Устройство компенсации активных помех



Устройство компенсации активных помех

 


Владельцы патента RU 2444751:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к радиолокации, может быть использовано в аппаратуре обнаружения целей на фоне комбинированных помех - активных излучений и пассивных отражений. Достигаемый технический результат - исключение снижения эффективности компенсатора активных помех при одновременном воздействии пассивных помех. Указанный результат достигается тем, что в известное устройство компенсации активных помех дополнительно введены последовательно соединенные первый фильтр сигнала, фазовращатель, второй перемножитель, второй сумматор, второй вход второго перемножителя подключен к выходу коррелятора, вход первого фильтра сигнала соединен с выходом компенсационной антенны и входом второго фильтра помехи, выход которого подключен к первым входом первого перемножителя и первому входу измерителя разности фаз, выход которого через усилитель соединен с вторым входом фазовращателя, а второй вход - с вторым входом первого сумматора и выходом первого фильтра помех, вход которого подключен к выходу основной антенны и через второй фильтр сигнала - к второму входу второго сумматора, выход которого является выходом устройства. 1 ил.

 

Изобретение относится к радиолокации, может быть использовано в аппаратуре обнаружения целей на фоне комбинированных помех - активных излучений и пассивных отражений.

Известно устройство компенсации помех с системами автоматической регулировки усиления (АРУ) и фазовой автоматической подстройки частоты (ФАПЧ) [1, с.232], содержащее основный и компенсационный приемники. В состав основного приемника входят антенна, смеситель, гетеродин и усилитель промежуточный частоты (УПЧ) с системой АРУ, а основными элементами компенсационного приемника являются антенна, УПЧ, система АРУ, смеситель, гетеродин, управитель и фазовый детектор. В сумматоре осуществляется сложение напряжений, формируемых в основном и компенсационном приемниках. Недостатком устройства является уменьшение эффективности подавления активных помех при наличии пассивных отражений.

Известен также гетеродинный автокомпенсатор [2, с.43], содержащий основной канал с преобразователем и сумматором, а также компенсационный канал с корреляционной обратной связью, осуществляемой с помощью коррелятора, включающего умножитель и узкополосный интегрирующий фильтр. Недостатком устройства является низкий коэффициент подавления активных помех при наличии пассивных помех.

Наиболее близким по технической сущности (прототипом к предлагаемому изобретению) является устройство компенсации активных помех [3, с.89], содержащее последовательно соединенные компенсационную антенну, перемножитель и сумматор, второй вход которого подключен к основной антенне, а выход - к первому входу коррелятора, второй вход которого соединен с выходом компенсационной антенны, а выход подключен ко второму входу перемножителя, выход сумматора является выходом устройства.

Активная шумовая помеха (АШП), принятая основной антенной через сумматор, поступает на первой вход коррелятора, на второй вход которого приходит помеха, принятая компенсационной антенной. Коррелятор вырабатывает весовой коэффициент взаимной корреляции помех, принятых основной и компенсационной антенной. Помеха с выхода компенсационной антенны умножается в перемножителе на весовой коэффициент и поступает на сумматор, где вычитается из помехи, принятой основной антенной.

Наличие корреляционной обратной связи позволяет устройству настраиваться на характеристики активной помехи и обеспечивать ее подавление. Однако при комбинированном воздействии активных помех и пассивных отражений пространственно-распределенный характер пассивных отражений разрушает пространственную корреляцию сигналов точечных активных излучений, а широкий энергетический спектр последних разрушает временную корреляцию пассивных отражений, что затрудняет процесс настройки адаптивных устройств подавления мешающих сигналов [4, с.39].

Таким образом, недостатком устройства является уменьшение коэффициента подавления активных помех на фоне пассивных помех.

Задача, на решение которой направлено заявляемое устройство, состоит в повышении коэффициента подавления компенсатора активных помех при наличии пассивных помех.

Технический результат заключается в исключении снижения эффективности компенсатора активных помех при одновременном воздействии пассивных помех.

Технический результат достигается тем, что в известное устройство компенсации активных помех, содержащее основную и компенсационную антенны, последовательно соединенные первый перемножитель и первый сумматор, выход которого подключен к первому входу коррелятора, второй вход которого соединен с первым входом первого перемножителя, второй вход которого подключен к выходу коррелятора, дополнительно введены последовательно соединенные первый фильтр сигнала, фазовращатель, второй перемножитель, второй сумматор, второй вход второго перемножителя подключен к выходу коррелятора, вход первого фильтра сигнала соединен с выходом компенсационной антенны и входом второго фильтра помехи, выход которого подключен к первым входом первого перемножителя и первому входу измерителю разности фаз, выход которого через усилитель соединен с вторым входом фазовращателя, а второй вход - с вторым входом первого сумматора и выходом первого фильтра помех, вход которого подключен к выходу основной антенны и через второй фильтр сигнала - к второму входу второго сумматора, выход которого является выходом устройства.

Сущность изобретения основана на использовании частотных различий активной и пассивной помех, когда ширина спектра активной шумовой помехи превышает ширину спектра эхо-сигнала, и настройке компенсатора активных помех на частоте, не совпадающей с частотой эхо-сигнала. Это исключает влияние пассивных помех на эффективность работы автокомпенсатора при подавлении активных помех.

Структурная схема предложенного устройства приведена на фигуре.

Предложенное устройство компенсации активных помех состоит из основной антенны 1, первого фильтра помехи 2, измерителя разности фаз 3, первого сумматора 4, компенсационной антенны 5, второго фильтра помехи 6, первого перемножителя 7, усилителя 8, коррелятора 9, первого фильтра сигнала 10, фазовращателя 11, второго перемножителя 12, второго сумматора 13, второго фильтра сигнала 14, соединенных, как показано на фигуре.

Первый фильтр сигнала 10 и второй фильтр сигнала 14 согласованы со спектром эхо-сигнала, в том числе и с пассивной помехой.

Первый фильтр помехи 2 и второй фильтр помехи 6 расстроены относительно спектра эхо-сигнала и пропускают только активную помеху.

Устройство работает следующим образом.

Активная шумовая помеха, принятая основной антенной 1, проходит через первый фильтр помехи 2 и первый сумматор 4, поступает на первый вход коррелятора 9, на второй вход которого приходит активная шумовая помеха, принятая компенсационной антенной 5 и прошедшая через второй фильтр помехи 6. Коррелятор 9 вырабатывает весовой коэффициент взаимной корреляции активных шумовых помех, принятых основной 1 и компенсационной 5 антеннами. Помеха с выхода второго фильтра помехи 6 умножается в первом перемножителе 7 на весовой коэффициент и поступает на первый вход первого сумматора 4, где вычитается из активной помехи, прошедшей через первый фильтр помехи 2, что обеспечивает ее подавление. Активная шумовая помеха, принятая компенсационной антенной 5, проходит также через первый фильтр сигнала 10, фазовращатель 11 на первый вход второго перемножителя 12, где умножается на весовой коэффициент, сформированный в корреляторе 9, и поступает на первый вход второго сумматора 13. На второй вход второго сумматора 13 приходит активная шумовая помеха, принятая основной антенной 1 и прошедшая через второй фильтр сигнала 14. В результате во втором сумматоре 13 обеспечивается компенсация активной шумовой помехи, действующей на частоте сигнала.

Так как настройка автокомпенсатора осуществляется на частоте fn, отличной от частоты fс, то отношение коэффициента подавления активной шумовой помехи при настройке автокомпенсатора на частоту fп K(fn) к коэффициенту подавления АШП автокомпенсатора на частоте fс K(fc) определяется выражением [5, с.53]

где РАШП - мощность активной шумовой помехи;

Рвн.ш - мощность собственного шума приемного канала;

τ=(dsinΘ)/C - задержка сигнала, обусловленная разностью хода радиосигнала до приемных антенн;

d - расстояние между приемными антеннами;

С - скорость распространения волнового фронта;

Θ - угловое положение источника помехи относительно нормали к антенне;

т.е. имеются потери в качестве подавления АШП.

Это обусловлено различием фазовых сдвигов активной шумовой помехи между основной антенной 1 и компенсационной антенной 5 на частотах фильтров помехи fn Δφп=2d fnsinΘ/C и сигнала fс Δφс=2d fnsinΘ/C, которое определяется как

Для повышения коэффициента подавления АШП на частоте сигнала используется измеритель разности фаз 3, который вырабатывает напряжение, пропорциональное разности фаз АШП Δφп на выходах первого фильтра помех 2 и второго фильтра помех 6. Сформированное напряжение в умножителе 8 умножается на коэффициент, равный (fп/fс-1), и поступает на фазовращатель 11, который изменяет фазу АШП на выходе первого фильтра сигнала в соответствии с выражением (2). Это позволяет устранить различие фазовых сдвигов активной шумовой помехи между основной антенной 1 и компенсационной антенной 5 на частотах фильтров помехи и сигнала, что приводит к увеличению коэффициента подавления АШП на частоте сигнала. Так как настройка автокомпенсатора осуществляется на частотах, не совпадающих с частотой сигнала, то это исключает влияние пассивной помехи на качество работы автокомпенсатора.

Таким образом, предложенное устройство позволяет повысить коэффициент подавления активных помех при наличии пассивных помех.

Предложенное техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений неизвестны устройства, позволяющие обеспечить высокую эффективность подавления активных шумовых помех при наличии пассивных помех.

Предлагаемое техническое решение практически применимо, так как для его реализации могут быть использованы стандартное оборудование, приспособления и материалы широко распространенной технологии. Устройство может быть технически реализовано как при аналоговой, так и при цифровой обработке сигналов.

Источники информации

1. Защита от помех. Под ред. Максимова М.В. - М.: Сов. Радио, 1976. - 496 с.

2. Адаптивная компенсация помех в каналах связи. Ю.И.Лосев, А.Г.Бердников, Э.Ш.Гойхман, Б.Д.Сизов; Под. ред. Ю.И.Лосева. - М.: Радио и связь, 1988. - 208 с.

3. Бакулев П.А., Сосновский А.А. Радиолокационные системы: Лабораторный практикум. Учеб. Пособие для студентов спец. «Радиоэлектронные системы». - М.: Радиотехника, 2007. - 160 с.

4. Адаптивные радиотехнические системы с антенными решетками / Журавлев А.К., Хлебников В.А., Родимов А.П. и др. - Л.: Изд. Ленинградского университета, 1991 - 544 с.

5. Манзинго Р.А., Миллер Т.У. Адаптивные антенные решетки: Введение в теорию: Пер. с англ. - М.: Радио и связь, 1986. - 448 с.

Устройство компенсации активных помех, содержащее основную и компенсационную антенны, последовательно соединенные первый перемножитель и первый сумматор, выход которого подключен к первому входу коррелятора, второй вход которого соединен с первым входом первого перемножителя, второй вход которого подключен к выходу коррелятора, отличающееся тем, что дополнительно введены последовательно соединенные первый фильтр сигнала, фазовращатель, второй перемножитель, второй сумматор, второй вход второго перемножителя подключен к выходу коррелятора, вход первого фильтра сигнала соединен с выходом компенсационной антенны и входом второго фильтра помехи, выход которого подключен к первому входу первого перемножителя и первому входу измерителя разности фаз, выход которого через усилитель соединен с вторым входом фазовращателя, а второй вход - с вторым входом первого сумматора и выходом первого фильтра помехи, вход которого подключен к выходу основной антенны и через второй фильтр сигнала - к второму входу второго сумматора, выход которого является выходом устройства, при этом первый и второй фильтры сигнала согласованы со спектром эхо-сигнала, в том числе и с пассивной помехой, а первый и второй фильтры помехи расстроены относительно спектра эхо-сигнала и пропускают только активную помеху.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к защите от пассивных и активных помех обзорной радиолокационной станции (РЛС) с фазированной антенной решеткой (ФАР) с электронным сканированием узким лучом.

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для подавления, в частности, смеси пассивных помех и шумовых импульсных помех при обнаружении сигналов в импульсных радиолокационных станциях.

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в адаптивных системах селекции движущихся целей (СДЦ) когерентно-импульсных радиолокационных станций (РЛС).

Изобретение относится к радиолокации. .

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для подавления помех при обнаружении сигналов в импульсных радиолокационных станциях. .

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для обнаружения сигналов на фоне помех, имеющих неизвестную мощность. .

Изобретение относится к области обработки сигналов, может иметь применение в радио- или акустической локации (активной и пассивной), дефектоскопии, связи, навигационной и звуковой технике.

Изобретение относится к области радиолокационной техники и предназначено для индивидуальной защиты радиолокационных комплексов обнаружения воздушных целей и управления оружием класса «земля-воздух» в условиях применения противником разведывательно-ударных комплексов (РУК) типа PLSS (Precision Location Strike System, далее по тексту ПЛСС) с разностно-дальномерной системой радиотехнической разведки (РТР) и командной системой наведения управляемого оружия по данным разведки

Изобретение относится к области радиолокационной техники и может использоваться для проведения адаптивной компенсации воздействующих по боковым лепесткам диаграммы направленности суммарного и разностных каналов моноимпульсного амплитудного суммарно-разностного пеленгатора естественных и преднамеренных помех при стабилизации параметров (исключении смещения нулей и изменении крутизны) его пеленгационной характеристики

Изобретение относится к области радиолокационной техники и может использоваться для проведения адаптивной компенсации воздействующих по боковым лепесткам диаграммы направленности (ДН) суммарного и разностных каналов моноимпульсного амплитудного суммарно-разностного пеленгатора естественных и преднамеренных помех при стабилизации параметров (исключении смещения нулей и изменении крутизны) его пеленгационной характеристики и наличии ошибок калибровки приемных каналов (ПК)

Изобретение относится к области цифровых систем приема и обработки сигналов и предназначено для уменьшения влияния аддитивных случайных импульсных помех

Изобретения относятся к области радиолокации и могут быть использованы в радиолокационных станциях (РЛС) для защиты от импульсных помех известной структуры. Достигаемый технический результат изобретения - увеличение защищенности РЛС от импульсных помех известной структуры большой мощности. Обнаружение отраженного от цели сигнала осуществляется путем фильтрации принимаемого сигнала, согласованной с зондирующим сигналом, с последующим выделением огибающей и сравнением ее с порогом обнаружения. Порог обнаружения устанавливают в соответствии с уровнем помехи, измеренным с помощью фильтрации принимаемого сигнала, согласованной с импульсной помехой, с учетом ослабления помехи при ее фильтрации, согласованной с зондирующим сигналом. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в радиолокационных станциях. Достигаемый технический результат изобретения - обеспечение защиты радиолокационной станции в зоне "местных" предметов от эхосигналов "ангелов" произвольной амплитуды, а также увеличение вероятности обнаружения малозаметных и малоразмерных целей, что достигается введением в прототип, содержащий последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты, согласованный фильтр, режекторный фильтр по "местным" предметам, амплитудный детектор, некогерентный накопитель и устройство обнаружения эхосигналов, а также индикатор кругового обзора, первого клапана и селектора "ангелов", состоящего из второго и третьего клапанов, устройства быстрого преобразования Фурье, устройства грубого определения частоты Доплера, устройства формирования частот настроек режекторных фильтров, доплеровского фильтра, устройства определения номера режекторного фильтра, устройства определения частоты Доплера и порогового устройства, с соответствующими связями. 3 ил.

Изобретение относится к системам, использующим отражение или вторичное излучение радиоволн. Достигаемый технический результат заявляемого изобретения - компенсация доплеровского эффекта и, следовательно, повышение разрешающей способности радарных систем и повышение помехоустойчивости канала связи в средствах связи. Технический результат заявляемого способа достигается тем, что производят излучение импульсных фазокодоманипулированных сигналов с изменением кода фазовой манипуляции от периода к периоду зондирования, выполняют прием отраженных сигналов и их обработку, при этом в каждом периоде зондирования излучают один из двух, согласованных друг с другом фазокодоманипулированных сигналов, у которых амплитуды боковых лепестков автокорреляционных функций равны по модулю, но имеют противоположные знаки, а основные пики автокорреляционных функций равны. При приеме отраженных сигналов производят их сжатие отдельно для каждого периода зондирования, суммируют результаты сжатия отраженных сигналов с задержкой всех предшествующих результатов сжатия относительно последнего в соответствии с временным положением согласованных друг с другом фазокодоманипулированных сигналов, при этом для получения суммарной автокорреляционной функции используют два или более результата сжатия, умноженных на весовые коэффициенты, в качестве которых используют элементы треугольника Паскаля. 3 ил.

Изобретение относится к системам, использующим отражение или вторичное излучение радиоволн, и может использоваться в устройствах обработки радио- и радиолокационных сигналов для улучшения распознавания широкополосных сигналов на фоне шумов. Достигаемый технический результат - повышение разрешающей способности радарных систем и повышение помехоустойчивости канала связи в средствах связи. Указанный результат достигается тем, что производят излучение импульсных фазокодоманипулированных сигналов с изменением кода фазовой манипуляции от периода к периоду зондирования, выполняют прием отраженных сигналов и их обработку, при этом в каждом периоде зондирования излучают один из двух согласованных друг с другом фазокодоманипулированных сигналов, у которых амплитуды боковых лепестков автокорреляционных функций равны по модулю, но имеют противоположные знаки, а основные пики автокорреляционных функций равны. При приеме отраженных сигналов производят их сжатие отдельно для каждого периода зондирования. Затем для каждого полученного элемента дальности разделяют отсчеты результатов сжатия четных и нечетных периодов зондирования. Для разделенных отсчетов результатов сжатия выполняют два TV-точечных дискретных преобразования Фурье (ДПФ) с получением двух дискретных спектров. Фазовые соотношения между отсчетами дискретных спектров корректируют, после чего выполняют их суммирование. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх