АДАПТИВНАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА

АДАПТИВНАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА


RU (11) 2092942 (13) C1

(51) 6 H01Q21/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.01.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 93030523/09 
(22) Дата подачи заявки: 1993.06.15 
(45) Опубликовано: 1997.10.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Монзинго Р.А., Миллер Т.У. Адаптивные антенные решетки. Введение в теорию. - М.: Радио и связь, 1986, с. 448. 2. Журавлев А.К., Лукошкин А.П., Поддубный С.С. Обработка сигналов в адаптивных антенных решетках. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1983, с. 240. 3. Уидроу Б., Стирнз С. Адаптивная обработка сигналов. - М.: Радио и связь, 1989, с. 440 4. Радиоприемные устройства. / Под ред. Л.Г. Барулина. - М.: Радио и связь, 1984, с. 272. 5. Чернега В.С., Василенко В.А., Бондарев В.Н. Расчет и проектирование технических средств обмена и передачи информации. - М.: Высшая школа, 1990. 
(71) Заявитель(и): Ростовское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск 
(72) Автор(ы): Габриэльян Д.Д.; Звездина М.Ю.; Шацкий В.В. 
(73) Патентообладатель(и): Ростовское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск 

(54) АДАПТИВНАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА 

Изобретение относится к антенной технике, в частности к адаптивным антенным решеткам (ААР) и может быть использовано в составе радиотехнических систем, функционирующих в условиях воздействия преднамеренных помех. ААР содержит N последовательно соединенных излучателей и смесителей. Выходы последних подключены к сумматору. Вторые входы смесителей связаны с каналами управления. В состав каждого из каналов управления входят последовательно соединенные корреляционный смеситель, усилитель, фильтр низкой частоты, фазовый детектор, блок, преобразующий входное воздействие по закону функции cos, перемножитель и блок алгебраического сложения. В состав канала управления также входит блок сложения. В состав канала управления также входит блок определения весового коэффициента, вход которого подключен к выходу фильтра низкой частоты, а выход - ко второму входу перемножителя. На второй (суммирующий) вход блока алгебраического сложения и второй вход фазового детектора подается сигнал управления неадаптированной (исходной) диаграммы направленности (ДН), а выход этого блока соединен со вторым входом смесителя. Получаемый технический результат заключается в уменьшении смещения ДН ААР и искажений ее главного максимума при формировании "нулей" в направлении на помеху. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к антенной технике, в частности к адаптивным антенным решеткам (ААР), и может быть использовано в составе радиотехнических систем, функционирующих в условиях воздействия преднамеренных помех.

Известны ААР, состоящие из многоэлементной антенной решетки и адаптивного, работающего в реальном масштабе времени процессора, выполняющего автоматическую подстройку диаграммы направленности для повышения эффективности приема полезного сигнала при воздействии помех [1-3]

Наиболее близкой по техническому исполнению к предложенной ААР является ААР Хауэлса Аппельбаума [1, рис. 5. 17, с. 202] Последняя содержит N излучателей, N каналов управления и сумматор. В состав каждого канала управления входят последовательно соединенные корреляционный смеситель, усилитель, фильтр низкой частоты (ФНЧ) и устройство алгебраического сложения.

Недостатком известных ААР является смещение и искажение главного максимума диаграммы направленности (ДН) по окончании процесса формирования "нуля" ДН в направлении действия помехи. Указанные эффекты в радиолокационных системах приводят к смещению равносигнального направления и, как следствие, снижению точности измерения угловых координат [1-3]

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи снижения искажений главного максимума ДН ААР при формировании "нулей" ДН и уменьшения уходов главного максимума ДН.

Решение подобной задачи возможно в том случае, если в ААР, содержащую N излучателей, N смесителей, сумматор и N каналов управления, каждый из которых состоит из последовательно соединенных корреляционного смесителя, усилителя и ФНЧ, а также блока алгебраического сложения, в каждом канале управления введены между ФНЧ и блоком алгебраического сложения последовательно включенные фазовый детектор (ФД), блок, преобразующий входной сигнал по закону функции cos, и перемножитель, а также блок определения амплитуды весового коэффициента, вход которого подключен к выходу ФНЧ, выход к второму входу перемножителя, а на второй вход фазового детектора, как и на суммирующий вход блока алгебраического сложения, подан сигнал управления неадаптированной ДН.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предложенной ААР; на фиг. 2 показан вариант выполнения блока формирования функции cos.

ААР содержит, как и в [1, c. 202] последовательно соединенные N излучателей 1 и N смесителей 2. Выходы последних подключены ко входам сумматора 3. Вторые входы смесителей 2 связаны с каналами управления, каждый из которых содержит последовательно соединенные корреляционный смеситель 4, усилитель 5, ФНЧ 6, ФД 7, блок 8, преобразующий входной сигнал по закону функции cos, перемножитель 9 и блок алгебраического сложения 10. Блоки 7 и 9 являются типовыми, а примеры их выполнения описаны в технической литературе (в частности, в [4] на рис. 4.3 аналоговый перемножитель, на рис. 5.25 - фазовый детектор). К типовым относится и блок 8 формирования функции cos входного сигнала. На фиг. 2 показан вариант выполнения этого блока, содержащий последовательно соединенные аналоговые перемножители 12 и 13 и блок алгебраического сложения 14, вычитающий вход которого подключен к выходу перемножителя 13, а на суммирующий вход подается постоянное напряжение уровня b1. На второй вход перемножителя 13 подается постоянное напряжение уровня b2, а первый и второй входы перемножителя 12 являются входом блока, 8 на который подается сигнал, пропорциональный . С помощью блока 8 производится формирование функции cos в соответствии с выражением

cos = b1+ b22,

где b1 0,998; b2 0,293 [5, с. 187] Кроме указанных выше блоков, в состав каждого канала управления входит блок 11 определения амплитуды весового коэффициента, относящегося к типовым элементам [см. 4, рис.5.26] Вход блока 11 подключен к выходу ФНЧ 6, а выход ко второму входу перемножителя 9. На второй (суммирующий) вход блока алгебраического сложения 10 и второй вход ФД 7 подается сигнал управления неадаптированной (исходной) ДН. Выход блока 10 соединен со вторым входом смесителя 2n.

Работа устройства организована следующим образом.

В адаптивной антенной решетке амплитудно-фазовое распределение (АФР) определяется двумя составляющими . Первое слагаемое определяет исходную (неадаптированную) ДН, а второе вырабатывается в результате функционирования контура адаптации под воздействием помех и обеспечивает формирование "нулей" в направлении источников помех. При этом для случая, например, одной помехи отношение сигнал/(помеха + шум) Q0 и ДН F определяются выражениями



F(u) F0(u) - v1F0(u1)f1(u)/(1+v1N), (2)

где F0 исходная ДН;

F0(u) exp[i(N-1)u/2] sin(Nu/2)/sin(u/2); (3)



f1 exp[i(N-1)(u-u1)/2] sin[N(u-u1)/2]/sin[(u-u1)/2]

d расстояние между излучателями;

длина волны;

qs направление ориентации главного максимума ДН;

v1, 1 мощность и направление прихода помехового сигнала соответственно;

M ковариационная матрица помех.

При воздействии помехи функционирование блоков 1-6, 10 предложенной ААР не отличается от функционирования аналогичных блоков известного устройства [1, c. 202] На выходе блока 6 n-го канала вырабатывается сигнал, соответствующий оптимальному значению весового коэффициента в данном канале. Указанный сигнал подается на вход ФД 7, на второй вход которого поступает сигнал , в результате чего на вход блока 8 подается сигнал, пропорциональный n, т. е. равный разности фаз входных сигналов в n-м канале. Таким образом, на выходе блока перемножения 9 формируется весовой коэффициент W(n)= 2W(2n)cosn или, что то же самое, (* знак комплексного сопряжения).

Если проанализировать соотношения (2) и (3), то можно заметить, что в координатах u исходная ДН F0(u) является симметричной, т.е. и . Для адаптированной ДН F(u) ААР [1, с. 202] указанные соотношения не выполняются. Однако замена приводит к тому, что провал формируется симметрично относительно главного максимума, что позволяет снизить искажение ДН и сохранить ее симметрию. Формирование такого вектора весовых коэффициентов, как следует из (1), практически не приводит к снижению отношения сигнал/(помеха + шум) [1]

Для оценки изменения крутизны равносигнального направления рассмотрим 8-элементную ААР. Помеха действует по первому боковому лепестку. В этом случае изменение крутизны в равносигнальном направлении (на уровне 0,5 по мощности) в ААР Хауэлса-Аппельбаума составит 30% а в предлагаемой только 4% Следовательно, предлагаемая ААР позволяет сохранить параметры главного максимума ДН после формирования "нулей" в направлении помех.

Таким образом, получаемый технический результат, достигаемый в результате изменения каждого из каналов управления ААР путем введения между ФНЧ и вычитающим входом блока алгебраического сложения последовательно соединенных фазового детектора, блока, преобразующего входной сигнал по закону функции cos, и перемножителя, а также введения блока определения амплитуды весового коэффициента, заключается в уменьшении смещения ДН ААР и искажений ее главного максимума при формировании "нулей" в направлении помехи. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Адаптивная антенная решетка, содержащая N излучателей, N смесителей, сумматор и N каналов управления, каждый из которых состоит из последовательно соединенных корреляционного смесителя, усилителя и фильтра низкой частоты, а также блок алгебраического сложения, суммирующий вход которого является входом сигнала управления неадаптированной диаграммой направленности, отличающаяся тем, что в каждом канале управления между фильтром низкой частоты и вычитающим входом блока алгебраического сложения последовательно включены фазовый детектор, блок, преобразующий входной сигнал по закону функции cos, и перемножитель, а также блок определения амплитуды весового коэффициента, вход которого подключен к выходу фильтра низкой частоты, выход к второму входу перемножителя, а второй вход фазового детектора является входом сигнала управления неадаптивной диаграммой направленности.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru