Адаптивная антенная решетка

(9) (П) 22 351) Н 0 ОБРЕТЕНИ К АВТ Апеппа24,5,СУДАРСТВЕКНЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И. ОЧНРЫТИЙ МУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54)(57) АДАПТИВНАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА, содержащаяканалов, каждый икоторых выполнен в виде последовательно соединенных приемного антен го элемента и весового умножителя,сумматор, включенный на выходах. всехканалов, блок формирования весовыхкоэффициентов, входы которого подключены к выходам приемных антенныхэлементов, а выходы - к вторым входам.весовых умножителей, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с цельюповышения помехоэащищенности, введены классификатор наличия полезного сигнала и ключ, при этом входклассификатора наличия полезногосигнала и сигнальный вход ключаподключены к выходу сумматора, выход ключа подключен к входу блокаформирования весовых коэффициентов,а выход классификатора наличия полезного сигнала подключен к управляющему входу ключа.1 О 20 25 30 40 45 50 55 60 65 Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться всистемах радиосвязи и радиолокациис адаптивными антенными решетками (АЛР) .Известна адаптивная антенная решетка, содержащая й каналов, каждыйиз которых содержит приемный антенный элемент и весовой умножитель,выходы которых подключены к сумматору и блок Формирования весовыхкоэффициентов С 13,Однако для сигналов большой мощности при использовании.синхронизации ААР с передатчиком из-за Флуктаций времени прихода полезных сигналов, обусловленных различными факторами, к числу которых .может относиться перемещение объектов в системах связи с подвижными объектами,и погрешностей, синхронизации снижается пропускная способность системы и ее помехоустойчивость вследствие подавления части полезного сигнала,Наиболее близкой к предлагаемой является адаптивная антенная решетка, содержащая й каналов, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных приемного антенного элемента и весового умножителя, сумматор, включенный на выходах всех каналов, блок Формирования весовыхкоэффициентов, входы которого подключены к выходам приемных антенных элементов, а выходы - к вторым входам весовых умножителей Г 23.Однако при использовании известной адаптивной антенной решетки наблюдается снижение помехозащищенности и пропускной способности системысвязи. Это связано с невозможностьюприема ААР достаточно мощных и длительных полезных сигналов без использования специальной синхронизации времени их прихода. Цель изобретения - повышение помехозащищенности.Для достижения поставленной цели в адаптивную антенную решетку, содержащую Н каналов, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных приемного антенного элемента и весового умножителя, сумматор, включенный на выходах всех каналов, блок формирования весовых коэффициентов, входы которого подключены к выходам приемных антенных эле ментов, а выходы - к вторым входам весовых умножителей, введены классификатор наличия полезного сигнала и ключ, при этом вход классификатора наличия полезного сигнала и сиг- . нальный вход ключа подключены к выходу сумматора, выход ключа подключен к входу блока формирования весовых коэффициентов, а выход классификатора наличия полезного сигнала подключен к управляющему входу ключа. На фнг 1 приведена структурнаяэЛектрическая схема предложеннойадаптивной антенной решетки 1.нафиг2 - структурная электрическаясхема блока формирования весовыхкоэффициентов; на фиг. 3 - структурная электрическая схема классификатора наличия полезного сигнала 1 наФиг. 4 - результаты сравнительногоанализа предложенной и известнойадаптивных антенных. решеток.Адаптивная антенная решетка содержит м каналов, каждый из которых состоит из приемного антенногоэлемента 1 и весового умножителя 2,сумматор 3, блок 4 Формирования весовых коэффициентов 4, классификатор5 наличия полезного сигнала, ключ 6.БФВК 4 содержит инвертирующие аттенюаторы 7, интеграторы 8, сумматоры 9.Классификатор 5 наличия полезногосигнала содержит аналого-цифровой.преобразователь (АЦП 10, магистральныеприемопередатчики 11, центральныйпроцессорный элемент 12, блок 13 микропрограммного управления, контролер14 состояния, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 15 команд, постоянное запоминающее устройство(ЦАП) 18Адаптивная антенная решетка работает следующим образом,Адаптивная смесь сосредоточенных помех, принимаемых с различных направлений, и шумов с выходов приемных антенных элементов 1 поступает на сигнальные входы весовых умножителей 2 и в БФВК 4, где формируются управляющие напряжения для весовых умножителей 2. Также в БФВК 4 поступает через открытый ключ 6 выходной сигнал ААР с выхода сумматора 3. В результате работы формируются минимумы диаграммы направленности (ДН) АЬР в направлениях прихода помех. При отсутствии полезного сигнала с заданного направления на выходе классификатора 5 отсутствует управляющее напряжение, В момент прихода мощного полезного сигнала классификатор 5 определяет его присутствие и формирует управляющее напряжение для ключа 6, который запирается и подает на вход БФВК 4 нулевой потенциал, При этом в БФВК (фиг. 2) нулевой потенциал с ключа 6 через инвертирующий аттенюатор 7 подается на весовые умножители 2. В результате на входе интеграторов 8 напряжения также имеют нулевой потенциал, и на выходе их остаются предыдущие значения напряжений без измененияЭти напряжения сохраняются на входах сумматора 9, на вторые входы кото(2) рых поданы соответствующие значения напряжений начального вектора весовых коэффициентов, устанавливающие главный лепесток ДН ААР в заданном направлении. Таким образом, адаптация прекращается и подавления полез ного сигнала не происходит. Момент пропадания мощного полезного сигнала определяется классификатором 5, который открывает ключ 6, .и вновь происходит цикл адаптации ААР.Классификатор 5 наличия полезного сигнала работает следующим образом.Программа, по которой проводится определение наличия на входах ААР мощного сигнала с заданного направ 15 ления, заносится в ПЗУ 15 команд.Команды считываются из ПЗУ 15 и поступают.в блок 13, где осуществляется дешифрация кода операции очередной команды. По коду операции команды. 2 О формируется последовательность адресов микрокоманд, по которым выполня-. ется данная команда. Адреса микрокоманд передаются .в ПЗУ 16 микрокоманд, Микрокоманды считываются из ПЗУ 16 25 микрокоманд и поступают для выполнения в другие блоки контролера 14, АПЦ 10 предназначен для преобразования сигналов, поступающих с выхода сумматора 3 из аналоговой в цифровую 3 О форму. Магистральный приемопередатчик 11 предназначен для ввода-вывода информации в контролер 14. Центральный процессорный элемент 12 служит для выполнения арифметических и логических операций. Блок 13 организует формирование последовательностей адресов микрокоманд. Контролер 14 состояния организует выполнение команд условных и безусловных переходов в программе, ПЗУ 15 команд предназначено для хранения программы, по которой фунКционирует классификатор 5. ПЗУ 16 микрокоманд служит для хранения последовательностей микро- команд, по которым выполняются со ответствующие команды. ОЗУ 17 предназначено для хранения исходных данных и промежуточных результатов решения, ЦАП 10 преобразует выходной сигнал из цифровой в аналоговую фор О му для передачи управляющего напряжения на ключ 6. Классификатор 5 работает по следующему алгоритму. 55На начальном этапе Функционирования происходит оценка плотности вероятности вектора входных излучений при отсутствии полезного сигнала. Данная плотность вероятности Р, запоминается в ОЗУ 17. После получения сигнала с заданного .направления вновь восстанавливается плотность вероятности Р и также запоминается в ОЗУ 17. На основе известных Р и .Р определяется порог 1 . Во время Функционирования ААР происходит постоянное восстановление текущей плотности вероятности Р и на основании сравчения с порогом принимается решение о наличии или отсутствии полезного сигнала по правилуР(к) Р(к-)).,отношение правдоподобияопределенное на.начальномэтапе функционированияР /РВосстановление плотностей вероятности осуществляется с помощью рекуррентных парзеновских оценок видалЛй 1 Ь ) (1)См 1 См 13а+(где М - обьем выборки;И - постоянная величина;очередное значение выход"ного сигнала приемного антенного элемента 1, восстановление плотности которого осуществляется,В качестве показателя эффективности использовалось относительное изменение отношений мощности сигнала к сумме мощностей помех и шума на входе и выходе ААР, т.е. где 6,о 4 - мощность сигнала, помех и шума соответственно. Усреднение данного показателя в имитационной модели производится по 3 выборкам (обычно 1 ) 100)Результаты сравнительного анализа рассматриваемых алгоритмов предложенной и известной ААР, представлены на фиг. 4, где изображена зависимость Е )") от отношения, Кривая 1 соответствует ААР, использующей классификатор 5, кривая 2 - ААР без . классификатора 5. Из фиг. 4 видно, что при малых мощностях полезного сигнала (левый участок) алгоритмы примерно равноценны. В случае увеличения мощности сигнала (правый участок) эффективность ААР с классификатором 5 зйачительно выше.Полученные результаты показывают, что использование предлагаемой ААР позволяет значительно повысить помехоустойчивость системы связи в случае мощных полезных сигналов без снижения помехоустойчивости при слабых сигналах, а также увеличить пропускную способность системы, так как использование классификатора не требует применения временной синхро ниэации.оррект сно илиал ППП фПатентф, г.уагород, ул.Проектная,4 аказ 6629/43 Тнраа ВНИИПИ Государс по делам изоб 113035 р Москва, 90 Подлвенного комитета СССРетений и открытий