Адаптивная антенная решетка

СОЮЗ СОВЕТСКИХсоциАлистическихРЕСПУБЛИК 09) ИИ 1 06 АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ елобров И 12,ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) АДАПТИВНАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКАсодержащая соединенные последовательно выходной сумматор, блок усиления и преобразования частоты иблок выделения сигнала ошибки,ИкМ отводных элементов задержки,к входу каждого из которых подключенсоответствующий антенный элемент,МХ И весовых умножителей, вход каждого из которых соединен с однимиз отводов соответствующего М-отводного элемента задержки, а выход -с соответствующим входом выходногосумматора, МХ Н смесителей и МХ Яинтеграторов, вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего смесителя, а выход - с другимвходом соответствующего весовогоумножителя, отличающаясятем, что, с целью повышения помехозащищенности по отношению к комбинационным помехам, между входом каждого весового умножителя и входомсоответствующего смесителя включенблок аппроксимации нелинейности,между выходом блока выделения сигнала ошибки и другими входами смесителей включен преобразователь частоты, гетеродинный вход которого соединен с гетеродинным выходом блокаусиления и преобразования частоты.Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в составе радиотехнических устройств различного назначения с антенными решетками. 5Известна адаптивная антенная решетка, содержащая сумматор и И антенных элементов с элементами регулировки веса, выходы которых соединены с входами сумматора. Между выходом сумматора и входами управления элементами регулировки веса включен блок адаптации, другие входы которого соединены с выходами антенных элементов, Антенная решетка способна эффективно подавать помехи, непосредственно попадающие вполосу пропускания приемника 11,Однако комбинационные помехи, возникающие в результате сочетания 20 внеполосных излучений, этими адаптивными антенными решетками не могут быть подавлены, поскольку при этом сигнал ошибки оказывается некорректироваыным с исходными помехаНаиболее близкой к изобретению по технической сущности является адаптивная антенная решетка, содержащая соединенные последовательно вы- ЗО ходной сумматор, блок усиления и преобразования частоты и блок выделения сигнала ошибки, М х М отводных элементов задержки, к входу каждого из которых подключен соответствующий51 антенный элемент, М х,И весовых умножителей, вход каждого из которых соединен с одним из отводов соответствующего М-отводного элемента задержки, а выход - с соответствующим входом выходного сумматора, МХ М смесителей и Мх И интеграторов, вход каждого из которых соединен с выходом. соответствующего смесителя, а выход - с другим входом соответствующего весового умножителя С 21.Однако известная адаптивная антенная решетка обладает недостаточной помехозащищенностью по отношению к комбинационным помехам возникающим в блоке усиления и преобразования частоты. Цель изобретения - повышение помехозащищенности по отношению к комбинационным помехам. 55Поставленная цель достигается тем, что в адаптивной антенной решетке, содержащей соединенные после. довательно выходной сумматор, блокусиления и преобразования частоты иблок выделения сигнала ошибки, ИХ Мотводных элементов задержки, к входукаждого из которых подключен соответствующий антенный элемент, МХ И весовых умножителей, вход каждого иэкоторых соединен с одним из отводовсоответствующего М-отводного элемента задержки, а выход - с соответствующим входом выходного сумматора,МХИ смесителей и МХИ интеграторов,вход каждого из которых соединен свыходом соответствующего смесителя,а выход - с другим входом соответствующего весового умножителя, междувходом каждого весового умножителяи входом соответствующего смесителявключен блок аппроксимации нелинейности, между выходом блока выделениясигнала ошибки и другими входамисмесителей включен преобразовательчастоты, гетеродинный вход которогосоединен с гетеродинным выходомблока усиления и преобразованиячастоты.На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемой адаптивнойантенной решетки, на фиг. 2 - вариант образования комбинационных помех, на фиг. 3 - блок аппроксимациинелинейности.Адаптивная антенная решетка содержит антенные элементы 1, М-отводные элементы 2 задержки, весовыеумножители 3, смесители 4, интеграторы 5 выходной сумматор б, блок7 усиления и преобразования частоты,блок 8 выделения сигнала ошибки,преобразователь 9 частоты, элемент10 развязки и блоки 11 аппроксимации нелинейности,Блок 11 аппроксимации нелинейности содержит балансные смесители 12,блоки 13 весового умножения и элемент 14 суммирования,Адаптивная антенная решетка работает следующим образом.Аддитивная смесь сигнала и помех принимается антенными элементами 1 и поступает на входы М-отводных эле; ментов 2, с отводов которых задержанные компоненты аддитивной смеси умножаются в весовых умножителях 3 на весовые коэффициенты и поступают на выходной сумматор б, где происходит частичная компенсация помех. С выхода выходного сумматора б сигнал и нескомпенсированный остатокпомех поступают в блок 7, где проис-ходит преобразование сигнала к промежуточной частоте и его усиление.Блок 7 является устройством с нелинейными характеристиками, посколькуприменение существующих методовлинеариэации не обеспечивает абсолютной линейности характеристик приемного тракта. Эта нелинейность 10блока 7 приводит к трансформацииспектров сигнала и, главным образом,помех,Появление в полосе пропусканияблока 7 комбинационных помех 1 возникающих в нелинейностях тракта преобразования и усиления сигнала блока7 при воздействии мощных внеполосных помех, показано для огибающихспектров сигнала и помех на входах 20антенных элементов 1 (фиг.2 а) идля огибающих спектров сигнала икомбинационных помех в полосе пропускания блока 7 (фиг,2 б), При этом25л 2, = щ плбл = ел- ЬЬ,где Йл, Г, Гя- частоты помех навходе решетки;1Е Е, - комбинационные помехи.С выхода блока 7 сигнал и остаток помехи поступают в блок 8,где выделяются сигнал ошибки. Свыхода блока 8 сигнал ошибки, со 35ставпяющими которого являются собственно помехи, попадающие в полосупропускания блока 7, и комбинацииот внеполосовых помех, подается впреобразователь 9, где осуществляетсякогерентное обратное преобразованиесигнала ошибки от промежуточной частоты к высокой частотеС выходапреобразователя 9 через элемент. 10развязки сигнал ошибки поступает насмесители 4, на второй вход которыхс соответствующих отводов элементов2 через блоки 11 поступает смесьсигнала и помех. Блоки 11 аппроксимации нелинейности обладают характе 50ристикой, подобной характеристике .блока 7, обеспечивая идентичнуютрансформацию спектров сигнала ипомех. При этом единственное требование которое должно быть выполнено,У55состоит в следующем. Если представитьвыходной сигнал блока 7 в видеЕ(х) ах + ах + а х:(1) и выходной сигнал блока 11 в видея(у;) = Ьлу,+ Ь,у,". + Ь,у+.(2)то должно выполняться условиеьх,а, 3 Ф 1 (3)Ьат.е. характеристика блоков 11 должна быть не менее нелинейна, чем блока 7. При этом на выходе блоков 11 имеются все, и даже более, компоненты спектра, необходимые для формирования весовых коэффициентов.В качестве примера приведена схема блока 11 аппроксимации нелинейности (фиг.3) с применением балансных смесителей 12, моделирующая выражение (2) для 1-й ветви. Здесь в качестве квадраторов, кубаторов и т.д. используются балапсные смеси- тели 12, Блоки 13 могут представлять собой инвертирующие переменные аттенюаторы.Умножение в смесителе 4 сигнала с выхода блока 11 на сигнал ошибки и интегрирование в интеграторе 5 обеспечивает формирование весовых коэффициентов для весовых умножителей 3. По мере адаптации происходит снижение уровня помех и уменьшение пропчктов нелинейности характеристики блока 7, При этом обеспечивается выполнение условия (3). При формировании оптимальных по критерию МСКО весовых коэффициентов уровень помехи на выходе минимизирован. Управляющие напряжения, соответствующие оптимальным весовым коэффициентом, сохраняются интеграторами 5, как и в известных адаптивных антенных решетках, т.е. минимумы диаграммы направленности находятся в направлении прихода помех.Таким образом, формирование весовых коэффициентов происходит с учетом как помех, непосредственно попадающих в полосу пропускания блока 7, так и помех, комбинации которых оказываются в этой полосе пропускания. В результате адаптивная антенная решетка формирует диаграмму направленности с минимумами в направлении помех, существенных для выходного соотношения сигнал (помеха+ +шум), что значительно повышает помехозащищенность приемного устройства, 1107207.г Редак Коррект обков ПодСР ое митет открытий наб д, 4 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5769/38 ВНИИПИ .Г по дел 13035, Москва