Адаптивное устройство приема широкополосного сигнала

Номер патента: 1781826

Авторы: Аносов, Блинов, Голуб, Рулев

Есть еще 3 страницы.

Смотреть все страницы или скачать ZIP архив

Текст

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 19) (11) 826 А 1 Н 04 В 1/10 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ледовател ь,С,Рулев и04 В 7/00 ельство СССР1/10. 1985,СТРОЙСТВО ПРИЕМАО СИГНАЛАадиотехника,мы радиосвяйствонала содерж Авторское свидетМ 1552383, кл. Н 04(57) Использование: ррокополосные систетивное устроширокополосного си СВЧ шизи. Адапприема ит антенГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(56) Патент США 1 ч. 4298873, кл.1981,Изобретение относится к радиотехнике,в частности к адаптивным устройствам приема широкополосных сигналов, преимущественно в СВЧ широкополосных системах радиосвязи;Известны адаптивные устройства приема широкополосных сигналов, использующие априорйую информацию о различиях в направлениях прихода полезного широкополосного сигнала и подавляемых помех, Общим недостатком этих устройств являет- ся невозможность обеспечения заданного отношения мощности полезного широкополосного сигнала к мощности помех в условиях априорной неопределенности изменяющегося во времени направления прихода полезного сигнала.Известно адаптивное устройство подавления помех, принятое в качестве прототипа. В этом устройстве в одним рефлекторе ную систему 1, 2 Й регуляторов комплексного коэффициента передачи 3, весовые сумматоры 4, приемный блок 5, блок разделения полезного сигнала и помехи б, квадратичный детектор 7 полезного сигнала и квадратичный детектор 8 помехи, первый и второй управляемые аттенюаторы 9 и 10; блок управления коэффициентом передачи весового сумматора 11, формирователь весовых коэффициентов 12 и генератор ортогональных сигналов 13. В устройстве достигается увеличение отношения мощности полезного сигнала к мощности помех в условиях априорной неопределенности изменяющегося во времени направления прихода полезного сигнала. 5 ил,размещены основной излучатель и несколько дополнительных излучателей, выполняющих роль вспомогательных антенн в многоканальных компенсаторах помех, т,е. осуществляется формирование нулей в направлениях на помехи в гибридной зеркальной антенне, направления прихода полезного сигнала и помех априорно известны и определяются ориентацией узкой диаграммы направленности. Прием сигналов вдругих изменяющихся во времени направлениях невозможен. Кроме того, недостатком устройства является невозможность обеспечения заданного отношения мощности полезного сигнала к мощности помех при малом отношении сигнал/шум на входе антенны, т,к. при этом максимальные амплитуды импульсов "свертки" широкополосного сигнала будут соответствовать шумовым выбросам и управление регулято1781826 И блокам 4 гнал оМвха мека Сигнв Фиг. Составитель И,блин Техред М.Моргентал Редакто али рек Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 эказ 4282 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/510 15 20 25 30 35 40 45 50 55 рами комплексного коэффициента передачи не обеспечивается,Целью "изобретенйя является увеличение отношения мощности полезного сигнала к мощности помех в условиях априорной неопределенности изменяющегося во времени направления прихода полезного сигнала.Указанная цель достигается тем, что в адаптивное устройство приема широкополосного сигнала, содержащее антенную систему, 2 К (й 1) регул броег комплексного коэффициента передачи, вход ка 5 кдого из которых соединен с выходом соответствующего антенного элемента антенной системы, выход соединен с соответствующим входом весового сумматора, соединенные последовательно приемный блок и блок разделения полезйого сигнала и помехи,информационный"выхбд которого является входом адайтивногОустройства; выход полезного сигналаивыход помехи соединены с входом квадратичного детектораполезного сигнала и входом квадратичного детектора помехи соответственно, формирователь весовых коэффициентов, вход огибающей полезн 6 гоСигнала; вход огибающей йомехи ивход йостоянной составляющей помехи которого соединены с выходом огибающей квадратичного детектора полезного сигнала, выходом огибающей квадратичного детектбра помехи и выходом постоянной составляющей квадратичного детектора помехи соответственно, формирователь весовых коэффициентов содержит 2 К идентичных каналов, и интегрирующий фильтр. каждый из 2 К каналов формирователя весовых коэффициентов содержит два идентичных блока формирования весового коэффициента, каждый блок формирования весовогб коэффициента содержит сумматор, первый коррелятор, управляемый аттенюатор; выход которого соединен спервым входом сумматора, а управляющий вход соединен с выходом интегрирующего фильтрэ, соединенньге последовательно инвертор и второй коррелятор, первый вход первого кбррелятора, вход инвертора и сигнальный вход управляемого аттенюатора соединены с соответствующим выходом генератора ортогональных сигналов, выходы сумматоров блоков формирования весового "коэффициента каждого канала формировагеля весовых коэффициентов соединены с соответствующими входами весовых коэффициентов соответствующего регуляторакомплексного коэффициента передачи, введены блок управления коэффициентом передачи весового сумматора, первый управляемый аттенюатор. сигнальный вход которого соединен с выходом огибающей квадратичного детектора полезного сигнала, а управляющий вход соединен с выходом постоянной составляющей квадратичного детекторапомехи, второй управляемый аттенюатор, сигнальный вход которого соединен с выходом огибающей квадратичного детектора помехи, а уп равляющий вход соединен с выходом постоянной составляющей квадратичного детектора полезного.сигнала, блок управления коэффициентом передачи весового сумматора содержит блок формирования сигнала управления ключами, вход которого соединен с выходом сигнала наличия свертки блока разделения полезного сигнала и помехи, первый и второй ключи, сигнальные входы которых соединены с выходами первого и второго управляемых аттенюаторов соответственно, а управляющие входы соединены с соответствующими выходами блока формирования сигнала управления ключами, а 2 Мканалов, каждый из которыхсодержит сумматор, выход которого является. выходбм канала и одним из выходов блока управления коэффициентом передачи весового сумматора и соединен с соответствующим входом управляющего сигйалавесового сумматора, выполненного в виде блока попарного весового сложения, инвертор, первый коррелятор, выход которого соединен с первым входомсумматора, первый вход соединен с выходом инвертора, а второй вход соединен с выходом второго ключа, второй коррелятор, выход которого соединен с вторым входом сумматора, а первый вход соединен с выходом первого ключа, второй вход второго коррелятора, вход инвертбра и третий вход сумматора соединены с соответствующим дополнительным выходом генератора ортогональных сигналов, блок разделения полезного, сигнала и помехи содержит соединенные последовательно блок свертки широкополосного сигнала , вход которого является входом блока разделения полезного сигнала и помехи, перестраиваемый полосовой фильтр полезного сИгнала, выход которого является выходом полезного сигнала блока разделейия полезного сигнала и помехи, блок формирования сигнала наличия свертки полезного сигнала, выход которого является выходом сигнала наличия свертки блока разделения полезного сигнала и помехи, элемент задержки, выход которого соединен с управляющим входом перестраиваемого полосового фильтра полезного сигнала, перестраиваемый режекторный фильтр полезного сигнала, вход которого соединен с выходом блока сверткиширокополосного сигнала, выход является выходом сигнала помехи блока разделения полезного сигнала и помехи, а управляющий вход соединен с выходом элемента задержки, и блок выделения информации, выход которого является информационным выходом блока разделения полезного сигнала и помехи, а вход соединен с выходом перестрэиваемого полосового фильтра полезного сигнала, в формирователь весовых коэффициентов введены блок управления ключами, вход которого соединен с выходом сигнала наличия свертки блока разделения полезного сигнала и помехи, первый ключ, выход которого соединен с вторым входом первого коррелятора, второй ключ, выход которого соединен с вторым входом второго коррелятора, третий ключ, выход которого соединен с входом интегрирующего фильтра, сигнальные входы первого, второго и третьего ключей являются соответственно входами огибающей полезного сигнала, огибающей помехи и постоянной составляющей помехи соответственно, а их управляющие входы соединены с выходом блока управления ключами, при этом антенная система выполнена со сферической диаграммой направленности,Сущность изобретения заключается вследующем. Для приема полезного широкополосного сигнала в условиях априорной неопределенности изменяющегося во времени направления прихода этого сигнала во всей сферической области в адаптивном устройстве используется антенная система со сферической диаграммой направленности.До момента свертки широкополосного сигнала блок управления коэффициентом передачи весового сумматора включает все каналы блока попарного весового сложения, формируя изотропную диаграмму направленности, тем самым готовятся условия для приема сигнала с любого, априорно неизвестного направления во всей сферической области, После получения сигнала "наличие свертки" формирователь весовых коэффициентов формирует управляющие . воздействия на регуляторы комплексногокоэффициента передачи, в результате формируются нули в направлениях на помехи, 8 отличие от аналогов и прототипа, одновременно по этому же сигналу "наличие свертки" блок управления коэффициентом передачи весового сумматора обеспечивает максимальный коэффициент передачи в направлении полезного сигнала и максимальное ослабление в других направлениях, "углубляя" нули в направлениях на помехи, : сформированные регуляторами комплексного коэффициента передачи, т,е. одновре менно формируются более глубокие нули в направлениях на помехи и обеспечивается самофокусировка по сигналу. За счет само- фокусировки по сигналу происходит преобразование исходной изотропной диаграммы направленности в диаграмму с максимумом в направлении на сигнал, коэффициент усиления в направлении на сигнал увеличивается на величину, большую коэф 10 фициента усиления единичного излучателя тем самым достигается цель изобретения - увеличение отношения мощности полезного сигнала к мощности помех в условиях априорной неопределенности изменяющегося во времени направления прихода по 15 лезного сигнала,На фиг.1 представлен вариант выполнения полусферической антенной системы; на фиг.2 - структурная схема адаптивного 20 устройства приема широкополосного сигнала; нэ фиг.3 - структурная схема формирователя весовых коэффициентов; на фиг.4 - структурная схема блока управления коэффициентом передачи весового сумматора; на фиг.5 - структурная схема блока разделе 25 ется выходом адаптивного устройства, выход 2 сигнала и выход 3 помехи подключены соответственно ко входам квадрэтичния полезного сигнала и помехи,Антенные системы со сферической диаграммой направленности строят путемразмещения антенных элементов (излучате 30 лей) на поверхности сферы сферические ре 1шетки), на гранях двух усеченных пирамид,соединенных плоскостями оснований, ввершинах икосээдра и т.д, На фиг.1 представлен пример конкретного выполнения35 антенной системы, перекрывающей полусферическую область, с плоскими субрешетками излучателей. В качестве излучателейиспользованы турникетные антенны, мож но использовать цилиндрические спираль 40 ные излучатели, но они имеют значительнобольшие продольные размеры,Адаптивное устройство приема широкополосного сигнала (см.фиг,2) содержит антенную систему 1 со сферической45 диаграммой направленности, содержащую 2 К идентичных антенных элементов 2(М)1), 2 Й регуляторов комплексного коэффициента передачи 3, вход каждого из которых соединен с выходом50 соответствующего антенного элемента антенной системы, выход соединен с соответствующим входом управляемых весовыхсумматоров 4, объединенных в блок,попарного весового сложения, суммарный выход55 которого через приемный блок 5 подключенко входу блока 6 разделения полезного сиг-нала и помехи, первый выход которого являного детектора 7 полезного сигнала и квадратичного детектора .8 помехи, первый управляемый аттенюатор 9, сигнальный вход которого соединен с выходом огибающей квадратичного детектора полезного сигнала, а управляющий вход соединен с выходом постоянной составляющей квадратичного детектора помехи, второй управляемый аттенюатор 10, сигнальный вход которого соединен с выходом огибающей квадратичного детектора помехи, а управляющий вход соединен с выходом постоянной составляющей квадратичного детектора полезного сигнала, выходы первого и второго управляемых аттенюаторов подключенн ы параллельно к первым сигнальным входам блока 11 управления коэффициентом передачи весового сумматора и формирователя 12 весовых коэффициентов, ко вторым сигнальным входам которых подключен выход 4 сигнала "наличие свертки" блока 6, ктретьему сигнальному входу формриователя 12 весовых коэффициентов подключен выход постоянной составляющей помехи квадратичного детектора помехи, при этом опорные входы формирователя весовых коэффициентов и блока управления коэффициейтом передачи весового сумма тора соединены с выходами генератора 13ортогональных сигналов, а 2 йуправляющих выходов блока управления коэффициейтЬм передачи весового сумматора йодкйючейы к управляющим входом 2 Куправляемых весовых сумматоров 4.формирователь 12 весовых коэффициентов(фиг.З) содержит 2 й идентичных каналов 14 и интегрирующий фильтр 15, каждый из 2 Й каналов формирователя весовых коэффициентов содержит два идентичных блока формирования весового коэффициен. та 16, каждь 1 й блок содержит сумматор 17,первый коррелятор 18, управляемый аттенюатор 19, выход которого соединен с первьм входом сумматора, а управляющий вход соединей с выходом интегрирующего фильтра, соединенные последовательно инвертор 20"и второй коррелятор 21, первый вход первого"коррелятора, вход инвертора и сигнальный вход управляемого аттенюатора соединены с соответствующим выходомгенератора ортогональных сигналов 13, блок управления ключами 22, первый ключ 23, вь 1 ход"которого соединен с вторым входом первого коррелятора, второй. ключ 24, выход которого соединен с вторым входом второго коррелятора, третий ключ 25, выход .которого соединен свходом интегрирующего фильтра, сигнальные входы первого, второго и третьего ключей являются соответственно входами огибающей полез является выходом сигнала помехи блока55 разделения полезного сигнала и помехи, ауправляющий вход соединен с выходом элемента задержки, и блок 39 выделения информации, выход которого является информационным выходом блока разделения полезного сигнала и помехи, а вход со 10 1520253035 4045 50 ного сигнала, огибающей помехи и постоянной составляющей помехи соответственно,а их управляющие входы соединены с выходом блока управления ключами,Блок 11 управления коэффициентом передачи весового сумматора (см.фиг.4) содержит блок 26 формирования сигналауправления ключами, вход которого соединен с выходом сигнала "наличие свертки" блока разделения полезного сигнала и помехи, первый 27 и второй 28 ключи, сигнальные входы которых соединены с выходами первого и второго управляемых аттенюаторов соответственно, а управляющие входы соединены с соответствующими выходами блока формирования сигнала управления ключами, и 2 Кканалов 29, каждый из которых содержит сумматор 30, выход которого является выходом канала и одним из выходов блока управления коэффициентомпередачи весового сумматора, инвертор 31, первый коррелятор 32, выход которого соединен с первым входом сумматора, первыйвход соединен с выходом инвертора, а вто-. рой вход соединен с выходом второго ключа, и второй коррелятор ЗЗ, выход которого соединен с вторым входом сумматора, апервый вход соединен с выходом первого ключа. второй вход второго коррелятора, вход инвертора и третий вход сумматора соединены с соответствующим дополнительным выходом генератора ортогональных сигналов.Блок 6 разделения полезного сигнала и помехи (см,фиг,5) содержит соединенные последовательно блок 34 свертки широкополосного сигнала, вход которого является входом блока разделения полезного сигнала и помехи, перестраиваемый полосовой фильтр полезного сигнала 35, выход которого является выходом полезного сигнала блока разделения полезного сигнала и помехи, блок 36 формирования сигнала "наличие свертки" полезного сигнала, выход которогоявляется выходом сигнала "наличие свертки" блока разделения полезного сигнала и помехи, элемент задержки 37, выход которого соединен с управляющиМ входом перестраиваемого полосового фильтра полезного сигнала, перестраиваемый режекторный фильтр полезного сигнала 38,вход которого соединен с выходом блока свертки широкополосного сигнала, выход10 1781826 510 30 Р- 1 ЫОХ 7 и ш с рса .,:о, Р+Р айаг е а,45 50 сти пилот-тона, и через выход 2 поступает на квадратичный детектор 7 полезного сиг 55 единен с выходом перестраиваемого полосового фильтра полезного сигнала.Адаптивное устройство приема широкополосного сигнала работает следующим образом,В устройстве используется антенная система со сферической изотропной диаграммой направленности. При формировании такой диаграммы направленностй за счет появления дифракционных лепестков появляется изрезанность диаграммы направленности и формируются провалы, ко.торые при большом числе помех достигают 8-10 дБ. Для того, чтобы избежать этих потерь и увеличить отношение мощности полезного сигнала к мощности помех в устройстве применен градиентный алгоритм; который наряду с подавлением помех обеспечивает максимизацию полезного сигнала, с этой целью блок 11 управления коэффициентом передачи весового сумматора и формирователь 12 весовых коэффициентов выполнены по методу экстремального регулирования с использо. ванием поисковых ортогональных сигналов и синхронного детектирования.В качестве критерия оптимальности экстремального регулирования выбран оптимальный критерий максимума отношения где Рс, Рп, Рш - мощности полезного сигнала, помех и собственного шума на выходе приемного блока 5 (фиг.2).Условием оптимальности настройки является: илис аР сР +Р )(2) где а - комплексный вектор весовых коэффициентов.Из (2) следует, что для настройки по максимуму отношения сигнал/помеха + шум необходимо разделить полезный сигнал и помеху с шумом, оценить мощность сигнала и смеси помехи с шумом, определить их производные и произвести нормировкуу. С учетом этого, в и редл агаемом устройстве вычисляются гоадиенты по мощности полезного сигнала с(Рс/с(а и мощности помехи с(Р./М нормируются по отношению к мощностям соответственно 15 20 25 35 40 Р,+Рш и Рс и организуется управление комплексными регуляторами весовых коэффициентов 3 (фиг,2) в соответствии с разностью отнормированных значений градиентов по полезному сигналу и помехе в текущий момент времени, т.е. осуществляется управление регуляторами комплексного коэффициента передачи в направлении градиента для сигнала и антиградиента для помех, в результате чего выполняется (2). Для реализации (2) формирователь 12весовых коэффициентов и блок 11 управления коэффициентом передачи весовых сумматоров - аналоговые и построены на основемодуляционного метода, т,е. на измеренииизменения мощности помех на выходе устройства в результате принудительных возмущений амплитудных и фазовыхпараметров каналов приема, В этом случаеградиент мощности помех получается с помощью соотношений:аРа Рс(Ри счч;( ац; С)с(ф 1, с( Ри с( Риса 5 Щ; (Ю;15 и Я,с(Ц В(ю;(д Ри с(рис(Ри о 1(ю;( ас(с(ют, и е,р + (и;(с 05где ( = 1,2 М,еп,+В отсутствие помех полезный широкополосный сигнал (ФМ или ППРЧ) принимается изотропной антенной системой 1(фиг.2) и через регуляторы комплексного коэффициента передачи РККП 3 поступает науправляемые весовые сумматоры (УВС) 4,коэффициенты передачи которых по всемвходам равны. С выхода блока попарноговесового сложения сигнал поступает черезприемный блок 5 на блок свертки ШПС блока 6 разделения полезного сигнала и помехи(фиг,5), где с использованием ГПСП или ГППРЧ осуществляется его "свертка". Наличие "свертки" гарантированно обеспечивается необходимой базой сигнала на низкой скорости пилот-тона (2 - 4 Гц). "Свернутый" ШПС проходит через ППФС 35 с полосой 2-4 Гц, соответствующей скоронала. С выходов квадратичного детектора 7 снимаются сигналы постоянной составляющей О с - и огибаюшей О с-, пропорцио 2 гнальные Рс и бРи/с(ю, далее сигнал огибающей через 1 управляемый аттенюатор 9 поступает на корреляторы 18 всех каналов адаптации 14 формирователя 12(фиг.3) и на корреляторы 33 всех каналов управления 29 блока 11 управления коэффициентом передачи весовых сумматоров через замкнутые ключи 23 и 27, управляемые сигналом ".наличие свертки" от блока наличия свертки 36 и блоков управления ключами 22 (фиг,З) и 26 (фиг,4), В корреляторах 18, 33 сигнал перемножается на соответствующие опорные колебания, поступающие от генератора 13 ортогональных сигналов, На выходе корреляторов 18, 33 формируются сигналы ошибки, величиныи знаки которых характеризуют отклонения координат РККП 3 оттех значений;"прйкоторых обеспечивается максимум мощности полезного сигнала на выходе блока попар"нбго весового сложения; т.е. определяЮтся градиенты бРс/с 3 а,= 1,2 Й. Сигналы ошибок с"выходов корреляторов 18,33 проходят через управляемые сумматоры 17, коэффициент передачи которых пропорционален только мощности внутренних шумов (помеха отсутствует), через управляемые аттенюаторы 19 складываются с опорными колебаниями своих каналов в сумматорах 17 и поступают на управляющие входы соответствующих РККП 3. Под действием этих сигналов координаты РККП .3 изменяются таким образом, чтобы свести к нулю сигналы ошибки, В установившемся состоянии РККП 3 обеспечивают минимальное услабление проходящих сигналов и их синфазн ость в УВ С .4, сл едовател ьно, максимизируется мощность полезного сиг- нала; т,е, антенная система самофокусируется по сигналу, Одновременно за счет аналогичных процессов в блоке 11 управления коэффициентом передачи весовых сумматоров в той цепочке последовательно соединенных управляемых сумматоров 4, -которая соответствует нап ра влению и рихода полезного сигнала, устанавливаются коэффициенты передачи К=1 (для коэффициентов передачи по входам 1 и 2 каждого сумматора справедливо соотношение К 1+ К 2=1).В результате формируется окончательная диаграмма направленности в направлении на сигналс коэффициентом усиления С = 61+ ЛО, где 61 - усиление единичного антенного элемента, а Лб - усиление за счет фазирования с соседними излучателями, По окончании процесса адаптации сигналом "наличие свертки" (фиг.5), задержанным на время адаптации Т в блоке 37, осуществляется переключение ППФС 35 и ПРФС 38 для приема информационного сигнала (полоса пропускания ППФС и полоса режекции ПРФС согласованы с информационным сигналом), За счет указанных процессов система обеспечивает увеличение усиления в направлении на сигнал на величина 6 - 60(Оо - усиление изотропной ДН). В том случае, если при переключении направления прихода полезного сигнала запас в энергетике окажется недостаточным, исчезнет сигнал "наличие свертки" ШПС, ключи 23, 27 под действием блоков 22, 26 разомкнутся, установятся равные коэффициенты передачи управляемых весовых сумматоров и вновь сформируется изотропная ДН антенной системы, процесс повторится аналогично процессу при вхождении в связь. При достаточном энергетическом запасе проис 10 ходит установка коэффициентов передачи управляемых весовых сумматоров 4, рав 15 ных 1, в той цепочке, которая соединена с излучателем, ориентированным на сигнал, и регулировка соответствующего РККП 3 на минимальное ослабление в режиме приема информационного сигнала, без перехода в 20 режим поиска и синхронизации,При воздействии помехи, направление прихода которой соответствует сектору, закрываемому диаграммой направленности одного из излучателей антенной системы 1 в соответствующем этому излучателю РККП 3 под действием соответствующего опорного колебания от генератора 13 происходит модуляция параметров этой помехи в соответствии с законом ортогонального сигнала, соответствующим этому излучателю, В бло 30 ке 6 разделения полезного сигнала и помехи с помощью ПРФС 38 помеха выделяется во всей полосе сигнала, за исключением узкой полосы информационного сигнала, которая "вырезана", и подается на и 28, постоянная составляющая помехи подается на вход помехи формирователя 12, далее через ключ 25 и интегрирующий фильтр 15 на входы управляемых аттенюаторов 19 для нормировки, На вторые входы 50 корреляторов 21, 32 через инверторы 20, 31 поступают опорные сигналы от генератора 13 поисковых сигналов, На выходах корреляторов 21 канала адаптации, соответствующего излучателю, в направлении которого 55 приходит помеха, появляются сигналы ошибки, которые пропорциональны отклонениям координат соответствующего РККП 3 от тех значений, при которых обеспечивается минимум мощности помехи, т.е, определяется градиент - бР/бю . Под вход квадратичного детектора помехи 8 (фиг,2), на выходе которого выделяются сигналы с постоянной составляющей О и- и2огибающей О и-. Огибающая помехи с вы 240 хода второго управляемого аттенюатора 10поступает параллельно на входы корреляторов 21 формирователя 12 и на входы корреляторов 32 каналов управления блока 11 через соответствующие замкнутые ключи 24510 20 25 30 35 40 45 50 55 действием этих сигналов происходит изменение значений координат РККП 3 в сторону компенсации помехи. Но это приводит к нарушению установившегося состояния блоков управленИя канала адаптации 14 и канала управления 29 по полезному сигналу и появлению соответствующих сигналов ошибки, Сигналы ошибки с выходов корреляторов 18, 33, пропооциональные компонентам. градиента ОРсИщ,. и 21, 32, пропорциональные компонентам градиента ОРпйщ,поступают на входы сумматоров 17, 30 соответственно канала адаптации 14 (фиг.З) и канала управления 29 (фиг,4) по сигналу. Под действием управляющих сигналов с выходов сумматоров 17 и 30 координаты РККП 3 установятся в положение, обеспечивающее выполнение условия (2), а коэффициенты передачи цепочки управляемых весовых сумматоров, подключенных к излучателю, соответствующему направлению прихода сигнала, в положение, близкое к 1(остальные УВС устанавливаются в положение коэффициента деления, близкого к 0,5 для сохранения изотропности антенной системы во всей сфере кроме направления приема сигнала и направлений прихода помех, где сформировались нули),Благодаря двухконтурному управлению по помехе и свернутому отфильтрованному широкополосному сигналу и введению управляемых аттенюаторов 9, 10, осуществляющих нормирование сигналов ошибки к уровню средней мощности помех и полезного сигнала, а также введению управляемых сумматоров 4 с регулируемыми коэффициентами передачи по входам, обеспечивается возможность компенсации помех при одновременном увеличении усиления антенной системы в направлении на сигнал до величины, большей усиления одного излучателя (за счет самофокусировки по сигналу с соседними излучателями), тем самым увеличивается отношение мощности полезного сигнала к мощности помех.После завершения процесса адаптации на выходе интегрирующего фильтра 15 (фиг,З) формируется сигнал, пропорциональный сумме мощностей внутренних шумов и остаточной после компенсации помехи, зависящий от уровня опорных сигналог на управляющих входах РККП 3,При воздействии нескольких помех аналогичные процессы будут происходить в соответствующих каналах адаптации 14 и РККП 3, Максимальное число подавляемых помех равно 2 М,Таким образом, заявляемое техническое решение выгодно отличается от прототипа, т,к, позволяет увеличить отношение мощности полезного сигнала к мощности помех путем подавления этих помех и одновременного увеличения коэффициента усиления исходной изотропной диаграммы направленности антенной системы в направлении на сигнал, в условиях априорной неопределенности изменяющегося во времени направления прихода полезного широкополосного сигнала и направлений помех. При малых отношениях сигнал/шум на входе устройства адаптация ведется не по максимуму выходного отношения сигнал/помеха + шум, а по минимуму мощности смеси сигнала и помех, т,к, эта мощность определяется, главным образом, помехами, и готовятся условия для свертки широкополосного сигнала. После появления сигнала "наличие свертки" адаптация ведется по максимуму отношения сигнал/помеха + шум (условие 1) и достигается максимизация отношения сигнал/шум на выходе устройства, Это позволяет использовать заявляемое устройство для приема широкополосных сигналов на объектах, условия работы которых характеризуются динамичной сигнально-помеховой обстановкой.Формула изобретения Адаптивное устройство приема широкополосного сигнала, содержащее антенную систему 2 М(К )1) регуляторов комплексного козффлциента передачи, вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего антенного элемента антенной системы, а выход соединен с соответствующим входом весового сумматора, соединенные последовательно приемный блок и блок разделения полезного сигнала: и помехи, информационный выход которого является выходом адаптивного устройства, выход полезного сигнала и выход помехи соединены с входом квадратичного детектора полезного сигнала и входом квадратичного детектора помехи соответственно,формирователь весовых коэффициентов, вход огибающей полезного сигнала, вход огибающей помехи и вход постоянной составляющей помехи которого соединены с выходом огибающей квадратичного детектора полезного сигнала, выходом огибающей квадратичного детектора помехи и выходом постоянной составляющей квадратичного детектора помехи соответственно, формирователь весовых коэффициентов содержит 2 И идентичных каналов, и интерферирующий фильтр, каждый из 2 И каналов формирователя весовых коэффициентов содержит два идентичных блока формирования весового коэффициента, каждый блок формирования весового коэффициента содержит сумматор, первый коррелятор, управляемый аттенюатор, выход которого соединен с первым входом сумматора, а управляющий вход соединен с выходом интегрирующего фильтра; соединенные последовательно инвертор и второй коррелятор, первый вход первого коррелятора, вход инвертора и игнальный вход управляемого аттенюатора соединены ссоответствующим выходом генератора ор тогональных сигналов, выходы сумматоров блоков формирования весового коэффициента каждого канала формирователя весовых коэффициентов соединены с соответствующими входами весовых коэффициентов соответствующего регулятора комплексного коэффициента передачи, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения отношения мощности полезного сиг 20 нала к мощности помех в условиях априорной неопределенности и изменяющегося во времени направления прихода полезного сигнала, в него введены блок управления коэффициентом передачи весово 25 го сумматора. первый управляемый аттенюатор, сигнальный вход которого соединен с выходом огибающей квадратичного детектора полезного сигнала, а управляющий вход соединен с выходом постоянной составляющей квадратичного детектора помехи, второй управляемый аттенюатор, сиг 30 нальный вход которого соединен с выходом огибающей квадратичного детектора помехи, а управляющий вход соединен с выходом постоянной составляющей 35 квадратичного детектора полезного сигнала, блок управления коэффициентом передачи весового сумматора содержит блок полезного сигнала и помехи, первый и второй ключи, сигнальные входы которых соединены с выходами первого и второго 45 управляемых аттенюаторов соответственно, а управляющие входы соединены с соответствующими выходами блока формирования сигнала управления ключами, и 2 Кканалов, каждый из которых со 50 держит сумматор, выход которого является выходом канала и одним из выходов блока управления коэффициентом передачи весового сумматора и соединен с соответствующим входом управляющего сигнала весового сумматора, выполненного в виде блока попарного весового слежения, инвер- тор, первый коррелятор, выход которого соформирования сигнала управления ключами, вход которого соединен с выходом сигнала наличия свертки блока разделения единен с первым входом сумматора, первый вход соединен с выходом инвертора, а второй вход соединен с выходом второго ключа, второй коррелятор, выход которого соединен с вторым входом сумматора, а первый вход соединен с выходом первого ключа. второй вход второго коррелятора, вход инвертора .и третий вход сумматора соединены с соответствующим дополнительным выходом генератора ортогональных сигналов, блок разделения полезного сигнала и помехи содержит соединенные последовательно блок свертки широкополосного сигнала, вход которого является входом блока разделения полезного сигнала и помехи, перестраиваемый полосовой фильтр полезногосигнала, выход которого является выходом полезного сигнала блока разделения полезного сигнала и помехи, блок формирования сигнала наличия полезного сигнала, выход которого является выходом сигнала наличия свертки блока разделения полезного сигнала и помехи, и элемент задержки, выход которого соеди-. нен с управляющим входом перестраиваемого полосового фильтра полезного сигнала, перестраиваемый режекторный фильтр полезного сигнала, вход которого соединен с выходом блока свертки широкополосного сигнала, выход является выходом сигнала помехи блока разделения полезного сигнала и помехи, а управляющий входсоединен с выходом элемента задержки. и блок выделения информации, выход которого является информационным выходом блока разделения полезного сигнала и помехи, а вход соединен с выходом перестраиваемого полосового фильтра полезного сигнала, в формироватэль весовых коэффициентов введены блок управления ключами, вход которого соединен с выходом сигнала наличия свертки блока разделения полезного сигнала и помехи, - первый ключ, выход которого соединен с вторым входом первого коррелятора, второй ключ, выход которого соединен с вторым входом второго коррелятора, третий ключ, выход которого соединен с входом, интегрирующего фильтра, сигнальные входы первого, второго и третьего ключей являются соответственно входами огибающей полезного сигнала, огибающей помехи и постоянной составляющей помехи соответственно, а их управляющие входы соединены с выходом блока управлейия ключами; при этом антенная система выполнена со сферической диаграммой направленности,

Смотреть

Заявка

4799719, 05.03.1990

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МАШИНОСТРОЕНИЯ

БЛИНОВ ИВАН НИКОНОРОВИЧ, ГОЛУБ ВЛАДИМИР МИХАЙЛОВИЧ, РУЛЕВ ЮРИЙ СЕМЕНОВИЧ, АНОСОВ АЛЕКСАНДР МИХАЙЛОВИЧ

МПК / Метки

МПК: H04B 1/10

Метки: адаптивное, приема, сигнала, широкополосного

Опубликовано: 15.12.1992

Код ссылки

<a href="https://patents.su/11-1781826-adaptivnoe-ustrojjstvo-priema-shirokopolosnogo-signala.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Адаптивное устройство приема широкополосного сигнала</a>

Похожие патенты