Адаптивная антенная решетка

Адаптивная антенная решетка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к радиотехнике и обеспечивает сокращение времени адаптяции. Адаптивная антенная решетка содержит N антенных элементов 1, N дополнительных блоков весового суммирования (ВВС) 2, блок 3 формирования опорного сигнала, выходной сумматор 4, блок 5 формирования опорных частот, блок 6 выделения (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (gg 4 Н 01 Я 21/06 с" «w3841

;,13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOIVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3827229/24-09 (22) 18 ° 12.84 (46) 23.05.87. Вюл. У 19 (72) В.В. Никитченко, Д.Е. Вагин и .Г.Я. Кривошеин (53) 621.396.677.494(088.8) (56) ТИИЭР, т. 55, 1967, М - 12, с. 78-95, Авторское свидетельство СССР

М 1107207, кл. Н 01 Q 21/06, 1984.

f (54) АДАПТИВНАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА (57) Изобретение относится к радиотехнике и обеспечивает сокращение времени адаптации. Адаптивная антенная решетка содержит N антенных элементов 1, N дополнительных блоков весового суммирования (БВС) 2, блок 3 формирования опорного сигнала, выходной сумматор 4, блок 5 формирования опорных частот, блок 6 выделения

1312669! ехр 3 Моиз

exp — j сд (m-1) алз

sî,(ju) / ехр — j сд лз ехр - j гэ (m-1) из сигнала ошибки, Г1 дополнительных Г1-отводных элементов задержки (ЭЗ) 7, Г

Г1 отводных ЭЗ 8, Г БВС 9, Г блоков 1О попарного суммирования, N блоков 11 формиронаггия нес. коэф. Аддитивная смесь сигнала, шума и помехи принимается антенными элементами 1 и через

ЭЗ 8 поступает íà БВС 9. В результате взвешенного сложения ныборок сигнала формируется АЧХ, вггд которой задается вектором вес. коэф., поступающим иэ блока 11. О«тима «.ной формой АЧХ является такая, максимумы которой приходятся на сигнальные компоненты, Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при приеме широкополосных сигналов.

Цель изобретения — сокращение времени адаптации.

На чертеже представлена структурная электрическая схема адаптивной антенной решетки.

Предпагаемая решетка содержит N антенных элементов 1, N дополнительных блоков 2 весового суммирования, блок 3 формирования опорного сигнала, выходной сумматор 4, блок 5 формирования опорных частот, блок 6 выделения сигнала ошибки, выполненный в виде вычитателя, Г1 дополнительных

Г1-отводных элементов 7 задержки, N

М-отводных элементов 8 задержки, N блоков 9 весового суммирования, N блоков 10 попарного суммирования, N блоков 11 формирования весовых коэффициентов.

Кроме того, на чертеже показано N блоков 12 формирования частотной характеристики.

Адаптивная антенная решетка работает следующим образом.

Аддитивная смесь сигнала, шума и помех принимается антенными элементами 1 и через М-отводные элементы 8 поступает на блоки 9.. В результате взвешенного сложения задержанных выборок принимаемого сигнала обеспечивается формирование АЧХ, вид которой задается вектором весовых коэффициена остальным участкам полосы частот спектра входного сигнала соответствуют минимумы. Для обеспечения совпадения максимумов АЧХ с сигнальными компонентами используется тракт опорной частоты (блоки 5, 3, ЭЗ 7, БВС 2).

Обеспечение соответствия минимумов

АЧХ остальным участкам полосы частот спектра входного сигнала осуществляется по реальному сигналу. В сумматоре 4 частично компенсируются помехи. Блок 11 формирует вектор вес. коэф. т. обр., чтобы минимизировать средний квадрат ошибки. 1 ил. тов W. Последние формируются в блоках 11.

Предполагается, что спектральный состав ожидаемого полезного сигнала в основных чертах априорно известен.

Оптимальной формой АЧХ является такая, максимумы которой приходятся на сигнальные компоненты, а остальным участкам полосы частот спектра входного сигнала соответствуют минимумы.

Для решения первой части задачи используется тракт опорного сигнала, содержащий блоки 5 и 3, дополнительный

M-отводный элемент 7 и дополнительный блок 2. Решение второй части задачи осуществляется по реальному сигналу.

Представляя M-отводный 8 и дополнительный Г1-отводный 7 элементы с дискретом г„з, для векторов спектральных функций сигналов на их выходах имеем где Б „()ьэ) и Б (Зс ) — спектральные функций принимаемого и опорного сиг35 налов.

На выходе блока 10 получаем

S(ju) = (S„(ju) + S (j>))

1 ехр

3 "лз ехр — j u(m — 1) ь„

1312669

Переходя от спектральных функций к напряжениям, получим соответствия

p (ju) E.(t);

S(j ) S(t).

После взвешенного сложения векторов принимаемого и опорного сигналов получаем на выходе блоков 9 и дополнительных блоков 2 соответственно

S о, (Лье) S р (ju) о (3 ) о(1 где — знак комплексного сопряже15 ния;

20 ехр j (,1с„ к; ()со) =w; комплексный коэффициент ехр ju (m-1 ) „> передачи трактов;

40

С выхода выходного сумматора 4 сигнал и нескомпенсированный остаток помех поступают на вход вычитаемого блока 6, на который подаются также вектор опорных сигналов с выходов дополнительных блоков 2 и опорный сигнал R(t) с блока 5. В блоке 6 сигнал выходного сумматора 4 сравнивается с вектором опорных сигналов

S (j ) и R(t). Для спектральной

og функции сигнала ошибки на выходе блока 6 имеем

Сигнал ошибки с выхода блока 6 подается на входы обратной связи блоков 11.

Т вЂ” знак транспонирования.

С выходов блоков 9 сигналы поступают на выходной сумматор 4, где происходит частичная компенсация помех.

Для спектральной функции принимаемого полезного сигнала на выходе выход- 35 ного сумматора 4 имеем

Тогда для обеспечения оптимального вектора весовых коэффициентов по критерию минимума среднеквадратичной ошибки E (t) (MCKO) пслучим векторное дифференциальное уравнение

E(c) s(c). дt

С помощью сигнала ошибки осуществляется формирование вектора весовых коэффициентов блоком 11 таким обра3о>1, чтобы минимизировать средний квадрат ошибки Я (t). При этом сигнал S(t) на выходе выходного сумматора 4 приближается по среднеквадратичному критерию к опорному сигналу

R(t ) . Следовательно, любой принимаемый сигнал, не представленный в R(t ), воспринимается как сигнал ошибки и весовые коэффициенты ре гулируются так, чтобы исключить его из выходного сигнала. В результате по направлению прихода этого сигнала устанавливается нуль диаграммы направленности и в полосе спектра максимум затухания АЧХ.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Адаптивная антенная решетка, содержащая выходной сумматор, N антен- ных элементов, N M-отводных элементов задержки, вход каждого из которых соединен с соответствующим антенным элементом, И блоков весового суммирования, выход каждого из которых соединен с соответствующим входом выходного сумматора, N блоков формирования весовых коэффициентов и блок выделения сигнала ошибки, каждый отвод i-го, i-=1,2, ..., N, Г1-отводного элемента задержки соединен с соответствующим сигнальным входом i-го блока весового суммирования, каждый вход весового множителя которого соединен с соответствующим выходом i-го блока формирования весовых коэффициентов,отличающая с я тем, что, с целью сокращения времени адаптации, введены N блоков попарного суммирования, N дополнительных M-отводных элементов задержки, Г1 допол1312669

Составитель H. Мельников

Редактор А. Шишкина Техред Л.Сердюкова Корректор А. Зимокосов

Заказ 1975/52 Тираж 626 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 нительных блоков весового суммирования, соединенные последовательно блок формироваиця опорных частот и блок формирования опорного сигнала, каждый из N выходов которого соединен с входом соответствующего дополнительного М-отводного элемента задержки, первые входы i-ro блока попарного суммирования соединены с соответствующими отводами i-roM-отводного элемента задержки, вторые входы соединены с соответствующими выходами i-ro дополнительного M-отводного элемента, а выходы соединены с сигнальными входами i-ro блока формирования весовых коэффициентов, каждый .сигнальный вход i-го дополнительного.блока весового суммирования соединен с соответствующим отводом i-го дополнительного М-отводного элемента задержки, а каждый вход весового множителя соединен с соответствующим выходом i-ro блока формирования весовых коэффициентов, блок выделения сигнала ошибки выполнен в виде вычитателя, вход уменьшаемого которого

10 соединен с выходом блока формирования опорных частот, входы вычитаемого соединены с выходами дополнительных блоков весового суммирования и выходом выходного сумматора, а выход сое15 динен с входами сигнала обратной связи блоков формирования весовых коэффициентов.