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.