proportional Navigation, Extended Kalman Filter, Bearing-only Tracking
  • Seyed Hojat Ollah Madani, Yashar Zehforoosh *, Tohid Sedghi Pages 43-50

    In this paper, an attempt is made to design an antenna to be used in different radar and telecommunication applications. Paying attention to antenna radiation is on the agenda And studies have been done on antenna radiation as well as their radiation pattern.Considering that the feature of the pattern with the vane feature is used in antennas with radar applications, it is also used in various telecommunication applications. In this article, an attempt has been made to increase the antenna's fan beam properties The designed antenna has two radiation elements And in the 3.5 GHz frequency band, it consists of a two-layer structure. The radiation elements are placed in the upper layer and the feeding network is located in the lower layer. The built dual antenna has an impedance bandwidth of 3.8-3.4 GHz.The maximum gain Hz is 6/76 dBi and the half power beam width is 44˚ and 104˚ in H- and E- planes.respectively which shows that this is fan beam antenna. The overall dimensions of the antenna are 105 × 32/3 ×3/708 mm square. The provided antenna is recommended for use in radar systems and 5G systems in the 3/5 GHz frequency band. According to the laboratory test of this antenna, it can be said that the theoretical and practicical results are in good agreement...

    Keywords: antenna, fan beam pattern, radar, 5G
  • Abbas Aff, Mohsen Simab *, Mehdi Nafar, Seyed Alireza Miirzaee Pages 51-70

    The capability of a neuro-fuzzy control approach for frequency fluctuation damping in an isolated hybrid microgrid (IHMG) system (DEG/WTG /PV/FC/ESSs) is investigated in this paper. Due to the intermittent behavior of renewable energy sources (RESs) like wind turbines and photovoltaic arrays and the time-varying nature of demands, frequency fluctuation is more likely, specifically in the grid-connected mode. Model parametric uncertainties as well as load changes, wind power, and solar irradiation variations are the main uncertainty sources of the IHMG system. In the suggested approach, a neuro-fuzzy output feedback controller with three inputs that are inspired by PID control is designed considering the power balance between demands and generations, by optimizing fuzzy membership functions’ locations. The proposed controller is compared with two popular other methods on the investigated IHMG system in terms of time-domain characteristics. The outcome illustrates remarkable merit compared to the state-of-the-art methods in the presence of simultaneous disturbances and the model parametric uncertainties.

    Keywords: Neuro-fuzzy, Frequency Regulation, Isolated microgrid, Parametric uncertainties
  • Mozhgan Javahernia *, Sahel Javahernia Pages 71-84
    Today, one of the most important issues in mobile communication systems is having a long battery life. Therefore, the problem of power consumption appears as one of the challenges in the field of designing high frequency circuits. In a high-frequency receiver, due to the placement of the low-noise amplifier in the first stage of the receiver, this amplifier is very important to determine the linearity and noise in the entire receiver. In this paper, a low noise amplifier has been designed for the GPS standard. Compared to previous works, the noise of the amplifier has been reduced somehow, and its power consumption has reached its minimum value. The working method is that in common source amplifiers, their source base is connected with an inductor, which results in improving circuit noise. But the used inductor occupies the surface of the chip. Therefore, in this article, the existence of the inductor in wire-bond is used, and the noise of the amplifier is reduced, and the occupied area of the chip is not increased. Gain, NF, input impedance of the proposed amplifier have been calculated in the best case and the worst case in the corners of FF and SS, and it can be seen that in this article, compared to the previous works, very favorable results have been obtained.
    Keywords: low noise amplifier, wire-bond inductor, capacitive-resistor feedback, source degeneration, common source