Häiriönsietoiset RF-lähetinvastaanottimet millimetriaaltoalueelle

Millimetriaaltoalueen (mmW) lähetinvastaanottimet käyttävät useita rinnakkaisia vaiheistettuja ryhmiä kapeiden keilojen muodostamiseen palvellakseen useita käyttäjiä samanaikaisesti. Sivukeilat kuitenkin aiheuttavat häiriötä käyttäjien välille näin heikentäen suorituskykyä.

Virheettömän signaalin havaitseminen häiriöisessä ympäristössä vaatii usein säädettäviä
radiotaajuuskomponentteja, joilla on suuri dynaaminen toiminta-alue. Useimmat
häiriönvähennystekniikat edellyttävät antennipolkujen amplitudin ohjaamista. Tämä johtaa käytettävissä olevan lähetystehon tehottomaan käyttöön, koska kaikkia tehovahvistimia ei ohjata maksimaaliseen hyötysuhteeseen.
Tämä opinnäytetyö tutkii lähestymistapoja keilojen välisen häiriön vähentämiseksi korkeilla taajuuksilla. Ensimmäisessä osassa keskitytään ratkaisemaan ongelma käyttämällä ristikytkettyjä signaaleja eri aliryhmien häiriön nollaamiseen. Työssä huomataan, että laajakaistaisissa järjestelmissä keilan leviäminen taajuuskaistan yli vaikuttaa merkittävästi myös nolliin tehden näin interferenssin nollauksesta kaistarajoitettua. Monen kantoaallon aggregoivissa järjestelmissä ongelma ratkaistaan nollaamalla jokainen kantoaaltokomponentti erikseen tai ryhmissä. Toinen osa työstä keskittyy menetelmiin, jossa antenniryhmän geometrista muotoa voidaan käyttää keilojen muokkaukseen. Esitetty menetelmä käyttää useita erikokoisia lineaarisia antenniryhmiä yhdessä muokkaamaan tilatason amplitudijakaumaa pienentämään sivukeiloja ja/tai muodostamaan nollia haluttuihin suuntiin. Esitetty menetelmä mahdollistaa uudenlaisen tavan antenniryhmän konfigurointiin erilaisiin skenaarioihin. Menetelmää testataan myös kokeellisesti mittaamalla 28 GHz taajuudella toimivaa vaiheistettua ryhmää ilma-rajapinnan yli. Edellä mainittujen lisäksi työssä esitetään myös menetelmä, jolla
voi pienentää keilan virhettä vektorimodulaattori-pohjaisessa analogisessa nollapakotuksessa. Työ sisältää teoreettista analyysiä, simulointeja, sekä kokeellisia tuloksia. Simulointeja suoritetaan sekä ideaalisilla signaaleilla laskemalla pelkkiä keiloja, sekä moduloiduilla signaaleilla mukaan lukien viidennen generaation (5G) tietoliikennestandardin mukaiset aaltomuodot. Työn tuloksia voidaan soveltaa erilaisissa monikeilajärjestelmissä sekä tulevaisuuden matkapuhelinjärjestelmissä että esimerkiksi tutka ja satelliittijärjestelmissä keilojen välisen interferenssin pienentämiseen ja hallitsemiseen.