Адаптивная антенная решетка

 

Использование: в бортовых адаптивных антеннах для приема широкополосных сигналов в системе космической связи с многостанционным доступом. Сущность изобретения: устройство содержит блоки формирования опорного сигнала 1. первый сумматор 2, вычитатель 3, каналы приема 4, излучатель 5, смеситель 6, интегратор 7, перемножитель 8, демодулятор 9, первый полосовой фильтр 10, ограничитель 11, модулятор 12, кодированный гетеродин 13, второй сумматор 14, вторые полосовые фильтры (15), блок синхронизации 16, декодер 17, накопитель 18, блок сравнения 19, управляемый ключ 20, блок задания порога 21. согласованный фильтр 22. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s)}s Н 01 Q 3/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4893841/09 (22) 25,12.90 (46) 15,12.92. Бюл. N. 46 (72) И.В.Минаев., О.А,Куфтин и Ю.П,Крутов (56) Ломан В.И. и др. Адаптивные антенные решетки в системах широкополосной связи. Зарубежная радиоэлектроника, 1983, N5,,с.3 — 23. (54) АДАПТИВНАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА (57) Использование: в бортовых адаптивных антеннах для приема широкополосных сигналов в системе космической связи с многостанционным доступом; Сущность!

Ж 1781745 А1 изобретения: устройство содержит блоки формирования опорного сигнала 1. первый сумматор 2, вычитатель 3, каналы приема 4, излучатель 5, смеситель 6, интегратор 7, перемножитель 8, демодулятор 9, первый полосовой фильтр 10, ограничитель 11, модулятор 12, кодированный гетеродин 13, второй сумматор 14, вторые полосовые фильтры (15), блок синхронизаЦии 16, декодер 17, накопитель 18, блок сравнения 19, управляемый ключ 20, блок задания порога

21, согласованный фильтр 22. 1 ил.

1781745

Изобретение относится к области радиосвязи и может быть использовано в бортовых адаптивных антеннах для приема широкополосных сигналов в системе космической связи с многостанционным доступом.

Известно устройство формирования опорного сигнала с расширенным спектром в полосе модулирующих частот для процессора. адаптивной антейной решетки, работающей в условиях многостанционного доступа. Да н ное устройство Имеет недостаток, заключающийся в тон, что адаптивная антенна с этим устройством имеет низкую эффективность при отсутствии полезной информации в некоторых каналах приема, Наиболее близким техническим решением является адаптивная антенная решетка для приема широкополосных сигналов, выбранная в качестве прототипа, содержа. щая блок формирования опорного сигнала, первый сумматор, вычитатель и N каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных излучателя, смесителя, интегратора и перемножителя, выход которого соединен с соответствующим входом первого сумматора, а второй вход соединен с вторыми входами смесителей (N-1)-ых каналов и выходом вычитателя, первый вход которого подключен к выходу первого сумматора, выход которого является выходом адаптивной антенной решетки, при этом блок формирования опорного сигнала содержит последовательно соединенные демодулятор, первый полосовой фильтр, ограничитель и модулятор, кодированный гетеродин, первый и второй выходы которого соединены соответственно со вторым входом модулятора и первым входом демодулятора, второй вход которого является входом блока формирования опорного сигнала и подключен к выходу адаптивной антенной решетки, выход модулятора является выходом блока формирования опорного сигнала и подключен ко второму входу вычитателя, Известное устройство имеет недостаток, заключающийся в том, что эффективность работы адаптивной антенны при пространственной фильтрации широкополосных сигналов в условиях организации многостанционного доступа и действия преднамеренных помех существенно зависит от числа ее степеней свободы (разности числа излучателей и общего числа источников сигналов и помех). Так при фиксированном числе излучателей с ростом числа сигналов (или помех) помехоустойчивость системы связи снижается.

20 интегратора и перемножителя дополнительно введены второй сумматор, М вторых

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости системы космической связи с многостанционным доступом в условиях преднамеренных помех.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве часть сигналов отдельных станций, не несущих в данное время полезной информации, исключаются из процесса формирования опорного сигнала, а, следовательно, и из процесса адаптации, что эквивалентно увеличению числа степеней свободы антенны. Для этого в адаптивную антенную решетку содержащую блок формирования опорного сигнала, состоящего из демодулятора, первого полосового фильтра, ограничителя, модулятора и кодированного гетеродина, первый сумма-. тор, вычитатель и Nканалов,,каждый из которых состоит из излучателя, смесителя, полосовых фильтров, М-1 блоков формирования опорного сигнала, а в каждый блок формирования опорного сигнала введены последовательно соединенные блок синхронизации,декодер, накопитель, блок сравнения и управляемый ключ, второй вход которого соединен с выходом модулятора, вход блока синхронизации подключен к выходу демодулятора, а второй выход к входу кодированного гетеродина, блок задания порога, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения, согласованный фильтр, первый вход которого соединен с третьим входом блока сравнения, вторым входом накопителя и первым входом декодера, второй вход которого подключен к выходу ограничителя, а выход соединен с вторым входом согласованного фильтра, выход которого соединен с третьим входом управляемого ключа, выход которого является выходом блока формирования опорного сигнала и соединен с соответствующим входом второго сумматора, выход которого соединен со вторым входом вычитателя, первый вход которого соединен с объединенными входами М вторых полосовых фильтров, выход каждого из которых соединен с входом соответствующего блока формирования опорного сигнала, На чертеже представлена структурная схема адаптивной антенной решетки.

Схема содержит блоки формирования опорного сигнала 11-1м, первый сумматор

2, вычитатель 3, каналы приема 41 — 4и, излучатель 5, смеситель 6, интегратор 7, перемножитель 8, демодулятор 9, первый полосовой фильтр 10, ограничитель 11, модулятор 12, кодированный гетеродин 13, 1781745

15

25

35

50 второй сумматор 14, вторые полосовые фильтры 151 — 15м, блок 16 синхронизации, декодер 17, накопитель 18, блок 19 сравнения, управляемый ключ 20, блок 21 задания порога, согласованный фильтр 22.. Предлагаемая адаптивная антенна работает следующим образом.

Излучателями 5> — 5 принимается аддитивная смесь сигналов наземных станций и помех и подается на входы соответствующих перемножителей 8i — 8N и смесителей

61 — GN, На вторые входы смесителей 61 — 6и с выхода вычитателя 3 поступает сигнал ошибки. который перемножается с поступившими сигналами от излучателей 51-5и, Полученные сигналы интегрируются соответствующими интеграторами 71 — 7и и подаются на первые входы перемножителей

8>-8и, где с их помощью осуществляется амплитудно-фазовое взвешивание сигналов, поступивших от излучателей 5> — 5ы.

Полученные сигналы подаются на соответствующие входы первого сумматора 2, в котором они складываются и через вторые полосовые фильтры 151 — 15м, осуществляющих разделение каналов по .астоте, поступают на второй вход демодулятора 9 соответствующего блока 11 1м формирования опорного сигнала, В демодуляторе 9 поступивший сигнал демодулируется с. помощью сигнала, поступающего от кодированного гетеродина 13 и подается на первый вход блока синхронизации 16, а так>ке через полосовой фильтр 10 на вход ограничителя 11. Блок 16 синхронизации осуществляет синхронизацию работы кодированного гетеродина 13 по принимаемому сигналу и вырабатывает синхроимпульсы, которые подаются на синхровходы кодированного гетеродина 13, декодера 17, накопителя 18, блока 19 сравнения, согласованного фильтра 22, Ограничитель

15 устраняет паразитную амплитудную модуляцию отфильтрованного узкополосного сигнала и подает его на вход модулятора 12 и декодера 17. B модуляторе 12 данным сигналом модулируется сигнал, поступающий от кодированного гетеродина 13. Полученный опорный сигнал через открытый управляемый ключ 20 поступает на соответствующий вход второго сумматора 14, кото-. рый из опорных сигналов отдельных станций формирует общий опорный сигнал и подает его на второй вход вычитателя 3, на другой вход которого поступает сигнал с выхода первого сумматора 2. В результате сравнения принятого и опорного сйгналов вычитатель 3 вырабатывает сигнал ошибки и подает его на вторые входы смесителя

6> — 6м, Сигнал с выхода ограничителя 11 поступает также на вход декодера 17, который извлекает из него полезный информационный сигнал и подает его на первый вход накопителя 18 и второй вход согласованного фильтра 22. Накопитель 18 суммирует информационные символы за период информационного сигнала и подает полученный сигнал на первый вход блока 19 сравнения, который сравнивает его со значением порога, задаваемого блоком 21 задания порога. Если полезная информация отсутствует, то сигнал с выхода накопителя

18 буДет меньше порогового значения и блок сравнения в этом случае вырабатывает сигнал управления, который подается на первый вход управляемого ключа 20 и закрывает его. Тем самым исключается из формирования общего опорного сигнала опорный сигнал той станции, которая в данное время не передает полезной информации, что эквивалентно увеличению числа степеней свободы антенной решетки, а, следовательно, повышению помехоустойчивости системы связи. В случае наличия полезной информации уровень сигнала с выхода накопителя 18 будет больше уровня сигнала с выхода блока 21 и управляемый ключ 20 будет находиться в открытом состоянии. Перед началом передачи полезной информации каждая наземная станция передает специальный сигнал, совпадающий по форме со структурой согласованного фильтра 22 и имеющий базу, обеспечивающую гарантированный его прием даже в случаях сильного уменьшения коэффициента усиления антенной решетки в направлении данной станции. При поступлении данного сигнала на согласованный фильтр

22, последний вырабатывает сигнал управления, поступающий на третий вход управляемого ключа 13 и открывает его. Таким образом в процессе адаптации антенны используются сигналы только тех станций, которые в данное время передают полезную информацию, и тем самым происходит повышение помехоустойчивости системы связи.

Формула изобретения

Адаптивная антенная решетка, содержащая блок формирования опорного сигнала, первый сумматор, вычитатель и N каналов, каждый иэ которых состоит из последовательно соединенных излучателя, смесителя, интегратора и перемножителя, выход которого соединен с соответствующим входом первого сумматора, а второй вход соединен с первым входом смесителя, второй вход которого соединен с вторыми

1781745

Составитель О,Куфтин

Техред М.Моргентал

Редактор

Корректор Н.Ревская

Заказ 4278 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 входами смесителей (N-1)-х каналов и выходом вычитателя, первый вход которого подключен к выходу первого сумматора, выход которого является выходом адаптивной антенной решетки, при этом блок формирова- 5 ния б парного сигнала содержит последовательно соединенные демодулятор, первый полосовой фильтр, ограничитель и модулятор, кодированный гетеродин, первый и второй выходы которого соедине- 10 ны соответственно с вторым входом модулятора и первым входом демодулятора, второй вход которого является входом блока формирования опорного сигнала, о т л ич а ю щ а я с я тем. что. с целью повышения 15 помехоустойчивости системы космической связи с многостанционным доступом в условиях преднамеренных помех, введены второй сумматор, М вторых полосовых фильтров, М-1 схем формирования опорно- 20 го сигнала, а в каждую схему формирования опорного сигнала введены последовательно соединенные блок синхронизации, декодер, накопитель, блок сравнения и управляемый ключ, вход блока синхронизации подключен к выходу демодулятора, а второй выход — к входу кодированного гетеродина, блок задания порога, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения, согласованный фильтр, первый вход которого соединен с третьим входом блока сравнения, вторым входом накопителя и первым входом декодера, второй вход которого подключен к выходу ограничителя, а выход соединен с вторым входом согласованного фильтра, выход которого соединен с третьим входом управляемого ключа, выход которого является выходом блока формирования опррного сигнала и соединен с соответствующим входом второго сумматора, выход которого соединен с вторым входом вычитателя, первый вход которого соЭ единен с объединенными входами М вторых полосовых фильтров, выход каждого из которых соединен с входом соответствующего блока формирования опорного сигнала.