Адаптивный компенсатор помех

(5)5 Н 04 В 1 ОО РЕТЕ ОП учно-исследовательстроениязов и А.В.Гармонов 10, 1982.МПЕНСАТОР ПО диотехника, СВЧ шиы радиосвязи. Сущаптивный компенсатенную систему, М+,00 1 Я) 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Центральный наский институт машино(57) Использование: рарокополосные системность изобретения: адтор помех содержит ан Изобретение относится к радиотехнике, в частности к адаптивным компенсаторам помех, преимущественно в СВЧ широкополосных системах радиосвязи.Известны адаптивные компенсаторы помех (АКП), содержащие основную и вспомогательную антенну, и осуществляющие подавление помех, принимаемых по боковым и задним лепесткам диаграммы направленности основной антенны, Недостатком АКП указанного типа является подавление только одной помехи при наличии основной и одной вспомогательной антенны, при этом помехи, принимаемые по скатам главного. максимума диаграммы направленности основной антенны, вообще не подавляются. В то же время в СВЧ широкополосных системах несколько узкополосных помех часто принимаются по скатам главного максимума диаграммы направленности, т,е. с малым угловым разрешением как между собой, так+1 каналов приема, два фильтра,перемножитель, два генератора, дополнительный квадратичный детектор. Антенная система содержит рефлектор, два облучателя, суммарно-разностный мост. Каждый из (й + 1) каналов приема содержит шесть сумматоров, два квадратурных блока взвешивания, два квадратурных формирователя веса, квадратичный детектор, полосовой фильтр и ограничитель. Изобретение позволяет увеличить количество подавляемых узкополосных помех, принимаемых по скатам главного максимума диаграммы направленности антенной системы. 3 ил,и относительно направления на сигнал. В этих случаях осуществить пространствен. ную селекцию нескольких помех не удается.Известен АКП СВЧ. Он содержит антенную систему, канал компенсации, содержащий соединенные последовательно квадратурный модулятор, сигнальный вход которого является первым входом канала компенсации, сумматор, другой вход которого является вторым входом первого канала компенсации, полосовой фильтр, квадратичный амплитудный детектор и формирователь весовых коэффициентов, первый и второй входы которого соединены с соответствующими входами весовых множителей квадратурного модулятора, а первый и второй входы ор 1 огональных сигналов соединены с первым и вторым выходами генератора ортогональных колебаний.Недостатком указанного АКП является подавление только одной помехи, при этомкомпенсатора, и дополнительный квадратичный детектор, выход которого соединен с сигнальными входом блока формирования весовых коэффициентов, в каждый канал 5 компенсации введен ограничитель, вход которого соединен с выходом полосового фильтра, а выход является выходом канала компенсации, первый и второй входы ортогональных сигналов квадратурных модуля торов дополнительных каналовкомпенсации соединены с соответствующими вторыми дополнительными выходами генератора ортогональных сигналов, антенная система выполнена в виде рефлек тора с симметрично-расположенными относительно его фокуса идентичными облучателями, выходы облучателей соединены с входами суммарно разностного моста, суммарная и разностный выходы 20 которого являются вторым и первым выходами антенной системы соответственно.На фиг.1 показана структурная схемаадаптивного компенсатора помех; на фиг.2 - принцип разделения спектра широкопо лосного сигнала; на фиг.3 - принцип подавления помехи с помощью суммарного и разностного каналов ДН.Адаптивный компенсатор помех (фиг.1)содержит рефлектор 1, два идентичных об- .30 лучателя 2, симметрично расположенныхотносительно фокуса рефлектора, два мало- шумящих усилителя 3, суммарно-разностный мост 4, суммарный и разностный выходы которого подключены параллельно 35 соответственно к И основным и М компенсационным входам каналов компенсации 5, каждый иэ которых содержит сумматор б, квадратурный модулятор 7 канала адаптации, управляющие входы которого соедине ны с соответствующими выходамиформирователя весовых коэффициентов 8 канала адаптации, выходы сумматоров через последовательно соединенные полосо.- вые разделительные фильтры 9, 45 ограничители 10 и.дополнительные квадратурные модуляторы 11 подключены ко входам суммирующего фильтра 12, выход которого соединен с сигнальным входом перемножителя 13 "Свертки", гетеродинный0 вход которого подключен к выходу генератора 14 псевдослучайной последовательности, а выход соединен со входом фильтра 15 сигнала, выход которого является выходом устройства, Одновременно выход фильтра5 15 сигнала через дополнительный квадратичный детектор 16 подключен ко входу блока 17 блока 17 формирования весовых коэффициентов, управляющие выходы которого соединены с соответствующими входакомпенсации, а первый и второй входы весовых множителей соединены с соответствующими выходами блока формирования 5 весовых коэффициентов, генератор псевдослучайной последовательности, соединенные последовательно суммирующий фильтр, входы которого соединены с выходами соответствующих дополнительных 5 квадратурных модуляторов, перемножитель, другой вход которого соединен с выходом генератора псевдослучайной последовательности, фильтр сигнала, выход которого является выходом адаптивного1 помехи, принимаемые по скатам главного максимума диаграммы направленности антенной системы, не подавляются, что не позволяет использовать его в радиолиниях с широкополосными ФМ сигналами, работающих в сильно загруженных участках частотных диапазонов.Целью изобретения является увеличение количества подавляемых узкополосных помех, принимаемых по скатам главного максимума диаграммы направленности антенной системы.Указанная цель достигается тем, что в адаптивиый компенсатор помех, содержащий антенную систему, первый канал компенсации, первый и второй входы которого соединены с первым и вторым выходами антенной системы, и генератор ортогональных сигналов, первый канал компенсации содержит соединенные последовательно квадратурный модулятор, сигнальный вход которого является первым входом первого канала компенсации, сумматор другой вход которого является вторым входом первого канала компенсации, полосовой фильтр, квадратичный амплитудный детектор и формирователь весовых коэффициентов, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами весовых множителей квадратурного модулятора, а первый и второй входы ортогональных сигналов соединены с первым и вторым выходами генератора ортогональных колебаний, введены К дополнительных каналов компенсации, идентичных первому каналу компенсации. первый и второй входы каждого из которых соединены с первым и вторым выходами антенной системы соответственно, блок формирования весовых коэффициентов, 2(М + 1) входов ортогональных сигналов которого соединены с соответствующими 2(К + 1) первыми дополнительными выходами генератора ортогональных сигналов, й + 1 дополнительных квадратурных модуляторов, сигнальный вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего канала ми дополнительных квадратурныхДля гтодавле пенсации 5 и для ленного сигнала фильтра 12 реали ритм вычисления ординат квадрат от оптимальных ронного детектир поисковых Ортого каналах комин еосстанЬвммирующего ентный алгозначений ко торов 7 и 11 етодом синхользованием алое. ния помех вмаксимиэацна выходе сзуется градиотклоненийрных модулзначений мования с испнальных сиг модуляторов, а сигнальные входы подключены к 2(К + 1) первым дополнительнымвыходам генераторов 18 ортогональных сигналов, 2(И+1) вторых дополнительных выходов которого подключены к сигнальным 5входам формирователей весовых коэффициентов, управляющие входы каждого изкоторых подключены к выходам квадратичных амплитудных детекторов 19, входамисоединенных с соответствующими выходами полосовых разделительных фильтров 9.Входы облучателей 2 являются входами устройства,Адаптивный компенсатор помех работает следующим образом. 15Полезный широкополосный сигнал иряд узкополосных помех, расположенных вего спектре (фиг.2), принимаются двумя облучателями 2, симметрично расположенными относительно. фокуса рефлектора 1, 20усиливаются в МШУ 3 и поступают на входысуммарно-разностного моста 4. На выходесуммарно-разностного моста образуютсясуммарная Хи разностная Ьдиаграммы направленности, представленные на фиг,З, из 25которой видно, что разностная ДН покрывает скаты главного максимума суммарнойДН, поэтому может быть использовано вкачестве компенсационной. На фиг,З показан пример компенсации узкополосной помехи. приходящей под углом 01. Сигнал ипомехи с суммарного выхода суммарно-раэностного моста поступают на одни вход сумматора 6 непосредственно, а на другой входс разностного выхода - через квадратурный 35модулятор 7, с помощью которого устанавливаются амплитуда и фаза разностного канала для полной компенсации помехи навыходе сумматора 6, на фиг.З показано, чтопомеха в направлении 01 в комбинироеанной ДН (Х+ Ь) подавлена,Количество частотных каналов ЬЕ, накоторые разделяется весь спектр ШПС Ю(фиг,2), а следовательно и количество каналов компенсации 5, выбирается из условия 45количества узкополосных помех, подлежащих компенсации, и согласования амплитудно-частотной характеристики фильтров9 с сигналом.В качестве критерия оптимальности экстремального регулирования выбрана ве- личина й вектор мплексный весоощность полез ьтра 15: щность узкопо льтров 9, ощность собс где ЧЧ - ко Р выходе фи Рп - м выходах ф Рого сигнала н осных помех на венных шумов МШУ 3.В экстремальной точке все компонентывектора градиента обращаются в нуль:-- (Рл+Р) -- Я) б Рс б бМ/ бЮ 1 б=0 2 сло частотных полос ЛГ (к где Й - чи лов компенсаАмплитуды тельного квадра тичного . амп ополни квадра 19 просигнал тичног тудно в на выходе детектора 16 о детектор бР тственно -б 9/(2), поэтому для выполнения (1) организуется управление модуляторами 7 в направлении антиградиента для помех, а дополнительными квадратурными модуляторами 11 - в направлении градиента для сигнала, В отсутствие помех осуществляется разнесенный прием полезного сигнала от двух облучателей 2, чем повышается надежность связи в условиях замираний сигнала,При воздействии узкополосной помехи на частоте в пределах одной из полос ЬГ, например, в первой полосе, в квадратурном модуляторе 7 первого канала компенсации 5 под действием ортогонального сигнала от генератора 18, соответствующего этой полосе ЬЕ, происходит модуляция параметров этой помехи. На выходе сумматора 6 первого канала помеха приобретает амплитудную модуляцию. Огибающая помехи с выхода квадратичного амплитудного детектора 19 поступает на вход формирователя весовых коэффициентов 8, е котором осуществляется ее синхронное детектирование. На выходе формирователя весовых коэффициентов появляются сигналы ошибки, которые пропорциональны отклонениям координат кеадратурных модуляторов 7 в первой полосе Й от тех значений, при которых обеспечивается минимум мощности помехи, т.е.бРпопределяется градиент -- , ПоддействиОЮ 1 ем этих сигналов ошибки происходит изменение значений координат квадратурных модуляторов,7 в сторону компенсации помехи. Одновременно в блоке формирования весовых коэффициентов 17 вырабатываетсяб Рссигналы, пропорциональные, которыеб Р/1 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 поступают на управляющие входы дополнительного квадратурного модулятора 11 первого канала и изменяют значения его координат в сторону максимизации сигна.ла, в результате выполняется (2). При воздействии нескольких помех (максимальное число ф) соответствующие процессы произойдут в других каналах компенсации.Таким образом, достигается увеличение количества подавляемых узкополосных помех, принимаемых по скатам главного максимума диаграммы направленности антенны при наличии одной антенны. Это позволяет использовать предлагаемый АКП в системах широкополосной связи, работающих в условиях мощных узкополосных помех в загруженных участках частотных диапазонов,Формула изобретения Адаптивный компенсэтор помех, содержащий антенную систему, первый канал компенсации, первый и второй входы которого соединены с первым и вторым выходами антенной системы, и генератор ортогональных сигналов. первый канал приема содержит два первых сумматора, соединенные последовательно квэдратурный блок взвешивания, сигнальный вход которого является первым входом первого канала приема, второй сумматор, другой вход которого является вторым входом первого канала приема, паласовой фильтр, квадратичный амплитудный детектор и квадратурный формирователь веса, первый и второй выходы квэдратурного формирователя веса соединены с соответствующими входами весовых множителей квадратурного блока взвешивания через соответствующий первый сумматор, другой вход которого соединен с соответствующим входом генераторэ ортогональных.сигналов и соответствующим входом ортогонального сигнала квадратурного формирователя веса. о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения количества подавляемых узкополосных помех, принимаемых по скатам главного максимума диаграммы направленности антенной системы, в него введены Й дополнительных каналов приема, идентичных первому каналу приема, первый и второй входы каждого иэ которых соединены с первым и вторым выходами антенной системы соответственно, генератор псевдослучайной последовательности, соединенные последовательно суммирующий фильтр на Й + 1 входов, первый вход которого соединен с выходом первого канала приема, а каждый иэ остальных входов соединен с выходом соответствующего дополнительного каналаприема, перемножитель, другой вход которого соединен с выходом генератора псевдослучайной последовательности, фильтр. сигнала, выход которого является выходом адаптивного компенсатора, и дополнительный квадратичный амплитудный детектор, вкаждый канал приема введены соединенные последовательно ограничитель. вход которого соединен с выходом полосового фильтра, и дополнительный квэдратурный блок взвешивания, выход которого являетсявыходом канала приема, два третьих сумматора и дополнительный квадратурный формирователь веса, первый и второй выходы квадратурного формирователя веса соединены с соответствующими входами весовых множителей дополнительного квадратурного блока взвешивания через соответствующий третий сумматор, другой вход которого соединен с соответствующим дополнительным выходом генератора ортогональных сигналов и соответствующим входом ортогонального сигнала дополнительного квадратурного формирователя веса, антенная система выполнена в виде рефлектора ссимметрично расположенными относительно его фокуса идентичными облучателями, выходы облучателей соединены с входами суммарно-раэностного моста, суммарный и разностный вход которого являются вторыми первым выходами антенной системы соответственно,1758877 Корректор А.Воров Спесивы Редакто СССР роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 1 п аказ 3012 ВНИИПИ Госуда Составитель И.Блино Техред М.Моргентал Тираж Подписное венного комитета по изобретениям и открытиям при 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5