بهينه‌سازي هندسه آرايه براي شكل‌دهي ‌پرتو در سيستم‌هاي آنتن هوشمند

Array Geometry Optimization for Beamforming in Smart Antenna Systems

در اين مقاله، تاثير چينش عناصر آرايه و به عبارت ديگر، ساختار هندسي آرايه در كيفيت الگوريتم بيشينه كردن نسبت سيگنال به تداخل براي شكل‌دهي پرتو بررسي مي‌شود و نشان مي‌دهد كه جا‌به‌جايي محل عناصر ميتواند تغييرات قابل توجهي در شكل پرتو ايجاد كند. براي رسيدن به اين مقصود، هندسههاي مختلف دو و سهبعدي با تعداد چهار عنصر در آرايه براي حالتي كه يك سيگنال اصلي و دو سيگنال تداخلي وجود دارد، با هم مقايسه ميشوند. همچنين پرتو شكليافته از يك آرايه مستطيلي چهار در چهار كه 16 عنصر دارد و تعداد عناصر آن بسيار بيشتر از مجموع تعداد سيگنال‌هاي اصلي و تداخلي در نظر گرفتهشده است، بهعنوان معيار مناسبي براي پرتو مطلوب ايجادشده در كنار ساختارهاي هندسي چهار عنصري قرار ميگيرد و مشاهده ميشود كه با انتخاب ساختار هندسي مناسب براي آرايه مي‌توان از تعداد عناصر كمتر و در نتيجه، از هزينه پايين‌تري بهره برد. همچنين ساختار هندسي آرايه چهار عنصري با استفاده از الگوريتم ژنتيك براي يك سناريوي خاص و تعداد 1000 و 10000 سناريوي تصادفي بهصورت تجمعي بهينهسازي شده و نتايج شكلدهي پرتو با اين ساختارهاي هندسي بهينه آورده ميشود.

This paper investigates different geometries in two and three dimensions for array antenna with four elements. We study the influence of array elements location, or array geometry, on the performance of maximum signal to interference beamforming algorithm which turns out that changing elements place in array antenna varies the array antenna beam. To compare antenna beam for various array geometries, special circumstances of one signal and two interferences have  been considered. Also beam of antenna for sixteen elements array antenna in the structure of 4x4 rectangular, is the basis of the comparison, regarding to its elements number, which is much more than the number of signals and interferences. Geometry of the four elements array has in addition been optimized , and is suggested  for minimizing signal to interference ratio under special circumstances. Array geometry has furthermore been optimized for 1000 and 10000 random conditions cumulatively using genetic algorithm. The beam of this optimized array geometry has finally been investigated  under special circumstances.