برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

آنتن هوشمند (smart-antenna) چیست؟

 امروزه كوشش های پیگیرانه ای در جهت استفاده هرچه بیشتر از امواج به جای سیم ها در دنیایكامپیوتر در حال انجام است كه برخی از آنها به نتیجه مطلوب رسیده ولی برخی هنوز در مراحلآزمایشی و تحقیقاتی قرار دارند. ارتباطات ماهواره ای از طریق آنتن های عادی دریافت و ارسال(send&receive) یكی از نمونه های برجسته و بسیار كارا در این زمینه است كه استفاده موفقیت آمیزاز آن اكنون معمول گشته است. با این حال تكنیك های پیشرفته تری نیز در راه هستند كه از آن جملهاست به كارگیری آنتن های هوشمند در گستره ارتباطات مخابراتی و به خصوص انتقال داده ها. اماآنتن هوشمند چیست و چه كاربردی دارد و گذشته از آن، آیا به راستی «آنتن» می تواند«هوشمند»باشد؟

 

 برای اینكه نسبت به سیستم آنتن هوشمند یك دید اولیه پیدا كنید، چشمانتان را ببندید و سعی كنیددر حالی كه یكی از دوستانتان در اطراف اتاق حركت می كند با او صحبت كنید. درمی یابید كه میتوانید محل وی را (یا چند نفر را) بدون دیدنشان در اتاق تشخیص دهید. مهمترین علت آن عبارت استاز آنكه: صدای شخصی را كه صحبت می كند از طریق دو گوشتان، كه سنسورهای صدای شمامحسوب می شوند، می شنوید. صدا در دو زمان مختلف به گوش شما می رسد. مغز شما كه یكپردازشگر سیگنال حرفه ای است، محاسبات زیادی را انجام می دهد تا همبستگی اطلاعات را با همپیدا كرده و محل شخص صحبت كننده را پیدا نماید. مغز شما همچنین توان سیگنال صدای دریافتی ازدو گوش را با هم جمع می كند.

بنابراینصدا را در جهت مربوطه بلندتر از صداهای دیگر دریافت خواهیدكرد. سیستم های آنتن تطبیقی هم همین كار را انجام می دهند، كه در آن به جای گوش از آنتناستفاده شده است. ولی فرق این دو در آن است كه آنتن ها، دستگاه هایی دوطرفه هستند و میتوانند سیگنالی را در همان جهت كه سیگنال اول دریافت كرده اند بفرستند. بنابراین با استفاده از«چند» آنتن می توان سیگنال را «چند» بار قوی تر دریافت و ارسال كرد.
نكته بعدی اینكه اگر چند نفر با هم صحبت كنند، مغز شما می تواند تداخل را حذف كرده و در یك زمانخاص روی یك مكالمه خاص تمركز كند. سیستم های ارائه تطبیقی پیشرفته هم می توانند بینسیگنال مورد نظر و سیگنال های ناخواسته تفاوت قائل شوند.

اكنون به تعریف آنتن هوشمند نزدیك می شویم:

یك سیستم آنتن هوشمند از چند المان با قابلیتپردازش سیگنال استفاده می كند تا تشعشع و یا دریافت را در پاسخ به محیطی كه سیگنال در آنوجود دارد بهینه نماید.

 

space_antenna_med_eleven_antenna_690px آنتن هوشمند

space_antenna_med_eleven_antenna_690px آنتن هوشمند

نقش آنتن در یك سیستم مخابراتی

آنتن در سیستم های مخابراتی بیشتر از تمام بخش های دیگر از معرض دید دور مانده است. آنتندریچه ای است كه انرژی فركانسی رادیویی را از فرستنده به دنیای خارج و از دنیای خارج به گیرندهكوپل می كند. روشی كه طی آن انرژی به فضای اطراف توزیع و از آن دریافت می شود اثری بسیارجدی روی استفاده موثر از طیف، برقراری شبكه های جدید و كیفیت سرویس ایجاد شده از این شبكهها دارد. به طور كلی دو نوع آنتن داریم: آنتن همه جهتی و آنتن یك جهتی.

آنتن هاییك جهتی

یك تك آنتن نیز می تواند طوری ساخته شود كه در جهات مورد نظر دریافت و ارسال مشخصی داشتهباشد. با رشد روزافزون سایت های فرستنده، امروزه بسیاری از سایت ها بخش های مشخصی را بهعنوان سلول برای خود انتخاب می كنند. یك ناحیه با شعاع ۳۶۰ درجه به ۳ زیر ناحیه ۱۲۰ درجهتقسیم و هر یك توسط یك روش انتشاری پوشش داده می شود.
آنتن های هر بخش در یك محدوده مشخص «گین» بیشتری را نسبت به یك آنتن همه جهتی ایجادمی كنند. منظور از گین بهره خود آنتن است و این به بهره های پردازشی كه در سیستم های آنتنهوشمند وجود دارد مربوط نمی شود. با اینكه آنتن های قرار داده شده در هر بخش استفاده از كانال راچند برابر می كنند، ولی كماكان مشكل تداخل بین كانال ها را همانند آنتن های همه جهتی دارند.

آنتن های همه جهتی

از روزهای اولی كه ارتباط بدون سیم شروع شد، از آنتن همه جهتی استفاده می شد كه این آنتن درهمه جهات سیگنال را به خوبی دریافت و منتشر می كند. الگوی این آنتن همه جهتی شبیه به قطراتآب است كه پس از برخورد یك جسم به آب، از سطح آب خارج می شوند. در این نوع آنتن به علت اینكه اطلاعاتی از محل قرار گرفتن كاربرها در دست نیست، سیگنال پراكنده می شود و تنها درصدكوچكی از سیگنال به هر كاربر می رسد.
با وجود این محدودیت روش های همه جهتی سعی می كنند این مشكل را با زیاد كردن توانتشعشعی سیگنال های ارسال شده رفع نمایند. در صورت وجود چند كاربر (یا چند منبع تداخل)مشكلات زیادی ایجاد می شود زیرا سیگنال هایی كه به كاربر مورد نظر نرسند برای كاربران دیگر كه بهعنوان مثال در سیستم سلولی در سلول مجاور قرار دارند، تداخل ایجاد می كنند. روش های همهجهتی راندمان طیف را كم كرده و استفاده مجدد از فركانس را محدود می كنند. این محدودیت ها باعثمی شود كه طراحان شبكه دائماً مجبور به اصلاح شبكه با هزینه های گران باشند. در سال های اخیرمحدودیت های تكنولوژی در مورد كیفیت، ظرفیت و پوشش سیستم های بی سیم باعث ایجاد تغییراتدر طراحی و قوانین آنتن در سیستم های بی سیم شده است.

سیستم آنتن  هوشمند

در حقیقت، آنتن ها هوشمند نیستند بلكه سیستم آنتن ها هوشمند هستند. عموماً هنگامی كه اینسیستم ها در كنار یك ایستگاه پایه قرار می گیرند، آنتن هوشمند از یك ارائه آنتنی با قابلیت پردازشسیگنال دیجیتال برای ارسال و دریافت سیگنال به صورت حساس و تطبیقی استفاده می كند. بهعبارت دیگر، چنین سیستمی می تواند به صورت اتوماتیك جهت الگو تشعشعی را در پاسخ به محیطسیگنال تغییر دهد. این مسئله به طرز شگفت انگیزی مشخصه سیستم بی سیم را بهبود میبخشد.

آنتن هوشمند smart-antenna-systems-1-638

علت  هوشمندی این نوع آنتن ها

در مكان هایی كه تعداد كاربر، تداخل و پیچیدگی انتشار زیاد می شود، به سیستم های آنتن هوشمندنیاز خواهد بود. هوشمندی سیستم ها به امكانات آنها برای پردازش سیگنال دیجیتال برمی گردد. ماننداكثر پیشرفت های مدرنی كه در صنایع الكترونیك امروزی صورت گرفته است، فرمت دیجیتال از جهتدقت و انعطاف پذیری كاركرد چند مزیت دارد. سیستم های آنتن هوشمند سیگنال های آنالوگ (نظیرصوت) را گرفته و به سیگنال های دیجیتال تبدیل و برای ارسال مدوله می كنند و در سمت دیگر دوبارهآن را به سیگنال آنالوگ تبدیل می نمایند. در سیستم های آنتن هوشمند این قابلیت پردازش سیگنالبا تكنیك های پیشرفته (الگوریتم ها) تركیب شده و برای اداره وضعیت های پیچیده استفاده می شوند.

 

اهداف و مزایای یك سیستم آنتن هوشمند

دو هدف سیستم آنتن هوشمند،افزایش كیفیت سیگنال سیستمهای رادیویی و افزایش ظرفیت ازطریق افزایش استفاده مجدد ازفركانس صورت می گیرد. گینسیگنال، ورودی چند آنتن با همتركیب می شود تا توان موجود برایبرقراری سطح پوشش مورد نظربهینه شود.
متمركز كردن انرژی فرستاده شده بهسمت سلول، محدوده سرویسدهی و پوشش ایستگاه پایه را افزایش می دهد. مصرف توان كمتر عمر باتری را بیشتر كرده و تلفنهمراه را كوچك تر و سبك تر می كنند. مقاومت در برابر تداخل و نسبت سیگنال به تداخل را افزایشمی دهند. هزینه كمتر برای تقویت كننده، مصرف توان و قابلیت اطمینان بیشتری را ایجاد خواهد كرد.

كاربرد تكنولوژی آنتن هوشمند

تكنولوژی آنتن هوشمند می تواند به نحو موثری عملكرد سیستم بی سیم را بهبود بخشد و از نظراقتصادی نیز بسیار به صرفه است. این تكنولوژی كاربران كامپیوترها، سیستم های سلولی و شبكههای حلقه محلی بی سیم را قادر می سازد كه كیفیت سیگنال، ظرفیت سیستم و پوشش را بسیاربالا ببرند. كاربران معمولاً در زمان های مختلف، به درصدهای مختلفی از كیفیت، ظرفیت و پوشش نیازدارند. در اصل سیستم هایی كه از نظر ساختار به راحتی قابل تغییر باشند، در دراز مدت بهترین و بهصرفه ترین راه حل ها محسوب می شوند.
سیستم های آنتن هوشمند با اندكی تغییر، در تمام استانداردها و پروتكل های بی سیم قابل اعمالهستند.
قابلیت انعطاف آنتن هوشمند تطبیقی اجازه خلق محصولات و خدمات بسیار سطح بالایی را می دهد.آنتن های تطبیقی هوشمند به هیچ نوع مدولاسیون یا پروتكل برقراری ارتباط هوایی محدود نیستند.این سیستم ها با تمام روش های مدولاسیون فعلی سازگار هستند. احتمالاً طیف بسیار وسیعی ازسیستم های ارتباطی بدون سیم از مزایای پردازش مكانی برخوردار می شوند، مثلاً سیستم هایسلولی با قابلیت تحرك بالا، سیستم های سلولی با قابلیت تحرك كم، كاربردهای حلقه محلی بدونسیم، مخابرات ماهوراه ای و Lan های بدون سیم و به ویژه اینترنت بی سیم برای كامپیوترهای قابلحمل. باور بسیاری براین است كه پردازش مكانی، جای تمام روش های موجود برای سیستم های بیسیم را خواهد گرفت.
برگرفته از سایت آفتاب

صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :