Цифровая адаптивная многолучевая антенная система

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5l)5 Н 01 Q 23/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (" l ) 4601073/09 (2?) Ol . 11.88 (46) 07,03.91, Бюл. N" 9 (71) Одесский г олитсхггическггй институт (72) В.В.Радионов (53) 621.396.677 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1228172, кл. Н 01 Q 23/00, 1986, (54) ЦИфРОВЛЯ ЛДЛПТНВНЛЯ 11НОГО1УЧВВЛЯ Л1!ТЕННАЯ СИСТКИЛ (57) Изобретепие î i.носггг ся к радполокаигги. Цель изобретения — упрощение аипаратурной реализации и повышение помехозащищенности. Цифровая адаптивная многолучевая антенная система содержит N-ýëåì .ïòíóþ фазиров lHHót аHTОItíóí> решетку 1, пиаграммообразующую с :ему (ДОС) 2 с аналого-цифровыми t. ðåñéðàçîíàòåëÿìè

ÄÄSUÄÄ 1633472 A 1 (ЛЦ11), блоки 3 компенсации, блоки

4 инверсии мощности. Блок 3 компенсации содержит два блока задержки, блок формирования весовых коэффициентов (ФВК), два комплексных весовых сумматора (КВС). Блок 4 инверсии мощности содержит блок измерения мощности, блок вычисления параметра, блок деления и два комбинированных умножителя. Устройство позволяет максимизировать отношение сигнал/ (помехи+шум), причем а",ãîðèòì адаптивной оптимизации основан на модифицированной рроцедуре ортогоналиэации корреляционной матрицы сигналов Грама-Шмидта.

Система ио пи,2-5 ф лы отличается выполнением блоков 3 и 4, блока

ФВК и блока измерения мощности.

4 з,п. ф-лы, 5 ил.

163347?

»iii1, Изобретение относится к радиопок ации.

Цель изобретения — упрощение аппаратурной реализации и повьш1ение помехозащишенности °

Па фиг.1 представлена структурная схема цифровой адаптивной многолучевой антенной системы; на фиг,2 структурная схема бло1са компенсации; на фиг.3 - структурная схема блока инверсии мощности; на фиг.4 — структурная схема блс)ка Аормирования весового коэффициента; на фиг. 5 структурная схема блока измерения мощности.

Цифровая ада птив ная мно голуче вая антенная с;1стема содержит N-элементную фаэированную антенную решетку (ФАР) l, диагр;1ммнообраэующую схему 2() (! ()Г) 2 с аналого-цифровыми преобразователями (ЛЦП) блоки 3 компенс=1»ии, !.поки 4 инверс1!и мощности.

1)пок 3 компенсаци» с-одержит два блока 5 задержки, блок 6 формирован»я весовь1х коэффициентов (с))ВК), ц-1а комплексных весовых сумматора (КВС) 7, Блок инверсии мощности содержит

Г. tot: 8 измерения lfotftttr сти, блок 9 в1-!чиспе»11,! параметра, блок 10 деления и два комбинированных у гножиге;!я 1 1.

Блок 6 !))ормирован11я весовс го ко )ффициента содерж1!т Два блок» 5 задержки, комплексный весовой сумматор 3, два оперативных запоминаюп!их устройства (ОЗУ) 12, бпс)к 13 сопряжения.

RIoK с) измерения мощности содер 4() жит блок 5 з аде ржк», .ер)1тивное запоминающее уст ройс тво 12, три умножителя 14 и два двух»ходовых сумм..— тора 15.

ЦнфрОВая адант1!Вцая МНОГОИуrtr Íая аптЕЬП!ая С»СтЕ.;а р 1бот»r.. T CJIO,I"óI).öIIÌ образом.

В режиме ад,гптации и» первые сигнальные входи»ервого бпока 4 инвер— сии мощно«TH и блока 3 компенсации

50 первой группы с вььхопоя AUT(ЦО!. " IioСтУПаЕт ВЕКтOP К )М»rl К llblx ОтСЧ«тОВ цифрового сиги IJia g((t ) = х (t), (f) i (f

С!1 !т

°, х С (Г.)1, Прок!)дя»ос.ледов;1тельно через (N-1) гру»п б»оков 3 л (r)r . 55

Kf)MIIe »с аЦ»и, исхоДный »с к Tc) P r>. (С ) преобраэуетс я, При этом отсчет х (t), поступающи» Ifa !1с рвый сиг(>1 !

1 надьный вход 3-го блока 3 компенсации i-й группы, преобразуется в от(i tI) счет х («) в соответс гвии с вйраi tl же»ием (1 ) (!) (i), (t) = x (t)-1„ (t-l)x . (t) !

r где х, (t) — отсчет сигнала, поступив1 ше го на пе р11ый компенс;Iционный вход J -1 о блока

3 компенсации i é группы:

1,, (t-1) — коэффициент, поступивший на третий вход первого

КВС 7;! х (t:) — отс 1ет сигнала пост 11) !

»инlli1fl! »а»eрвыи вход первого KHC 7, 11епосредственно »о вычислению, ) )

x (C) произ:к)дится;)асчет iie«rJEIOI !

Ф!

КО rr iùffeíòà 1, I (t ) В r ЛОКЕ ФВК ф) >

6 » соответствии « »ыражением

1! 1(t) 1 Ф1 1(t 1) + !

); () +i (1!

+ --, --- х . (L) х . (C), di (() +1

i Jlf вел!!чин;i С) (t)x (t:)di (t), выit! ч»пленная пред11арительно в блоке 4

»»версии мощности, »одается на до-!!о;1»итепьный fix op блок а 3 ком»е нс а

Одновременно в i-м блоке и»верс!»! мощности, на первый сигfi;iпь»ый вх )и которого пос.ту»ает отс чст (i) х (в), производится расчет коэффиц»е»та df (t) в соответствии с выр;1жс »11! м

di(t) = di(t-1) + R(t)(x, (t)( 2!

;!ir. »ар»метр g,(I ) в!1чис л)!ется в

fi. l,)кс ItIIUeрс»» м!):Itiirrc TII (1 — 1 )-1! гру»fib!! Ht)(t) 1, Пе»ос.рсjlc твенно Iio расчету di (t) в блоке 9 н! !числе!!ия параметра производится >ычис.н»ife

EtOr!).i.,ÅòðEI д; (t) Í СОО -В«тетВИ!! С

fib!!) >СЕ Hlfe>.!

Р,,(c) = 0, (ь)аi (c — 1)(сli (t ).

В реж11ме обработки отсчеты вс к— 1 Oi) f! х Вычи«i!!Eh Г«Я»О> JICДОН !1»Jib .. (tJI

НО В Э ВРЕМЕНИ, ii ГО !1Р»»С Днт К ),. .Efr) В pi >le! !НО Му IIO H Ei Jir ИК О Т! ЧС т! В (): х, (г 1+1), 1 = !... iN. и.):1! н:,11

>! kIс JI! н»)1 1llдe !)жа г»ll вс э,lc мс !f ) !! в i i..

1633472 тора p(N) в соответствии с выражением р (t-i+1) = х . (t-i+1)di (Ф4) . (i)

1 1 1

l...N в i-х блоках 4 измерения мощности производится выравнивание задержек в блоках 5 задержки. После выравнивания задержек отсчетов вектора

p(N) последние подаются на вторые сигнальные входы последних блоков

3 компенсации. Проходя последовательно через (N-i) блоков 3 компенсации д-й группы отсчет р(" вектора (й1 р преобразуется в отсчет р, вектора р и, будучи пропущен без изменений через i-й блок 4 инверсии мощности, поступает на выход устройства.

I (+1)

При этом отсчет р ., поступающий на второй сигнальньи: вход j — го блока 3 компенсации i-й группы, npe(I+j- ) образуется в отсчет р, в соот1 ветствии с выражением Р °

lit j--() 1itj) % (3tj>

1 It.J,i itj ) (<+1 1 путем перемножения отс чета р Ф) поступившего на второй компенсационный вход j — го блока 3 компенсации

i-й группы, и весового коэффициента

%.

1;+,, поступившего на третий +1, вход второго КВС 7 с последующим суммированием результата и отсчета ! )) р;, поступившего на первый вход второго КВС 7.

Таким образом, отсчеты вектора р снимаются с сигнальных выходов блока 4 инверсии мощности последовательно во времени с задержкой на

1 такт, начиная с последнего блока 4, Отсчет р соответствует выходному

Ii) сигналу пространственного луча, формируемого на i-м выходе ДОС 2.

В момент времени, предшествующий началу режима адаптации, содержимое

ОЗУ 12 блоков 6 ФВК обнуляется, а содержимое ОЗУ 12 блоков 8 измерения мощности устанавливается равным априорно известной величине мощности собственных шумов приемных каналов, Переход от режима адаптации к режиму обработки осуществляется фиксированием содержимого ОЗУ 12 всех блоков устройства.

Фор мул аизобретени я

1 ° Цифровая адаптивная многолучевая антенная система, содержащая N-эле10

55 ментную антенную решетку, выходы которой подключены к входам диаграммообразующей схемы с аналого-цифровыми преобразователями, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью упрощения аппаратурной реализации и повышения помехозащищенности, введено (N-1) групп блоков компенсации, по (N-i) в i-й группе и (N- 1) блоков инверсии мощности, причем первые синфазный и квадратурный выходы диаграммообразующей схемы подключены к первым сигнальным синфаэному и квадратурному входам первого блока инверсии мощности, i-й синфазный и квадратурный выходы диаграммообраэующей схемы, где i = 2...N, подключены к первым сигнальным синфаэному и квадратурному входам (i-1)-го блока компенс ации первой группы, синфаэный и квадратурный выходы задержки последнего блока компенсации каждой группы и N-го блока инверсии мощности подключены к вторым сигнальным синфазному и квадратурному входам этого же блока, информационный выход i-го блока инверсии мощности, где i l... (N-1), подключен к информационному входу (i+1)-го блока инверсии мощности, первые сигнальные синфазный и квадратурный входы и второй компенсационные синфазный и квадратурный выходы i-го блока инверсии мощности, где i = 2...N, подключены соответственно к первым сигнальным синфазному и квадратурному выходам и вторым компенсационным синфазному и квадратурному входам первого блока компенсации (i-I)-й группы, вторые сигнальные синфазный и квадратурный входы, первые компенсационные синфаэный и квадратурный выходы, синфазный и квадратурный выходы задержки и дополнительные синфазный и квадратурный выходы i-го блока инверсии мощности,.где i = l.. ° (N 1), подключены соответственно к вторым сигнальным синфазному и квадратурному выходам, первым компенсационным синфазному и квадратурному входам, синфазному и квадратурному входам задержки и дополнительным входам первого блока компенсации i-й группы, первые сигнальные синфазный и квадратурный выходы и вторые компенсационные синфазный и квадратурный входы j — го блока компенсации i=A группы, где j = 2... (N-i), i=1(N-2), 1б33472 подключены соответственно к первым сигнальным синфазному и квадратурному входам и вторым компенсационным синфазному и квадратурному выходам (j — 1)-го блока компенсации

5 (i + 1) é группы, второй сигнальный синфазный и квадратурный вход задержки и дополнительный синфаэный и квадратурный вход j-го блока ком10 пенс ации i-и группы, где j =2 ° .. (N- i ), — 1... (N-2), подключены соответственно к вторым синфазному и квадратурному выходам, синфаэному и квадратурному выходам задержки и дополнительным синфаэному и квадратурному выходам (j — ) ) — го блока ком35 пенса ции i -и г руппы, а сигнальные синфаэные и квыдратурные выходы блоков инверсии мощности являются выходами цифровой адаптивной многолучевой антенпой системы.

2 ° Система по п,1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, блок компенсации содержит два блока задержки, 25 блок формирования весового коэффициента и два комплексных весовых сумматора, причем синфаэная и квадратурная составляющие входа задержки соединены с соответствующими 30 составляющими синфазного и квадратурного выхода задержки через блоки задержки, первые синфазный и квадратурные входы блока формирования весового коэффициента подключены к синфазному и квыдрытурному выходам первого комплексного весового сумматора и к первым сигнальным синфаэному и квыдратурггому выходам, вторые синфазный и квадратурный входы 40 блока формирования весового коэффициента подключены к дополнительному синфазному и квадратурному выходам и к доггопнительггым синфазному и квадратурному входам, прямь!е синфаз- 45 ный и квадратурный выходы блока формирования весового коэффициента подключены к третьим синфаэному и квадратурному входам первого комплексного весового сумматора, сопря50 женные синфаз ный и кв ыдрытурный выходы блока формирования весового коэффициента подключены к третьим синфазному и квадратурному входам второго комплексного весового сум55 матора, пе рвые синфыз ный и кв адратурный входы иервог о комплексного весового сумматора подключены к первым сигныг!b÷ûì синфыэномч и квадратурному входам, вторые сггнфаз ньгй и квадратурный входы первого комплексного весового сумматора поцключены к первым компенсационным синфаэному и квадратурному входам и к первым компенсационным синфазному и квадратурному выходам, первые синфазный и квадратурный входы второго компенсационного весового сумматора подключены к вторым сигнальным синфазному и квадратурному входам, вторые синфазный и квадратурный входы второго комплексного весового сумматора подключены к вторым компенсационньгм синфазному и квадратурному входам и к вторым компенсационным синфазному и квадратурпому выходам, синфазный и квадратурный выходы второго комплексного весового сумматора подключеггы к вторым сигнальным синфазному и квадратурному выходам.

3, Система по п,1, о т л и ч ающыя с я тем, что блок инверсии мощности содержит блок измерения мощности, блок вычисления параметра, блок деления и два комбинированных умножителя, причем первые сппфазный и квадратjjpHbIA входы блока измерения мощности подключены к первым синфаэному и квадратурному входам первого комбинированного умножителя, к первым сигнальным синфазному и квыдратурному входам и к первым компенсационному синфаэному и квыдратурцому выходам, второй вход блока измерения мощности подключен к тре-. тьему входу блока вычисления параметра, к второму входу второго комбинированного умножителя и к информационному входу, первый выход блокы измерения мощности подключен к входу блока делеш я, второй выход блока измерения мощности подключен к второму входу блока вычисления параметра, первый вход блока вычисления параметры подключен к выходу блока деления и к .второму входу первого комбинированного умножителя, выход блока вычисления параметра подключен к информационному выходу, синфа3HblH и квадратурный выходы первого комбинированного умножителя подключен к первым синфазному и квадратурному входам второго комбиггированного умножителя и к синфаэному и квадратурному. выходам задержки, синфаэный и квыдратурный выход второго комбинированjo! (О 1 О УМНОЖИТP )(Я ПОЦК.I()r: E. 11 К Л О ПОЛ

1(ИТЕ tf III It СИ(!ф.! 3 f(ОМУ И 1» (» Л 1()ЛТ Pi!Q— му ВыхОдам ) В () рые Г и Г I! (!)1 ь и(1(с и 1(фа » ный и квл,(р:»турпый вход! I!of(i,люче(пл

К С 111 ИЛ(1(1!(!11 С 111!! j)!1 5 11("(У И Кl» ) ((PE» ТУ|Р !! О,1у В((Хоп а;! И К E»Tn r (ò.l К О"-1ПГ i (C "((I ln f1

f(MM CHI(r)(t. » E»n t f) l1 К(3 а,1 p(1 T „pl Inn!% Выходым

4 ° Гистс.м 3 ЛО и О л (1 ч л f() !!(л я с ч я с.м, ч (О блОк форм(1;) ОВ (3-!

)f);l весо(»О(о ко:)ффипие!I) л (()л ржит .двл блока «!держкп, ком глексш(й Весовой (умн!л1ор, двл оперативных за.(с)н(иплн)!цих устрof . Tf»a fl .)!Ок с пря3 ri С :1!!Я, Пр!!чс M P! tY()öf,! !Ir-,. ):: 137 n— р )Гo б.i()f o(5 зл;I(! j,jf.l(è и,.:(:Ял Лы с ); тВЕТСT!3С f(Н) К Г((! . »!(о!. !1 ЕT) i (tj t >j)

ffoPt CO(Т;»f»TIE!f()if(fit! перва " . Cf.:!tj);! з ного

К(» ЛДР:1 -..УРПО(О 13 ;Ojl,at 1 11:f(.r(i!Inà (5 COI»nl (!У:lifaTOj)(t > (Иl! 1)Л 3!Inl О Il

I(, (t),) Туt) fit t à ) В:-(О r((t блок = 1 С,)пl)(»жЕП(1я

I, 11P f1, .!t ) 1 О (II I I(jti! t it() ГО и I lt i, I j :I Ò У!)1!O ГО е»ыходы в КО (ь(пе t) E»o ГО 1! 1 Ор) сп б(О

К ОВ:3 (1(I() ()Жl; fl ПО;(КЛ! )Ч() 1(Ь! С t) 0 Tlt t Т Т

BcfIfIo к Вь(ходл 1 перво(.о и второгn

Оператив!Пям »л:(Он!Ппс»!()1(1!(1; стройств;!и, ВТOPt)ff If ТРЕ ТИП С Ииф(! 5 11 l". И I:13 l;ij)Л тУР(»ые вх(Д(-.! 1

Кв(IДРЛТ) )ПО!1) (ЗХ()Д 3 1 (fffijti) 3(IЛ f И к (3 f t q P (1 т У !) 1 (1 Я C t t с т; t 15(f sf f() !i!s I t с» i ((1; » i oâ го и кв()дг(! гур!!Ог() В! txttct,: !. )!(, !ек ногo Весового сумматора I! ;ö((ft()((PE!Et с . тветс ff»cl(fto к входам первого и в Горо ГО оперативного запоминающего у гро!!Ствл, синфазный и квадратурный

Выход блока сопряжения подключен к сопряженному синфазному и квадратурнон!н Выходу.

5, С(!Сте.!а по п.j, о т л и ч а ю ! я а я с я тем, что блок измерения мощности содержит блок задержки, Опе!)лтивное 3лпоминающее устройство, т;)и умножителя и два двухвходовых с";ммлторл, причем вход блока задержки подключен к выходу оперативного з лп О! !инлю!!(е го ус тройс тв а, а выход б:!(кл задержки — к первому входу перв Г() I(aó»xni(n(»oго сумматора и к втор.)му выходу блока измерения мощности, Оперативного запоминающего устройства подключен к выходу первого д 1? у х 13 х Од О В О ГО с %M.".1 а т О р а H к пе р в О му

Выходу блока измерения мощности, вхо„ця первого и второго умножителей п с лклн) (е ш соответственно к синфаз25 и jlf и квлдратурной составляющим и(j)(3o(-о сипфлзпого и квадрлтурного

Входа блока измерения мощности, выходы умно)кителей подключены к вхоцлм Второго двухвходового сумматора, 30 (».:.Оды третьего умножителя подключепы;Оответственно к выходу второго д(»ух(»ходового сумматора и к второму

Вхс Ду блока измерения мощности, вьгхоц третьего умножителя подключен к вт )р()му Входу первого двухвходовоГ.) сумматора °

16334 72

Составитель И.Грубрин

Техред Л. Серда сова Корректор Л. Патай

Редактор С,Патрушева

Заказ 621 Тираж 350 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101