استخراج سطوح بهینه مدولاسیون عرض پالس در فرستنده سوئیچینگ لورن جهت سامانه موقعیت‌یاب زمین‌پایه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی مالک اشتر

2 دانشگاه جامع امام حسن (ع)

3 دانشگاه جامع امام حسین (ع)

چکیده

یکی از مهم‌ترین بخش‌های سامانه لورن، مولد سیگنال ارسالی است که نقش آن تولید پالس‌های با توان بالا و شکل موج استاندارد است و برای ساخت آن روش‌های متعددی وجود دارد. یکی از این روش­ها استفاده از تقویت­کننده­های سوئیچنگ مبتنی بر مدولاسیون عرض پالس(PWM) است. در این مقاله اصلاح ‌تقویت‌کننده‌های PWM ساده به تقویت‌کننده‌های PWM چندسطحی (با تعداد سطوح بهینه) جهت به‌کارگیری در فرستنده‌های لورن مورد توجه است. به همین‌ منظور برای ایجاد توان MW1 از سه تا یازده سطحPWM  با استفاده از 16 بلوک تقویت­کننده کلاس D با ثابت نگه‌داشتن تعداد المان‌های قدرت و در نظر گرفتن شرایط و ملاحظات پیاده‌سازی سخت‌افزاری شبیه‌سازی شده است. بر اساس نتایج شبیه­سازی­ها در بهترین حالت (11 سطحی) حداکثر خطای عبور از صفر در نیم سیکل چهارم تا دوازدهم ns6/16و پهنای باند آن kHz5 است. همچنین MMSE و حداکثر خطای نقاط اوج در هشت نیم سیکل اوّل
به ترتیب 009/0 و 0221/0 است که استانداردهای موردنیاز را تأمین می­کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]     Nunes, F. D.; Sousa, F. M. G. “GNSS Blind Interference Detection Based on Fourth-Order Autocumulants”; IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst. 2016, 52, 2547-2586.

[2]     Wildemeersch, M.; Slump, C. H.; Rabbachin, A. “Acquisition of GNSS Signals in Urban Interference Environment”; IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst. 2014, 50, 1078-1091.

[3]     Axelle, E.; Eklof, F. M.; Johansson, P.; Alexandersson, M.; Akos, D. M. “Jamming Detection in GNSS Receivers: Performance Evaluation of Field Trials”; Navigation 2015, 62, 73-82.

[4]     Motella, B.; Presti, L. L. “Methods of Goodness of Fit for GNSS Interference Detection”; IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst. 2104, 50, 1690-1700.

[5]     Abdizadeh, M.; Curran, J. T.; Lachapelle, G. “New Decision for GNSS Acquisition in the Presence of CW Interference”; IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst. 2014, 50, 2794-2806.

[6]     Johnson, G.; Shalaev, R.; Hartnett, R., Swaszek, P.; Narins, M. “Can Loran Meet GPS Backup Requirements?”; IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst. 2005, 20, 3-12.

[7]     Johnson, G. W.; Swaszek, P. F.; Hartnett, R. J.; Shalaev, R.; Wiggins, M. “An Evaluation of eLoran as a Backup to GPS”; IEEE Conf. Technologies for Homeland Security 2007, 95-100.

[8]     Lili, Z.; Xi, X.; Zhang, J.; Pu, Y. “A New Method for Loran-C ASF Calculation over Irregular Terrain”; IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst. 2013, 49, 1738-1744.

[9]     Bayat, M.; Madani, M. H. “Analysis and Simulation of a Hybrid Filter to Cancel Cross Rate Interference in Loran System”; Advanced Defence Sci. & Technol. 2017, 4, 51-60.

[1]     Helwig, A.; Offermans, G.; Stout, C.; Schue, C. “Next Generation Low Frequency Solutions for Alternative
Positioning, Navigation, Timing, and Data(PNT&D) Services and Associated Receiver Technology”; Proc. Int.
Meeting, ION 2012, 1221–1232.

[2]     Zhou, L. L.; Xi, X. L.; Liu, J. F.; Yu, N. M. “LF Ground Wave Propagation Over Irregular Terrain”; IEEE Trans. Antennas Propag. 2011, 59, 1254–1260.

[3]     Tim, H. “Next Generation LF Transmitter for (e)Loran Systems”; Nautel  Limited. 2008.

[4]     Inside GNSS "UrsaNav to Buy Megapulse Assets Including Loran-C and GPS Backup Candidate eLoran"; http://insidegnss.com/ursanav-to-buy-megapulse-assets-including-loran-c-and-gps-backup-candidate-eloran, 2013.

[5]     Fox, J. E. “Performance Study of the Loran-C System in the Presence of Wideband Interference”; Master's Thesis, University of Tennessee, Knoxville, 2006.

[6]     Ecker, W. “Loran-C User Handbook”; Technical Report, Office of Navigation Safety and Waterway Services, 2006.

[7]     Khorrami, A.; Afifi, A.; Amiri, P.; Aghazade, T. “Design and Fabrication of a Loran Pulse Based on PWM Method for LPS Navigation System”; Radar 2014, 2, 51-58.

[8]     Wei, X.; Yan, L.; Qing, L. “Loran-C Synchronous Interference Suppression Using Improved Adaptive
Algorithms”; IEEE Trans. Audio, Speech, Language Process. 2007, 57, 47-49.

[9]     Yinbing, Z.; Xu, J.; Qiu, T.; Cui, G. “Synchronous Carrier Wave Interference Suppression Based on Accumulation and Average in Loran-C”; Ninth IEEE Int. Conf. on Electronic Measurement & Instruments, 2009.

[10]  Xiaoli, Xi; Zhou, L.; Zhang, J.; Liu, J.; Wang, L. “Combined IE-FDTD Algorithm for Long-Range Loran-C Ground-Wave Propagation”; IEEE Trans. Antennas Propag. 2012, 60, 3802-3808.

[11]  Liatos, P.; Hussein, A. M. “Characterization of 100-kHz Noise in the Lightning Current Derivative Signals Measured at the CN Tower”; IEEE Trans. Electromagn. Compat. 2005, 47, 986-997.

[12]  Dean, C. B. “Automatic Pulse Sharping with the AN/FPN-42 and AN/FPN-44A Loran-C Transmitters”; Master's Thesis, Naval Postgraduate School, 1992.

[13]  Bayat, M.; Madani, M. H. “Loran Phase Code Revisited for Continuous Wave Interference Cancellation”; IET Sci. Measurement & Tech. 2017, 11, 322-330.

[14]  Arthur, H.; Gerard, O.; Chris, S.; Charles, S. “Design and Performance of a Low Frequency Time and Frequency Dissemination Service”; Proc. Int. Meeting, FAA APNT
Public 2013, 75-84.

[15]  Helwig, A.; Offermans, G.; Schue, C. “Low Frequency (LF) Solutions for Alternative Positioning, Navigation, Timing and Data (APNT&D) and Associated Receiver Technology”; Proc. Int. Meeting, ION 2011, 166- 183.

[16]  Narins, M. “Alternative Positioning, Navigation, and Timing Initiative Assumptions and Requirements”; Proc. Int. Meeting, FAA APNT Public 2010, 41-49.

[17]  Tu, Y. J.; Jong, T. L.; Liaw, C. M. “Development of a Class-D Audio Amplifier with Switch Mode Rectifier Front-end and its Waveform Control”; IET Power Electronics 2011, 4, 1002-1014.