Адаптивная антенная решетка

 

АДАПТИВНАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА, содержащая соединенные последовательно выходной сумматор, блок усиления и преобразования частоты и блок выделения сигнала ошибки, NX.M отводных элементов задержки, .к входу каждого из которых подключен соответствующий антенный элемент, М) N весовых умножителей, вход каждого из которых соединен с одним из отводов соответствующего М-отводного элемента задержки, а выход с соответствующим входом выходного сумматора, MxN смесителей и MX N интеграторов, вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего смесителя, а выход - с другим входом соответствующего весового умножителя, отличающаяся тем, что, с целью повышения помехозапщщенности по отношению к комбинационным помехам, между входом катвдого весового умножителя и входом соответствующего смесителя включен блок аппроксимации нелинейности, между выходом блока вьщеления сигнала ошибки и другими входами смесителей включен преобразователь часто (П ты, гетеродинный вход которого соединен с гетеродинным выходом блока . усиления и преобразования частоты.

СОЮЗ СОЕЕТСКИХ социАлистических

РЕСОУБЛИК

09) (11) 3(59 Н 01 21 06

® ®взад

ГОСУДАРСТ8ЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.а ю Р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3561750/18-09 (22) 10.03.83 (46) 07.08.84. Бюл. № 29 (72) В.В.Никитченко, Г.А.Белобров и А.Н.Забродин (53) 621.396.677.494 (088.8) (56) 1. ТИИЭР, т.55, 1967, №- 12, с. 78-95.

2. "Зарубежная радиоэлектроника", 1976, ¹ 88, с. 35-39 (прототип). (54)(57) АДАПТИВНАЯ АНТЕННАЯ РЕЩЕТКА, содержащая соединенные последовательно выходной сумматор, блок усиления и преобразования частоты и блок выделения сигнала ошибки, ИкМ отводных элементов задержки, к входу каждого из которь1х подключен соответствующий антенный элемент, МХ N весовых умножителей, вход каждого из которых соединен с одним из отводов соответствующего M-отводного элемента задержки, а выход — с соответствующим входом выходного сумматора, МХ N смесителей и MX N интеграторов, вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего смесителя, а выход — с другим входом соответствующего весового умножителя, отличающаяся тем, что, с целью повышения помехозащищенности по отношению к комбинационным помехам, между входом каждого весового умножителя и входом соответствующего смесителя включен блок аппроксимации нелинейности, между выходом блока выделения сигнала ошибки и другими входами смесителей включен преобразователь частоты, гетеродинный вход которого соединен с гетеродинным выходом блока усиления и преобразования частоты.

1107207

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в составе радиотехнических устройств различного назначения с антенными решетками. 5

Известна адаптивная антенная решетка, содержащая сумматор и N антенных элементов с элементами регулировки веса, выходы которых соединены с входами сумматора. Между выходом сумматора и входами управления элементами регулировки веса включен блок адаптации, другие входы которого соединены с выходами антенных элементов. Антенная решетка способна эффективно подавать помехи, непосредственно попадающие в полосу пропускания приемника (11.

Однако комбинационные помехи, возникающие в результате сочетания 20 внеполосных излучений, этими адаптивными антенными решетками не могут быть подавлены, поскольку при этом сигнал ошибки оказывается некорректированным с исходными помеха- 25 ми.

Наиболее близкой к изобретению па технической сущности является адаптивная антенная решетка, содержащая соединенные последовательно вы- 30 ходной сумматор, блок усиления и преобразования частоты и блок выделения сигнала ошибки, N х М отводных элементов задержки, к входу каждого из которых подключен соответствующий

51 антенный элемент, М wN весовых умножителей, вход каждого из которых соединен с одним из отводов соответствующего М-отводного элемента задержки, а выход — с соответствующим входом выходного сумматора, Мх М смесителей и Hx N интеграторов, вход каждого из которых соединен с выходом. соответствующего смесителя, а выход — с другим входом соответствующе- 5 го весового умножителя 21.

Однако известная адаптивная антенная решетка обладает недостаточной помехозащищенностью по отношению к комбинационным помехам, возникающим в блоке усиления и преобразования частоты.

Цель изобретения — повышение помехозащищенности по отношению к комбинационным помехам. 55

Поставленная цель достигается тем, что в адаптивной антенной решетке, содержащей соединенные посл довательно выходной сумматор, блок усиления и преобразования частоты и блок выделения сигнала ошибки, NX M отводных элементов задержки, к входу каждого из которых подключен соответ ствующий антенный элемент, MX N весовых умножителей, вход каждого иэ которых соединен с одним из отводов соответствующего М-отводного элемента задержки, а выход — с соответствующим входом выходного сумматора, YiX N смесителей и МХ N интеграторов, вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего смесителя, а выход - с другим входом соответствующего весового умножителя, между входом каждого весового умножителя и входом соответствующего смесителя включен блок аппроксимации нелинейности, между выходом блока выделения сигнала ошибки и другими входами смесителей включен преобразователь частоты, гетеродинный вход которого соединен с гетеродинным выходом блока усиления и преобразования частоты.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемой адаптивной антенной решетки, на фиг. 2 — вариант образования комбинационных помех, на фиг. 3 — блок аппроксимации нелинейности.

Адаптивная антенная решетка содержит антенные элементы 1, М-отводные элементы 2 задержки, весовые умножители 3, смесители 4, интеграторы 5, выходной сумматор б, блок

7 усиления и преобразования частоты, блок 8 выделения сигнала ошибки, преобразователь 9 частоты, элемент

10 развязки и блоки 11 аппроксимации нелинейности.

Блок 11 аппроксимации нелинейности содержит балансные смесители 12, блоки 13 весового умножения и элемент 14 суммирования.

Адаптивная антенная решетка работает следующим образом.

Аддитивная смесь сигнала и помех принимается антенными элементами 1 и поступает на вхопы М-отводных эле; ментов 2, с отвопов которых запержанные компоненты аддитивной смеси умножаются в весовых умножителях 3 на весовые коэффициенты и поступают на выходной сумматор 6, где происходит частичная компенсация помех.

С выхода выходного сумматора 6 сиг1107207 нал и нескомпенсированный остаток помех поступают в блок 7, где проис- ходит преобразование сигнала к промежуточной частоте и его усиление.

Блок 7 является устройством с нелинейными характеристиками, поскольку применение существующих методов линеариэации не обеспечивает абсолютной линейности характеристик приемного тракта. Эта нелинейность 10 блока 7 приводит к трансформации спектров сигнала и, главным образом, помех.

Появление в полосе пропускания блока 7 комбинационных помех1 возникающих в нелинейностях тракта преобразования и усиления сигнала блока

7 при воздействии мощных внеполосных помех, показано для огибающих 1 спектров сигнала и помех на входах 20 антенных элементов 1 (фиг.2а) и для огибающих спектров сигнала и комбинационных помех в полосе пропускания блока 7 (фиг.2б). При этом

I 25

f g. = fit <пп

<Пq = fII< fnS где fI I„, +, fII - частоты помех на входе решетки, 1

f«Е, — комбинационные помехи.

С выхода блока 7 сигнал и остаток помехи поступают в блок 8, где выделяются сигнал ошибки. С выхода блока 8 сигнал ошибки, со35 ставпяющими которого являются собственно помехи, попадающие в полосу пропускания блока 7, и комбинации от внеполосовых помех, подается в

\ преобразователь 9, где осуществляется когерентное обратное преобразование сигнала ошибки от промежуточной частоты к высокой частоте ° С выхода преобразователя 9 через элемент. 10 развязки сигнал ошибки поступает на смесители 4, на второй вход которых с соответствующих отводов элементов

2 через блоки 11 поступает смесь сигнала и помех. Блоки 11 аппроксимации нелинейности обладают характе50 ристикой, подобной характеристике . блока 7, обеспечивая идентичную трансформацию спектров сигнала и помех. При этом единственное требование которое должно быть выполнено, У

55 состоит в следующем. Если представить выходной сигнал блока 7 в виде

f(x) " а,,х + а х + а5х +...+:(1) и выходной сигнал блока 11 в виде

g(y;) = b„yI+ Ь,У,"- + Ь,У,+. (2) то должно выполняться условие -З-, 3 Ф 1, (3)

Ь„а т.е. характеристика блоков 11 должна быть не менее нелинейна, чем блока 7.

При этом на выходе блоков 11 имеются все, и даже более, компоненты спектра, необходимые для формирования весовых коэффициентов.

В качестве примера приведена схема блока 11 аппроксимации нелинейности (фиг.3) с применением балансных смесителей 12, моделирующая выражение (2) для i-й ветви. Здесь в качестве квадраторов, кубаторов и т.д. используются балапсные смесители 12. Блоки 13 могут представлять собой инвертирующие переменные аттенюаторы.

Умножение в смесителе 4 сигнала с выхода блока 11 на сигнал ошибки и интегрирование в интеграторе 5 обеспечивает формирование весовых коэффициентов для весовых умножителей 3. По мере адаптации происходит снижение уровня помех и уменьшение

IIl3oEIvKTAB нелинейности характеристики блока 7. При этом обеспечивается выполнение условия (3). При формировании оптимальных по критерию МСКО весовых коэффициентов уровень помехи на выходе минимизирован. Управляющие напряжения, соответствующие оптимальным весовым коэффициентом, сохраняются интеграторами 5, как и в известных адаптивных антенных решетках, т.е. минимумы диаграммы направленности находятся в направлении прихода помех.

Таким образом, формирование весовых коэффициентов происходит с учетом как помех, непосредственно попадающих в полосу пропускания блока 7, так и помех, комбинации которых оказываются в этой полосе пропускания. В результате адаптивная антенная решетка формирует диаграмму направленности с минимумами в направлении помех, существенных для выходного соотношения сигнал (помеха+

+шум), что значительно повышает помехозащищенность приемного устройства.

1107207

1107207 Рог. 2

Составитель Н.Мельников

Техред Т.Маточка . Корректор А.Ференц

Редактор Н.Бобкова

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 5769/38 Тираж 591 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5