Адаптивная антенная решетка

 

АДАПТИВНАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА , содержащая N каналов, каждый из котс-с рых выполнен в виде излучателя, подключенного через весовой умножитель к общему сумматору, и последовательно соединенньсс коррелятора, первого блока вычитания, интегратора и второго блока вьгаитания, при зтом второй вход второго блока вьгаитания является управляющим, один вход коррелятора подключен к излучателю; а другой - к входу COfQ3ff 13 №.,,-.. ,, «ifi yrfc-K. общего сумматора, отличающаяся тем, что, с целью уменьщения искажений исходной диаграммы направленности, дополнительно введен блок ма1ричного преобразования , входы которого соединены с выходом второго блока вычитания каждого канала, выходы его соединены с вторым входом первого блока вычитания каждого канала, а в каждом канале выход интегратора подклклчен к второму входу весового умножителя, при этом коэффициент передачи блока матричного тфеобразования от п-го входа к т-му равен S8 mn j|fnMCM5in0d0dcf, 00-. (&,(у)- парциальная ДН k-ro элемента антенной решетки.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ6ЛИК (19) (11) (51) 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ .ИЭО6РЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ та антеннои решетки (21) 3474770/24 — 09 (22) 16.07.82 (46) 07.08,85. Бюл. N 29 (72) Ю. И. Чони и В. А. Осокин (71) Казанский ордена Трудового Красного

Знамени и ордена Дружбы народов авиационный институт им. А. Н. Туполева (53) 621.396.677 (088.8) (56) Радиоэлектроника за рубежом. 1977, У. 8, с. 46 — 47. (54) (57) АДАПТИВНАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА, содержащая N каналов, каждый из кото. рых выполнен в виде излучателя, подключенного через весовой умножитель к общему сумматору, и последовательно соединенных коррелятора, первого блока вычитания, интегратора и второго блока вычитания, при этом второй вход второго блока вычитания является управляюшим, один вход коррелятора под- . ключен к излучателю; а другой — к входу,общего сумматора, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения искажений исходной диаграммы направленности, дополнительно введен блок матричного преобразования, входы которого соединены с выходом второго блока вычитания каждого канала, выходы его соединены с вторым входом первого блока вычитания каждого канала, а в каждом канале выход интегратора подключен к второму входу весового умножителя, при этом коэффициент передачи блока матричного преобразования от и-го входа к m-му вы1 ходу равен

2ВМ Р е„„° J If„(eqlf(ej)ei,ededq, o O где f „(&,q j — парциальная ДН k-xo элемен85 или т. е

1 11718

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к анте»ной технике, и может быть использовано в различных радиотехнических системах.

Цель изобретения — уменьшение искажений исходной диаграммы направленности(ДН).

На чертеже приведена структурная электрическая схема адаптивной антенной решетки (AAP).

Адаптивная антейная решетка содержит 1ч 10 каналов, каждый из которых содержит излу. чатель 1, коррелятор 2, первый блок 3 вычитания, интегратор 4, второй блок 5 вычитания и весовой умножитель 6, кроме того, имеется блок 7 матричного преобразо. вания и общий сумматор 8.

AAP работает следующим образом.

В ситуации, когда нет ни источников по-лезных, ни источников мешающих сигналов на выходах излучателей 1, на выходе общего сумматора 8 и на выходах корреляторов 2 действуют нулевые сигналы. Пусть в начальный момент времени сигналы WÄ »а выходах интеграторов 4 имеют произвольные, отличные от W и значения, Тогда разностные сигналы ои

U = W — W поступают на вход блока 7

h On матричного преобразователя и образуют отличные от нуля сигналы V íà вторых входах первых блоков 3 вычитания. Поэтому сигналы

W на выходах интеграторов 4 изменяются. и

Только по достижения равенства W„= WoÄ наступает установившийся режим, когда сигналы. на входах интеграторов 4 равны нулю, а на их выходах сохраняют свои значения неизменными. Таким образом, в отсутствии принимаемых излучателями 1 сигналов AAP имеет и исходную ДН F, (6, j) = W т (e q) торая соответствует установленным»а вторых входах вторых, блоков 5 вычитания и управля- ющим сигналом ЧЧи„. 40

Цепи обратной связи, образованные корре-. ляторами 2, первыми блоками 3 вычитания и интеграторами 4, выполнены таким образом, что полезные сигналы, принимаемые излучателями 1, вызывают лишь. пренебрежимо малые изменения сигналов ЧЧ,„»а выхоцах интеграторов 4. Это достигается, например, за счет пониженной чувствительности корреляторов 2 и за счет большой постоянной времени интеграторов 4. Благодаря этому полезные сигналы не вызывают изменения ДН AAP.

Рассмотрим ситуацию, когда на излучатели

П

1 поступают помеховые сигналы $п, а на выходах интеграторов 4 действуют сигналы

W<.. Тогда сигналы на выходах весовых умножителей 6 равны W $„и на выходе общего сумматора

Корреляторы 2 формируют сигналы r и» п а 0

nL $ аык $ „= g „, ЧЧ» $к $и поступаю. щие на первые входы первых блоков 3 вычитания. Разностные сигналы U„= Wо„— W„ с выходов вторых блоков 5 вычитания, пройдя блок 7, преобразуются в сигналы Ч„, K 2 Uк. Таким образом, от первых ик блоков 3 вычитания на входы интеграторов

4 поступают сигналы V — r следовательно сигналы на выходах интеграторов 4 изменяются со скоростями, пропорциональными V„-гп, Ц1" И (1)

e -l r » Zn (пк W„)-п п1кпп ппп j.

С изменением весовых коэффициентов

W„= W„(t) изменяется во времени ДН (9,(р) 2: ЧЧ„(«) f (б,cp), соответствующая текущему моменту„времени, изменяются сигналы $вык («)= - и (t) $и °

М у («) = Q 2„U„(t). Процесс изменения

К=1 весовых коэффициентов WA длится до тех пор, пока не установятся нулевые сигналы на входах всех интеграторов 4, т. е. пока весовые коэффициенты ЧЧк не удовлетворяют условиям

". : ик(Чок Чк - к к 5п -O,и =12...N..

Чтобы выяснить определяемые этими условиями параметры ААР, составим функционал oc Ри »- (ЧЧок ЧЧ к ) Z nk

«(W и — VII„)*. Здесь первое слагаемое отражает мощность помех на выходе AAP (Ы вЂ” положительный весовой сомножитель).

Второе слагаемое характеризует отклонение параметров AAP от исходных значений, вызванное отличиями текущих значений весовых, коэффициентов W îò исходных ЧЧ . Так, например, если

2пк и пк J J п(8 1)1„(В, )п nede Jq

0 0 то второе слагаемое есть средний квадрат отклонения текущей ДН F (о,q) от исходной ДН Р (9, q). Действительно, //à —

-e)i *= J J (и,„< „ (e,ц) -z wÄ (Ä (e, )(и, Ä e .

sleek ) J и (ъ "5„)i„(eq)K(w -w„) о О

3 1

7й «

k"„ âä)ì.ededq=zz.(w.„-w,I((f о о

« вд) „ (в4 . ede d ) (w,„-w„ (W.„-e„i „„ W,„-„1".

171885 4

Сравнивая (1) и (2), замечаем, что в предлагаемой ААР процесс регулирования соответствует уравнению с н Э р . Л " Э1К< Найдем также значения W âåñîâûõ коэффициентов W, которым соответствует минимальное .значение функционала P; Для этого найдем частные производные и приравняем их нулю. Получим, ". „ -W(e,„-e„jZ„„=O,в=1,г., И (4)

По смыслу функционала т весовые коэффициенты W оптимальны в том отнок шенин, что при одинаковой мошности помех иа выходе AAP им соответствует минимальное искажение исходных параметров ААР, например, минимальное отклонение ДН от исходной ДН, а при одинаковом искаже- . нии исходных параметров ААР весовые коэффициенты W обеспечивают предельно к возможное уменьшение мощности помех

Р„на выходе AAP. т.е. осуществляется регулирование по анти градиенту функционала 9 (в направлении

10, максимально быстрого "спуска", а потому устанавливаюшиеся в процессе адаптации характеристики ААР оптимальны в указанном выше смысле, что подтверждается совпадением условий (1) . и (4).

Поскольку цепи обратной связи, образованные корреляторами 2, первыми блоками

3 вычитания и интеграторами 4 выполнены так, что практически не реагируют на по20 лезные сигналы, то наличие полезных сигналов, принимаемых излучателями 1, практически не влияет на процесс адаптации и характеристики AAP.

25 . Таким образом, в предлагаемой AAP . ослабление мошности помех достигается

- при меньшем искажении исходных параметров ААР, например исходной ДН.