Способ адаптивной компенсации кроссполяризованных помех и устройство для его осуществления

 

Использование: в радиоприемных комплексах спутниковых систем связи с переиспользованием частот за счет поляризационного уплотнения сигналов. Сущность изобретения: устройство, реализующее способ, содержит антенну радиоприемного комплекса 1, два 180-градусных переменных фазовращателя 2, 4, дифференциальный фазовращатель 3, селектор поляризаций 5, два малошумящих усилителя 6, 7, шесть делителей мощности 8 13, три аттенюатора 14 16, два фазовращателя на два фиксированных положения 17, 18, два сумматора 19, 20, четыре коммутатора 21 24, два измерителя кросснополяризованной развязки 24, 25, блок 27 сравнения с порогом, блок вычисления β, Ψ, w₁, w₂ 28, блок управления устройством 29, два блока управления 180-градусным фазовращателем 30, 32, блок управления дифференциальным фазовращателем 31, что позволяет устранить неопределенность установки элементов компенсации в положение, обеспечивающее минимум кроссполяризованных помех. 2 с. п. ф-лы. 5 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемных комплексах /РПК/ cпутниковых систем связи /СССР/ с переиспользованием частот за счет поляризационного уплотнения сигналов.

Известен способ подавления коррелированных помех и устройство для его реализации, основанные на корреляционном определении весовых коэффициентов, изменении амплитудных и фазовых характеристик компенсационного сигнала пропорционально вычисленным значениям весового коэффициента и его суммировании с сигналом основного канала, представляющего собой аддитивную смесь полезного информационного сигнала и помехи.

Их недостатком является неполное подавление помехи в основном канале, обусловленное зависимостью глубины компенсации от флуктуаций коэффициентов передачи радиоприемных трактов РПК.

Известны также способ и устройство адаптивной компенсации кроссполяризованных помех /КПП/, которые являются наиболее близкими к предлагаемому способу и устройству.

Способ включает следующие операции в указанной последовательности осуществляют приëм сигналов прямой и ортогональной поляризаций; осуществляют поляризационную селекцию сигнала прямой поляризации, представляющего собой аддитивную смесь полезного информационного сигнала прямой поляризации, кроссполяризованной помехи прямой поляризации, полезной компоненты сигнала маяка прямой поляризации и кроссполяризованной компоненты сигнала маяка ортогональной поляризации, и сигнала ортогональной поляризации, представляющего собой аддитивную смесь полезного информационного сигнала ортогональной поляризации, кроссполяризованной помехи ортогональной поляризации, полезной компоненты сигнала маяка ортогональной поляризации и кроссполяризованной компоненты сигнала маяка прямой поляризации, с помощью последовательно соединенных первого вращающегося сочленения, дифференциального фазовращателя, второго вращающегося сочленения, дифференциального аттенюатора с базисной плоскостью, ориентированной под углом 45^о к селектору поляризаций, и селектора поляризаций; производят первую фильтрацию полезных и кроссполяризованных компонент сигналов маяков; формируют первый и второй вспомогательные сигналы посредством сдвига фаз полезных компонент сигналов маяков прямой и ортогональной поляризаций на 90^о соответственно; осуществляют перемножение кроссполяризованной компоненты сигнала маяка прямой поляризации с первым вспомогательным сигналом и кроссполяризованной компоненты сигнала маяка ортогональной поляризации с вторым вспомогательным сигналом; формируют управляющие напряжения первым вращающимся сочленением и дифференциальным фазовращателем посредством низкочастотной фильтрации результатов перемножения соответственно кроссполяризованной компоненты сигнала маяка прямой поляризации с первым вспомогательным сигналом и кроссполяризованной компоненты сигнала маяка ортогональной поляризации с вторым вспомогательным сигналом.

Затем осуществляют изменение амплитудных и фазовых характеристик сигналов прямой и ортогональной поляризаций регулировкой первого вращающегося сочленения и дифференциального фазовращателя полученными управляющими напряжениями; производят вторую фильтрацию полезных и кроссполяризованных компонент сигналов маяков; осуществляют перемножение полезной компоненты сигнала маяка прямой поляризации с кроссполяризованной компонентой сигнала маяка прямой поляризации полезной компоненты сигнала маяка ортогональной поляризации с кроссполяризованной компонентой сигнала маяка ортогональной поляризации; формируют управляющие напряжения вторым вращающимся сочленением и дифференциальным аттенюатором посредством низкочастотной фильтрации результатов перемножения соответственно полезной компоненты сигнала маяка прямой поляризации с кроссполяризованной компонентой сигнала маяка ортогональной поляризации с кроссполяризованной компонентой сигнала маяка ортогональной поляризации; осуществляют изменение амплитудных и фазовых характеристик сигналов прямой и ортогональной поляризаций регулировкой второго вращающегося сочленения и дифференциального аттенюатора полученными управляющими напряжениями.

Недостатком способа-прототипа являются во-первых, неопределенность полярности управляющих напряжений, вызванная знаковой неопределенностью коэффициентов корреляции, определяемых в результате перемножения, что обуславливает неопределенность установки элементов компенсации /первого вращающегося сочленения, дифференциального фазовращателя, второго вращающегося сочленения, дифференциального аттенюатора /в положение, обеспечивающее минимум КПП, в результате чего компенсации КПП может не произойти; во-вторых, использование дифференциального аттенюатора в антенно-волноводном тракте увеличивает шумовую температуру РПК, что приводит к снижению шумовой добротности комплекса, а значит снижает эффективность приема сигналов прямой и ортогональной поляризацией.

Известное устройство содержит последовательно соединенные антенну РПК, первое вращающееся сочленение, дифференциальный фазовращатель, второе вращающееся сочленение, дифференциальный аттенюатор и селектор поляризаций, а также первый и второй малошумящие усилители, первый, второй, третий и четвертый делители мощности, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой полосовые фильтры, преобразователь частот, первый, второй, третий и четвертый перемножители сигналов, первый и второй 90-градусные фазовращатели, первый, второй, третий и четвертый фильтры нижних частот /ФНЧ/, блок управления первым вращающимся сочленением, блок управления дифференциальным фазовращателем, блок управления вторым вращающимся сочленением и блок управления дифференциальным аттенюатором, выходы которых подключены к входам управления соответственно первого вращающегося сочленения, дифференциального фазовращателя, второго вращающегося сочленения и дифференциального аттенюатора.

Два выхода селектора поляризаций соединены с входами первого и второго малошумящих усилителей, выходы которых подключены к входам соответственно первого и второго делителей мощности сигналов. Первые выходы первого и второго делителей мощности соединены с входами первого и второго полосовых фильтров, выходы которых соединены с первым и вторым входами преобразователя частот, два выхода которого подключены к входам третьего и четвертого делителей мощности.

Первые выходы третьего и четвертого делителей мощности соединены с входами третьего и четвертого полосовых фильтров, а вторые с входами пятого и шестого полосовых фильтров. Выход третьего полосового фильтра подключен к первым входам первого и третьего перемножителей сигналов, а выход пятого полосового фильтра к первым входам второго и четвертого перемножителя сигналов. Выход четвертого полосового фильтра подключен к второму входу первого перемножителя и входу первого 90-градусного фазовращателя, выход которого соединен с вторым входом третьего перемножителя, а выход шестого полосового фильтра соединен с вторым входом второго перемножителя сигналов и входом втоpого 90-градусного фазовращателя, выход которого подключен к второму входу четвертого перемножителя сигналов 71.

Входы первого ФНЧ, второго ФНЧ, третьего ФНЧ и четвертого ФНЧ соединены соответственно с выходами первого перемножителя, второго перемножителя, третьего перемножителя и четвертого перемножителя, а их выходы соответственно с входами блока управления вторым вращающимся сочленением, входом блока управления дифференциальным аттенюатором, входом блока управления первым вращающимся сочленением и входом блока управления дифференциальным фазовращателем.

Недостатком устройства-прототипа также, как и способа-прототипа, является неопределенность установки элементов компенсации в положение, обеспечивающее минимум КПП, и снижение шумовой добротности РПК из-за использования дифференциального аттенюатора в антенно-волноводном тракте комплекса.

Цель изобретения повышение эффективности компенсации КПП путем устранения неопределенности установки элементов компенсации в положение, обеспечивающее минимум КПП, и снижения воздействия схемы компенсации КПП на шумовую температуру РПК.

Предлагается способ адаптивной компенсации КПП, при котором принимают сигналы прямой и ортогональной поляризаций и осуществляют поляризационную селекцию сигнала прямой поляризации, представляющего собой аддитивную смесь полезного информационного сигнала прямой поляризации, кроссполяризованной помехи прямой поляризации, полезной компоненты сигнала маяка, прямой поляризации и кроссполяризованной компоненты сигнала маяка, ортогональной поляризации, и сигнала ортогональной поляризации, представляющего собой аддитивную смесь полезного информационного сигнала ортогональной поляризации, кроссполяризованной помехи ортогональной поляризации, полезной компоненты сигнала маяка ортогональной поляризации и кроссполяризованной компоненты сигнала маяка прямой поляризации.

Согласно изобретению поляризационную селекцию сигналов прямой и ортогональной поляризаций осуществляют с помощью последовательно соединенных первого 180-градусного переменного фазовращателя с базисной плоскостью, ориентированной под углом 0^о к селектору поляризаций, дифференциального фазовращателя с нулевым фазовым сдвигом, которого 180-градусного переменного фазовращателя с базисной плоскостью, ориентированной под углом 0^о к селектору поляризаций, и селектора поляризаций, измеряют мощности полезных и кроссполяризованных компонент сигналов маяков и вычисляют первую величину кроссполяризованной развязки /КПР/ прямой К_пр1 и ортогональной К_орт1 поляризаций, изменяют амплитудные и фазовые характеристики сигналов прямой и ортогональной поляризаций установкой фазового сдвига дифференциального фазовращателя равным 45^о и поворотом базисной плоскости второго 180-градусного фазовращателя на 22,5^о, измеряют вторую величину КПР прямой К_пр2 и ортогональной К_орт2 поляризаций по мощностям полезных и кроссполяризованных компонент сигналов маяков, изменяют амплитудные и фазовые характеристики сигналов прямой и ортогональной поляризаций установкой фазового сдвига дифференциального фазовращателя равным 90^о, измеряют третью величину КПР прямой К_пр3 и ортогональной К_орт3поляризаций по мощностям полезных и кроссполяризованных компонент сигналов маяков, вычисляют по формулам β=arctg угол ориентации базисной плоскости первого 180-градусного фазовращателя к селектору поляризаций и Ψ arctg фазовый сдвиг дифференциального фазовращателя, изменяют амплитудные и фазовые характеристики сигналов прямой и ортогональной поляризаций установкой базисной плоскости первого 180-градусного фазовращателя под углом β к селектору поляризаций, установкой фазового сдвига дифференциального фазовращателя равным Ψ и установкой базисной плоскости второго 180-градусного фазовращателя под углом 0^о к селектору поляризаций, формируют первый и второй вспомогательные сигналы делением мощности соответственно сигналов прямой и ортогональной поляризаций на два, изменяют уровень первого вспомогательного сигнала на величину W=

а его фазу на величину /- Δ ε/, если w₁> 0, либо на /π Δ ε/, если w₁<0, где Δ ε разность фаз коэффициентов передачи радиоприемных трактов сигналов прямой и ортогональной поляризаций соответственно, изменяют уровень второго вспомогательного сигнала на величину
W=

а его фазу на величину Δ ε, если W₂ >0, либо на /π + Δ ε/, если W₂ <0, и суммируют первый вспомогательный сигнал с сигналом ортогональной поляризации, а второй вспомогательный сигнал с сигналом прямой поляризации.

По предлагаемому способу осуществляют следующие операции в указанной последовательности:
принимают сигнал прямой поляризации S₁, представляющий собой аддитивную смесь полезного информационного сигнала прямой поляризации S_п.пр., кроссполяризованной помехи прямой поляризации S_кп.пр., полезной компоненты сигнала маяка прямой поляризации S_мп.пр. и кроссполяризованной компоненты сигнала маяка ортогональной поляризации S_мк.орт. и сигнал ортогональной поляризации S₂, представляющий собой аддитивную смесь полезного информационного сигнала ортогональной поляризации S_п.порт., кроссполяризованной помехи ортогональной поляризации S_кп.орт., полезной компоненты сигнала маяка ортогональной поляризации S_мп.орт. и кроссполяризованной компоненты сигнала маяка прямой поляризации S_мк.пр.;
осуществляют изменение дифференциального фазового сдвига между сигналами S₁ и S₂ путем последовательного изменения их дифференциальной фазы на 180^о с помощью первого 180-градусного переменного фазовращателя, ориентированного под углом β 0^o к селектору поляризаций, на 0^о с помощью дифференциального фазовращателя с переменным фазовым сдвигом ϑ0^о и на 180^о с помощью второго 180-градусного переменного фазовращателя, ориентированного под углом λ 0^о селектору поляризаций (β угол ориентации базисной плоскости первого 180-градусного фазовращателя к селектору поляризаций; ϑ фазовый сдвиг дифференциального фазовращателя; λ угол ориентации базисной плоскости второго 180-градусного фазовращателя к селектору поляризаций);
осуществляют поляризационное разделение сигналов прямой S₁ и ортогональной S₂ поляризаций;
измеряют мощность полезных S_мп.пр., S_мп.орт. и кроссполяризованных S_мк.пр., S_мк.орт. компонент сигналов маяков и вычисляют первую величину КПР прямой K_пр1= и ортогональной K_орт.1= поляризаций, где Р_мп.пр., Р_мп.орт., Р_мп.орт., Р_мк.орт. соответственно измеренные мощности полезной компоненты сигнала маяка прямой поляризации S_мп.пр., полезной компоненты сигнала маяка ортогональной поляризации S_мп.орт., кроссполяризованной компоненты сигнала маяка прямой поляризации S_мк.пр. и кроссполяризованной компоненты сигнала маяка ортогональной поляризации S_мк.орт;
изменяют амплитудные и фазовые характеристики сигналов S₁ и ортогональной S₂ поляризаций путем последовательного изменения дифференциальной фазы этих сигналов установкой фазового сдвига дифференциального фазовращателя равным ϑ 45^о и изменением амплитуды и фазы этих сигналов поворотом базисной плоскости второго 180-градусного фазовращателя на угол λ 22,5^о;
измеряют мощность полезных S_мп.пр.; S_мп.орт. и кросполяризованных S_мк.орт. компонент сигналов маяков и вычисляют вто- рую величину КПР прямой K_пр2= и ортогональной K_орт2= поляризаций, где Р_мп.пр., Р_мп.орт., Р_мк.пр., Р_мк.орт. соответственно измеренные мощности полезной компоненты сигнала маяка прямой поляризации S_мп.пр.полезной компоненты сигнала маяка ортогональной поляризации S_мп.орт., кроссполяризованной компоненты сигнала маяка прямой поляризации S_мп.орт., кроссполяризованной компоненты сигнала маяка прямой поляризации S_мк.пр. и кроссполяризованной компоненты сигнала маяка ортогональной поляризации S_мк.орт.;
изменяют амплитудные и фазовые характеристики сигналов прямой S₁ и ортогональной S₂ поляризаций путем изменения дифференциальной фазы этих сигналов установкой фазового сдвига дифференциального фазовращателя равным ϑ 90^о;
измеряют мощность полезных S_мп.пр., S_мп.орт. и кроссполяризованных S_мк.пр., S_мк.орт. компонент сигналов маяков и вычисляют третью величину КПР прямой K_пр3= и ортогональной K_орт.3= поляризаций, где Р_мп.пр., Р_мп.орт., Р_мк.пр., Р_мк.орт. соответственно измеренные мощности полезной компоненты сигнала маяка прямой поляризации S_мп.пр., полезной компоненты сигнала маяка ортогональной поляризации S_мп.орт., кроссполяризованной компоненты сигнала маяка прямой поляризации S_мк.пр. и кроссполяризованной компоненты сигнала маяка ортогональной поляризации S_мк.орт. вычисляют по формуле:
β arctg

угол ориентации базисной плоскости первого 180-градусного фазовращателя к селектору поляризаций и
Ψ arctg
фазовый сдвиг дифференциального фазовращателя.

Затем изменяют амплитудные и фазовые характеристики сигналов прямой S₁ и ортогональной S₂ поляризаций путем последовательного изменения амплитуды и фазы этих сигналов установкой базисной плоскости первого 180-градусного под углом β к селектору поляризаций, изменением их дифференциальной фазы с помощью установки фазового сдвига дифференциального фазовращателя равным ϑ и изменением дифференциальной фазы этих сигналов установкой базисной плоскости второго 180-градусного фазовращателя под углом 0^о к селектору поляризаций;
формируют первый S и второй S вспомогательные сигналы делением мощности соответственно сигналов прямой S₁ и ортогональной S₂ поляризаций на два;
изменяют уровень первого вспомогательного сигнала S на величину
W=
на его фазу на величину /-Δε /, если w₁> 0, либо на / π-Δε /, если w₁ < 0, где Δε разность фаз коэффициентов передачи радиоприемных трактов сигналов прямой S₁ и ортогональной S₂ поляризаций соответственно;
изменяют уровень второго вспомогательного сигнала S на величину
W=
а его фазу на величину / Δε /, если w₂ > 0, либо на /π+Δε /, если w₂<< 0;
суммируют первый вспомогательный сигнал S с сигналом ортогональной поляризации S₂, а второй вспомогательный сигнал Sb2 с сигналом прямой поляризации S₂.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 функциональная схема возможной реализации блока сравнения с порогом предлагаемого устройства; на фиг. 3 функциональная схема возможной реализации блока вычисления β,Ψ, /w₁/, /w₂/, предлагаемого устройства; на фиг. 4 цифровые код сигналов управления устройства; на фиг. 5 ориентация базисных плоскостей.

Устройство для осуществления предлагаемого способа содержит /см. фиг. 1/ последовательно соединенные антенну РПК 1, первый 180-градусный переменный фазовращатель 2, дифференциальный фазовращатель 3, второй 180-градусный переменный фазовращатель 4 и селектор поляризаций 5, а также первый 6 и второй 7 малошумящие усилители, первый 8, второй 9, третий 10, четвертый 11, пятый 12 и шестой 13 делители мощности, первый 14, второй 15 и третий 16 аттенюаторы, первый фазовращатель на два фиксированных положения 17, второй фазовращатель на два фиксированных положения 18, первый 19 и второй 20 сумматоры, первый 21, второй 22, третий 23 и четвертый 24 коммутаторы, первый измеритель КПР 25, второй КПР 26, блок сравнения с порогом 27, блок вычисления β,Ψ /w₁/, /w₂/ 28, блок управления устройством 29, блок управления первым 180-градусным фазовращателем 31 и блок управления вторым 180-градусным фазовращателем 32, блок управления дифференциальным фазовращателем 31.

Блок сравнения с порогом 27 устройства может быть построен по схеме фиг. 2. Блок сравнения с порогом 27 содержит первую 33 и вторую 34 схемы сравнения, первые входы которых являются соответственно первым, вторым входом блока, первый 36 и второй 37 ключи, выходы которых являются выходами блока, и генератор порога 35, выход которого подключен к вторым входам первой 33 и второй 34 схем сравнения. Выходы первой 33 и второй 34 схем сравнения соединены соответственны с первыми входами ключей 36 и 37, вторые входы которых подключены к третьему входу блока сравнения с порогом 27.

Блок вычисления 28 предлагаемого устройства может быть построен по схеме на фиг. 3. По этой схеме блок вычисления 28 содержит первую 38, вторую 39, третью 40, четвертую 41, пятую 42 и шестую 43 ячейки памяти первые входы которых являются соответственно первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым входами блока вычисления 28, а вторые соединены с седьмым входом блока, первую 44, вторую 45, третью 46, четвертую 47, пятую 48 и шестую 49 схемы сравнения, выходы которых являются соответственно седьмым, восьмым, девятым, десятым, одиннадцатым и двенадцатым выходами блока вычисления 28, генератор опорного сигнала 50, схему вычисления 51, первый дискриминатор знака 52 и второй дискриминатор знака 53.

При этом выходы первой 38, второй 39, третьей 40, четвертой 41, пятой 42 и шестой 43 ячеек памяти подключены соответственно к первому, второму, третьему, четвертому, пятому и шестому входам схемы вычисления 51 и первым входам первой 44, второй 45, третьей 46, четвертой 47, пятой 48 и шестой 49 схем сравнения, к вторым входам которых подключен выход генератора опорного сигнала 50. Первый и второй выходы схем вычисления 51 соединены с первым и вторым выходами блока вычисления 28. Третий выход схемы вычисления 51 соединен с третьим выходом блока вычисления 28 и входом первого дискриминатора знака 52, выход которого подключен к четвертому выходу блока вычисления 28, а четвертый выход схемы вычисления 51 с пятым выходом блока вычисления 28 и входом второго дискриминатора знака 53, выход которого подключен к шестому выходу блока вычисления 28.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

С блока управления устройством 29 в блок управления первым 180-градусным фазовращателем 30, блок управления дифференциальным фазовращателем 31 и блок управления вторым 180-градусным фазовращателем 32 /в качестве которых может быть использован блок 10А21 ИУЯД, 468532.002, разработанный в Ростовском НИИ радиосвязи/ поступает команда установки первого 180-градусного фазовращателя 2 в положение β 0^о, дифференциального фазовращателя 3 в положение ϑ 0^о и базисной плоскости второго 180-градусного фазовращателя 4 под углом 0^о к селектору поляризаций 5.

Через интервал времени Δ t₁, равный времени установки первого 180-градусного фазовращателя 2, дифференциального фазовращателя 3 и второго 180-градусного фазовращателя 4 в заданное положение, с блока управления устройством 29 в блок вычисления 28 поступает сигнал "очистки памяти" /сброса всех предыдущих вычисленных значений β ϑ, w₁ и w₂, а также значений КПР, используемых для этих вычислений/ /см. фиг. 4,а/, в блок сравнения с порогом 27 сигнал "остановки сравнения" с порогом /см. фиг. 4,б/, в коммутаторы 21 и 22 сигнал подключения первых и вторых входов соответственно к их первым и вторым выходам /см. фиг. 4,в/, а в коммутаторы 23 и 24 сигнал отключения их выходов от входов /см. фиг. 4,г/.

Сигнал /см. фиг. 4,б/, поступающий в блок сравнения с порогом 27, запирает ключи 36 и 37 и сигнал на выходах блока сравнения с порогом 27 отсутствует.

В блоке вычисления 28 сигнал /см. фиг. 4,а/ поступает на вторые входы первой 38, второй 39, третьей 40, четвертой 41, пятой 42 и шестой 43 ячеек памяти, осуществляется сброс их памяти и на их выходах формируется сигнал, указывающий на то, что "очистка памяти" произошла. Этот сигнал поступает на первые входы первой 44, второй 45, третьей 46, четвертой 47, пятой 48 и шестой 49 схем сравнения, на вторые входы которых подается сигнал от генератора опорного сигнала 50. По результату сравнения на выходах схем сравнения формируются сигналы /см. фиг. 4,д/, показывающие, что ячейки памяти готовы запомнить новые значения КПР, которые с седьмого, восьмого, девятого, десятого, одиннадцатого и двенадцатого выходов блока вычисления 28 поступают в блок управления устройством 29.

При приеме сигналов /см. фиг. 4,д/ блоком управления устройством 29 формируются сигналы "прекращения очистки памяти" /см. фиг. 4,е/ и подключения первых выходов коммутаторов 23 и 24 к их входам /см. фиг. 4,ж/, поступающие соответственно в блок вычисления 28 и коммутаторы 23 и 24.

Измерителями КПР 25 и 26 /реализованными, например по АС N 253711/ определяется величина К_пр1 и К_орт1, значения которых через коммутаторы 23 и 24 поступают соответственно в первую 38 и четвертую 41 ячейки памяти блока вычисления 28. При заполнении первой 38 и четвертой 41 ячеек памяти на их выходах формируются сигналы, пропорциональные измеренным значениям КПР, поступающие в схему вычисления 51 и на первые входы первой 44 и четвертой 47 схем сравнения, на выходах которых образуются сигналы /см. фиг. 4,з/, указывающие на заполнение первой 38 и четвертой ячеек памяти, которые с седьмого и десятого выходов блока вычисления 28 поступают в блок управления устройством 29.

Приняв сигналы /см. фиг. 4,з/, блок управления устройством 29 формирует команды установки дифференциального фазовращателя 3 в положение ϑ 45^о, базисной плоскости второго 180-градусного фазовращателя 4 под углом 22,5^о к селектору поляризаций 5 и отключения выходов коммутаторов 23 и 24 от их входов /см. фиг. 4,г/, поступающие соответственно в блок управления дифференциальным фазовращателем 31, в блок управления вторым 180-градусным фазовращателем 32 и коммутаторы 23 и 24.

Через интервал времени Δ t₂, равный времени установки дифференциального фазовращателя 3 и второго 180-градусного фазовращателя 4 в указанные положения, блоком управления устройством 29 формируется команда подключения вторых выходов коммутаторов 23 и 24 к их первым входам /см. фиг. 4,и/, поступающая в коммутаторы 23 и 24.

Значения измеренных измерителями КПР 25 и 26 величин КПР К_пр2 и К_орт2 поступают через коммутаторы 23 и 24 на входы второй 39 и пятой 42 ячеек памяти блока вычисления 28. При заполнении их памяти на их выходах формируются сигналы, пропорциональные значениям К_пр2 и К_орт2, которые поступают в схему вычисления 51 и первые входы второй 45 и пятой 48 схем сравнения. На выходах второй 45 и пятой 48 схем сравнения образуются сигналы /см. фиг. 4, з/, показывающие, что вторая 39 и пятая 42 ячейки памяти заполнены, которые с восьмого и одиннадцатого выходов блока вычисления 28 поступают в блок управления устройством 29.

При приеме сигналов /см. фиг. 4з,/ блок управления устройством 29 формирует команды установки дифференциального фазовращателя 3 в положение ϑ 90^о и отключения выходов коммутаторов 23 и 24 от их входов /см. фиг. 4,г/, которые поступают соответственно в блок управления дифференциальным фазовращателем 31 и коммутаторы 23 и 24.

Через интервал времени Δ t₃, равный времени установки дифференциального фазовращателя 3 в положение ϑ 90^о, блоком управления устройством 29 формируется сигнал подключения третьих выходов коммутаторов 23 и 24 к их первым входам /см. фиг. 4,к/, поступающий в коммутаторы 23 и 24.

Измерителями КПР 25 и 26 осуществляется третье измерение величин КПР К_пр3 и К_орт3, значения которых через коммутаторы 23 и 24 посылаются соответственно в третью 40 и шестую 43 ячейки памяти блока вычисления 28. При заполнении ячейки памяти 40 и 43 на их выходах образуются сигналы, пропорциональные измеренным значениям КПР, которые поступают в схему вычисления 51 и на первые входы третьей 46 и шестой 49 схем сравнения. После вычисления требуемых значений β ϑ, w₁ и w₂ на первом, втором, третьем и четвертом выходах схемы вычисления 51 появляются сигналы, пропорциональные найденным значениям, соответственно β ϑ, w₁и w₂. Сигналы, пропорциональные β и ϑ, поступают соответственно на первый и второй выходы блока вычисления 28, сигнал, пропорциональный w₁- на третий выход блока вычисления 28 и на вход дискриминатора знака 52, где определяется знак w₁ и формируется сигнал, указывающий его значение, который с выхода дискриминатора 52 поступает на четвертый выход блока вычисления 28. Сигнал, пропорциональный w₂, поступает на пятый выход блока вычисления 28 и на вход дискриминатора знака 52, где аналогично определяется знак w₂ и формируется соответствующий сигнал, поступающий с выхода дискриминатора знака 53 на шестой выход блока вычисления 28. На выходах третьей 46 и шестой 49 схем сравнения образуются сигналы /см. фиг. 4, з/, указывающие на заполнение памяти 40 и 43 ячеек памяти, которые поступают на девятый и двенадцатый выходы блока вычисления 28.

С первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, девятого и двенадцатого выходов блока вычисления 28 сигналы поступают в блок управления устройством 29, при приеме которых блок управления устройством 29 формирует команды установки первого 180-градусного фазовращателя 2 в положение β, дифференциального фазовращателя 3 в положение ϑ, базисной плоскости второго 180-градусного фазовращателя 4 под углом 0^о к селектору поляризаций 5, установки затухания аттенюатора 15 равным /w₁/, затухания аттенюатора 16 равным /w₂/, установки фазового сдвига фазовращателя 17 равным /- Δ ε/ или /π Δ ε/ в зависимости от знака w₁, фазового сдвига фазовращателя 18 равным Δ ε или /π + Δ ε/ в зависимости от знака w₂ и отключения выходов коммутаторов 23 и 24 от их входов /см. фиг. 4,г/, поступающие соответственно в блок управления первым 180-градусным фазовращателем 30, блок управления дифференциальным фазовращателем 31, блок управления вторым 180-градусным фазовращателем 32, на входы управления аттенюаторов 15 и 16, на входы управления фазовращателей на два фиксированных положения 17 и 18 и в коммутаторы 23 и 24.

Через интервал времени Δ t₄, равный времени установки элементов компенсации в вычисленные положения, блок управления устройством 29 посылает к коммутаторам 23 и 24 сигнал подключения их четвертых выходов к первым входам /см. фиг. 4, л/, блоку сравнения с порогом 27 сигнал "сравнения с порогом" /cм. фиг. 4,м/, который открывает ключи 36 и 37, а коммутаторам 21 и 22 сигнал подключения третьих и четвертых входов соответственно к их первому и второму выходам /см. фиг. 4,н/.

Измерителями КПР 25 и 26 осуществляется контроль КПР на выходах РПТ прямой и ортогональной поляризаций /выходах делителей мощности 12 и 13/. Измеряемые или значения КПР К_пр и К_орт через коммутаторы 23 и 24 поступают на первые входы первой 33 и второй 34 схем сравнения блока сравнения с порогом 27, на вторые входы которых поступает сигнал от генератора порога 35, пропорциональный минимальной величине КПР, которая требуется для уверенного приема сигналов обычно равной 25 27 дБ. Величина порога задается исходя из требований эксплуатации РПК. По результату сравнения формируется сигнал /см. фиг. 4,б/, указывающий на то, что К_пр ≥ К_пор, К_орт ≥ К_пор и никаких изменений не требуется, либо сигнал /см. фиг.4,п/, означающий, что произошло повышение уровня кроссполяризованных помех (из-за изменений условий на трассе распространения радиоволн) и К_пр < К_пор или К_орт < К_пор, которые через ключи 36 и 37 поступают с выходов блока сравнения с порогом 27 в блок управления устройством 29.

В последнем случае цикл компенсации повторяется в указанной последовательности.

Ячейка памяти, схема вычисления и дискриминаторы знака блока вычисления 28, ключи блока сравнения с порогом 27 и схемы сравнения блока вычисления 28 и блока сравнения с порогом 27 могут быть реализованы на современной цифровой элементной базе /например, с использованием цифровых микросхем, микропроцессорной техники и т. д./.

Очевидно, что блоки сравнения с порогом 27 и вычисления 28 могут быть построены по схемам, отличным от схем на фиг. 2 и 3, но алгоритм их работы останется таким же, как и в рассматриваемом случае.

Блок управления устройством 29 может быть построен с использованием цифровой техники /цифровых микросхем, программируемых ПЗУ и микропроцессоров/. В качестве этого блока также может быть использована микроЭВМ /например, ЕС 1840, ЕС 1841/, при этом алгоритм управления предлагаемый устройством задается программно.

Наличие различных сигналов на одном выходе блока управления устройством 29 /например, на выходах управления коммутаторами 23 и 24/ может быть объяснено использованием преобразователей параллельного цифрового кода в последовательный на передающем конце цепей управления /выходах блока управления устройством 29/ и преобразователей последовательного цифрового кода в параллельный на приемном конце цепей управления /на вторых входах коммутаторов 23 и 24/. Такие преобразователи цифровых кодов широко используется в настоящее время в цифровой технике /например, при построении ЭВМ/.

В Ростовском НИИ радиосвязи был разработан макет предлагаемого устройства, испытания которого подтвердили достижение поставленной цели, т. е. снижение шумовой температуры РПК /на 5 10 К и более в 11 ГГц диапазоне частот) и устранение неопределенности установки элементов компенсации в положение, обеспечивающее минимум КПП.

Формула изобретения

1. Способ адаптивной компенсации кроссполяризованных помех, заключающийся в том, что принимают сигнал прямой поляризации S₁, представляющий собой аддитивную смесь полезного информационного сигнала прямой поляризации S_п.пр, кроссполяризованной помехи прямой поляризации S_кп.пр, полезной компоненты сигнала маяка прямой поляризации S_мп.пр и кроссполяризованной компоненты сигнала маяка ортогональной поляризации S₂, представляющей собой аддитивную смесь полезного информационного сигнала ортогональной поляризации S_п. _орт, кроссполяризованной помехи ортогональной поляризации S_кп.орт,
полезной компоненты сигнала маяка ортогональной поляризации S_мп.орт и кроссполяризованной компоненты сигнала маяка прямой поляризации S_мк.пр, селектируют сигналы прямой S₁ и ортогональной S₂ поляризации, отличающийся тем, что после приема сигналов прямой S₁ и ортогональной S₂ поляризаций изменяют дифференциальный фазовый сдвиг между сигналами S₁ и S₂ путем последовательного изменения их дифференциальной фазы на 180^o с помощью первого 180- градусного переменного фазовращателя, ориентированного под углом β = 0° к селектору поляризации, на 0^o с помощью дифференциального фазовращателя с переменным фазовым сдвигом Ψ = 0° и на 180^o с помощью второго 180-градусного переменного фазовращателя, ориентированного под углом λ = 0° к селектору поляризации,
после селектирования сигнала прямой S₁ и ортогональной S₂ поляризаций измеряют мощность полезных S_{мп пр}, S_{мп орт} и кроссполяризованных S_{мк пр}, S_{мк орт} компонент сигналов маяков, вычисляют первую величину кроссполяризованной развязки (КПР) K прямой

и ортогональной

поляризаций,
где P_{мп пр}, P_{мп орт}, P_{мк пр}, P_{мк орт} соответственно измеренные мощности полезной компоненты сигнала маяка прямой поляризации S_мп.пр, полезной компоненты сигнала маяка ортогональной поляризации S_{мп орт}, кроссполяризованной компоненты сигнала маяка прямой поляризации S_{мк пр} и кроссполяризованной компоненты сигнала маяка ортогональной поляризации S_{мк орт}, изменяют амплитудные и фазовые характеристики сигналов прямой S₁ и ортогональной S₂ поляризаций путем последовательного изменения дифференциальной фазы этих сигналов установкой фазового сдвига дифференциального фазовращателя Ψ = 45° и изменением амплитуды и фазы этих сигналов поворотом базисной плоскости второго 180-градусного фазовращателя на угол λ = 22,5° измеряют мощность полезных S_{мп орт} и кроссполяризованных S_{мк орт} компонент сигналов маяков и вычисляют вторую величину КПР K прямой

и ортогональной

поляризаций,
где P_{мп пр}, P_{мп орт}, P_{мк пр}, P_{мк орт} соответственно измеренные мощности полезной компоненты сигнала маяка прямой поляризации S_{мп пр}, полезной компоненты сигнала маяка ортогональной поляризации S_{мп орт}, кроссполяризованной компоненты сигнала маяка прямой поляризации S_{мк пр} и кроссполяризованной компоненты сигнала маяка ортогональной поляризации S_{мк орт}, изменяют амплитуду и фазовые характеристики сигналов прямой S₁ и ортогональной S₂ поляризаций путем изменения дифференциальной фазы этих сигналов установкой фазового сдвига дифференциального фазовращателя равным Ψ = 90°, измеряют мощность полезных S_{мп пр} · S_{мп орт} и кроссполяризованных S_{мк пр}, S_{мк орт} компонент сигналов маяков и вычисляют третью величину КПР K прямой

и ортогональной

поляризаций,
где P_{мп пр}, P_{мп орт}, P_{мк пр}, P_{мк орт} соответственно измеренные мощности полезной компоненты сигнала маяка прямой поляризации S_{мп пр}, полезной компоненты сигнала маяка ортогональной поляризации S_{мп орт}, кроссполяризованной компоненты сигнала маяка прямой поляризации S_{мк пр} и кроссполяризованной компоненты сигнала маяка ортогональной поляризации S_{мк орт},
и вычисляют угол ориентации базисной плоскости первого 180-градусного фазовращателя к селектору поляризаций

фазовый сдвиг дифференциального фазовращателя

изменяют амплитудные и фазовые характеристики сигналов прямой S₁ и ортогональной S₂ поляризаций путем последовательного изменения амплитуды и фазы этих сигналов установкой базисной плоскости первого 180-градусного фазовращателя под углом β к селектору поляризаций, изменением их дифференциальной фазы с помощью установки фазового сдвига дифференциального фазовращателя равным j и изменением дифференциальной фазы этих сигналов установкой базисной плоскости второго 180-градусного фазовращателя под углом 0^o к селектору поляризаций, формируют первый и второй вспомогательные сигналы давлением мощности соответственно сигналов прямой S₁ и ортогональной S₂ поляризаций на два, изменяют уровень первого вспомогательного сигнала на величину

а его фазу на величину Δε, если W₁ > 0, либо на π-Δε, если W₁ < 0, где Δε разность фаз коэффициентов передачи радиоприемных трактов сигналов прямой S₁ и ортогональной S₂ поляризаций соответственно, изменяют уровень второго вспомогательного сигнала на величину

а его фазу на величину Δε, если W₂ > о, либо на p+Δε, если W₂ < 0, и суммируют первый вспомогательный сигнал с сигналом ортогональной поляризации S₂, а второй вспомогательный сигнал - с сигналом прямой поляризации S₁.

2. Устройство для адаптивной компенсации кроссполяризованных помех, содержащее антенну радиоприемного комплекса (РПК), дифференциальный фазовращатель, селектор поляризаций, первый и второй малошумящие усилители, первый, второй, третий и четвертый делители мощности и блок управления дифференциальным фазовращателем, выход которого подключен к входу управления дифференциального фазовращателя, отличающееся тем, что в него введены первый и второй 180-градусные переменные фазовращатели, первый, второй и третий аттенюаторы, первый фазовращатель на два фиксированных положения, второй фазовращатель на два фиксированных положения, первый и второй сумматоры, пятый и шестой делители мощности, первый, второй, третий и четвертый коммутаторы, первый измеритель КПР, второй измеритель КПР, блок сравнения с порогом, блок вычисления величин

где β угол ориентации базисной плоскости первого 180-градусного фазовращателя к селектору поляризаций;
j дифференциальный фазовый сдвиг дифференциального фазовращателя;
затухание второго и третьего аттенюаторов соответственно, блок управления устройством, блок управления первым 180-градусным фазовращателем и блок управления вторым 180-градусным фазовращателем, при этом вход первого 180-градусного фазовращателя соединен с выходом антенны РПК, а его выход с входом дифференциального фазовращателя, выход которого подключен к входу второго 180-градусного фазовращателя, выход второго 180-градусного фазовращателя подключен к входу селектора поляризаций, два выхода которого соединены соответственно с входами первого и второго малошумящих усилителей, выходы которых подключены соответственно к входам первого и второго делителей мощности, первые выходы которых соединены с первым и вторым входами первого коммутатора, а вторые с первым и вторым входами второго коммутатора, третий выход первого делителя мощности подключен к входу первого аттенюатора, выход которого соединен с входом третьего делителя мощности, третий выход второго делителя мощности соединен с входом четвертого делителя мощности, первые выходы третьего и четвертого делителей мощности подключены соответственно к входам второго и третьего аттенюаторов, выходы которых соединены соответственно с входами первого и второго фазовращателей на два фиксированных положения, вторые выходы третьего и четвертого делителей мощности к первым входам первого и второго сумматоров, к вторым входам которых подключены соответственно выходы второго и первого фазовращателей на два фиксированных положения, выходы первого и второго сумматоров соединены соответственно с входами пятого и шестого делителей мощности, первые выходы которых подключены к третьему и четвертому входам первого коммутатора, два выхода которого соединены с двумя входами первого измерителя КПР, вторые к третьему и четвертому входам второго коммутатора, два выхода которого соединены с двумя входами второго измерителя КПР, выходы первого и второго измерителей КПР соединены соответственно с первыми входами третьего и четвертого коммутаторов, первые, вторые и третьи выходы которых подключены соответственно к первому, второму, третьему, четвертому, пятому и шестому входам блока вычисления а четвертые к первому и второму входам блока сравнения с порогом, два выхода которого соединены с первым и вторым входами блока управления устройством, тринадцать выходов которого подключены соответственно к пятым входам первого и второго коммутаторов, к вторым входам третьего и четвертого коммутаторов, к третьему входу блока сравнения с порогом, к входам управления второго и третьего аттенюаторов, первого и второго фазовращателей на два фиксиованных положения, к входу блока управления первым 180-градусным фазовращателем, выход которого соединен с входом управления первого 180-градусного фазовращателя, к входу блока управления дифференциальным фазовращателем, к входу блока управления вторым 180-градусным фазовращателем, выход которого соединен с входом управления второго 180-градусного фазовращения, и седьмому входу блока вычисления двенадцать выходов которого подключены соответственно к третьему, четвертому, пятому, шестому, седьмому, восьмому, девятому, десятому, одиннадцатому, двенадцатому, тринадцатому и четырнадцатому входам блока управления устройством.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5