تحلیل قابلیت اطمینان در مولد سوئیچینگ سیگنال لورن حلقه باز با استفاده از شاخص کلی اثربخشی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه جامع امام حسین (ع)

2 گروه الکترونیک دانشگاه صنعتی مالک اشتر

چکیده

برای طراحی فرستنده سوئیچینگ لورن مبتنی بر مدولاسیون عرض پالس (PWM) چند سطحی، سناریو‌های مختلفی برای چیدمان تقویت‌کننده­ها و تعداد سطوح مدولاسیون وجود دارد که باید در ابعاد مختلف مورد بررسی قرار گیرند. قابلیت پیاده­سازی، تحقُق استانداردهای پالس لورن و تحلیل قابلیت‌اطمینان سه مشخصه مهم در این زمینه هستند. در این مقاله با استفاده از نتایج شبیه‌سازی، قابلیت‌اطمینان انواع مولدهای لورن حلقه باز مبتنی بر سوئیچینگ عرض پالس با تعداد سطوح مختلف به کمک شاخص کلی اثربخشی (OMOE) بررسی شده است. برای این کار با انتخاب مشخصه‌های اساسی و تعیین وزن هرکدام از آن‌ها، مقدار هدف و کمینه قابل‌ قبول هر مشخصه‌ بر مبنای استانداردهای لورن تعیین و OMOE بر مبنای سناریوهای مورد نظر به‌دست ­آمده است. نتایج شبیه‌سازی­ها نشان می­دهد آرایش مدولاسیون عرض پالس نُه­سطحی با OMOE به میزان 573/0، 506/0 و 451/0 به‌ترتیب برای حالت­های بدون بلوک آسیب‌دیده، یک و دو بلوک آسیب‌دیده با میانگین 510/0 بهینه‌ترین ساختار از نظر قابلیت اطمینان است. در مدولاسیون دامنه و مدولاسیون عرض پالس با هفت و یازده ­سطح، میانگین این شاخص برای سه حالت مذکور به‌ترتیب برابر 455/0 ، 463/0 و 485/0 می‌باشد که مقدار کمتری نسبت به‌ساختار بهینه دارند.

کلیدواژه‌ها


     [1]        Volpe National Transportation Systems Center, Export Forum on Road Pricing and Travel Demand Modeling Proceedings, Washington DC, 2006.##
     [2]        The Report of the President's Commission on Critical Infrastructure Protection, Washington DC, 1997.##
     [3]        G. Johnson, R. Shalaev, R. Hartnett, P. Swaszek, and M. Narins, “Can loran meet GPS backup requirements?,” IEEE Aerosp. Electron. Syst. Mag., vol. 20, no. 2, pp.     3-12, Feb. 2005.##
     [4]        G. W. Johnson, “An evaluation of eLoran as a backup to GPS,” IEEE Conference on Technologies for Homeland Security, pp. 95-100, May 2007.##
     [5]        F. D. Nunes and F. M. G. Sousa, “GNSS blind interference detection based on fourth-order autocumulants,” IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst., vol. 52, no. 5, pp. 2574-2586, Oct. 2016.##
     [6]        M. Wildemeersch, C. H. Slump, and A. Rabbachin, “Acquisition of GNSS signals in urban interference environment,” IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst., vol. 50, no. 2, pp. 1078-1091, Apr. 2014.##
     [7]        E. Axell, F. M. Eklöf, P. Johansson, M. Alexandersson, and D. M. Akos, “Jamming detection in GNSS receivers: Performance evaluation of field trials,” Navigation, vol. 62, no. 1, pp. 73-82, 2015.##
     [8]        B. Motella and L. L. Presti, “Methods of goodness of fit for GNSS interference detection,” IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst., vol. 50, no. 3, pp. 1690-1700, Jul. 2014.##
     [9]        M. Abdizadeh, J. T. Curran, and G. Lachapelle, “New decision variables for GNSS acquisition in the presence of CW interference,” IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst., vol. 50, no. 4, pp. 2794-2806, Oct. 2014.#3
  [10]        C. G. Bartone and M. J. Narins, “H-field antenna considerations for eLoran aviation applications,” Presented at IEEE/ION Plans, pp. 5-8, May 2008.##
  [11]        M. lad, “Characterization of atmospheric and precipitation static in the long rang navigation band for aircraft,” M.Sc. in Ohio University, 2004.##
  [12]        A. Khorrami, A. Afifi, P. Amir, and T. Aghazade, “Design and fabrication of a Loran pulse based on PWM method for LPS navigation system,” Radar, vol. 2, pp  . 51-58, 2014. (In Persian)##
  [13]        A. Khorrami, A. Afifi, M. H. Ghezelayagh, and A. R. Amin, “Extraction of optimum PWM levels in Loran switching transmitter for using in ground-based positioning system,” Adv. Defence Sci. & Tech., vol. 2, pp. 351-360, 2019. (In Persian)##
  [14]        M. Bayat and M. H. Madani, “A new algorithm for synchronous continuous wave interference cancellation in Loran navigation system,” Adv. Electronic & Cyber Defense Sci. & Technol. vol. 4, No. 2, pp. 23-38, 2016. (In Persian)##
  [15]        M. Bayat and M. H. Madani, “Design and simulation of a linear adaptive system to remove the CWI in Loran navigation system receivers,” Adv. Defence Sci. & Technol., no. 4, pp. 267-277, 2018. (In Persian).##
  [16]        C. A. Schue, “The next generation LF transmitter and its impact on Loran eLoran and tactical (e) Loran systems,” Proc. RIN NAV08 and 37th ILA Technical Symposium, 2008.##
  [17]        S. Kristen, G. Darren, S. Donald, B. Jay, and G. Jesse, “Design report littoral warfare submarine (SSLW),” Report of Advanced Tactics Littoral Alternative Submarine Ocean Engineering Design Project AOE4065/4066, 2005.##
  [18]        Y. Movahedi, M. Dolatkhah, M. Karbasian, and V. Rasty, “Design and development of the pattern to assign and estimate the reliability of complicated systems by bayesian network method,” Journal of Industrial Engineering & Production Management, vol. 24, no. 4, pp. 437-448, Jan. 2014. (In Persian)##
  [19]        W. Xiong, Y. Li, and Q. Liang, “Loran-C synchronous interference suppression using improved adaptive algorithms,” In International Conf. on Wireless Communications Networking and Mobile Computing (WiCOM), pp. 47-49, 2010.##
  [20]        Z. Yinbing, J. Xu, T. Qiu, and G. Cui, “Synchronous carrier wave interference suppression based on accumulation and average in Loran-C,” In IEEE International Conf. on Electronic Measurement & Instruments, pp. 2.50-2-54, 2009.##
  [21]        X. L. Xi , L. L. Zhou, J. S. Zhang, and J. F. Liu, “Combined IE-FDTD algorithm for long-range Loran-C ground-wave propagation,” IEEE Antennas Propag., vol. 60, no. 8, pp. 3802– 3808, Aug. 2012.##
  [22]        P. Liatos and A. M. Hussein, “Characterization of noise in the lightning current derivative signals measured at the CN tower,” IEEE Transaction on Electromagnetic Compatibility (EMC), vol. 47, no. 4, pp. 986-997, Nov. 2005.##
  [23]        C. B. Dean, “Automatic pulse sharping with the AN/FPN-42 and AN/FPN-44A Loran-C transmitters,” M.S. Thesis, Naval Postgraduate School, United States, 1992.##
  [24]        U.S. Coast Guard, “Specification of the transmitted Loran-C signal,” U.S. Dept. of Transportation, Washington DC, 1981.##
  [25]        M. Bayat, M. H. Madani, “Loran phase code revisited for continuous wave interference cancellation”; IET Sci. Measurement & Tech., no.11, pp. 322-330, 2017.##
  [26]        H. Arthur, O. Gerard, S. Chris, and S. Charles, “Design and performance of a low frequency time and frequency dissemination service,” Proc. Int. Meeting, FAA APNT Public, pp. 75-84, 2013.##
 [27]        A. Helwig, G. Offermans, and C. Schue, “Low frequency (LF) solutions for alternative positioning, navigation, timing and data (APNT&D) and associated receiver technology,” Proc. Int. Meeting (ITM), ION, pp. 166- 183, 2010.##
  [28]        M. Narins, “Alternative positioning, navigation, and tming initiative assumptions and requirements”; Proc. Int. Meeting. FAA APNT Public 2010, 41-49.##
  [29]        R. Billinton and R. N. Allan, “Reliability Evaluation of Engineering Systems: Concepts and Techniques,” 2nd ed., Plenum, 1992.##
  [30]        D. L. Grosh, A Primer of Reliability Theory, 1st ed., Wiley, 1989.##
  [31]        M. R. Mashirfar, “Model estimation and calculation of overall measure of effectiveness for ship,” M.S. Thesis, Malek-Ashtar University of Technology, Iran, 2012. (In Persian)##
  [32]        E. Blasch, P. Valin, and E. Bosse, “Measures of effectiveness for high level fusion,” Int. Conference on Information Fusion, 2010.##