Многоканальное адаптивное приемное устройство

 

МНОГОКАНАЛЬНОЕ АДАПТИВНОЕ ПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее N блоков предварительной обработки сигнала , вход каждого из которых является соответствующим входом устройства, 2N входовой сумматор, выход которого явлйётся выходом устройства, и N бло .,ков регулировки коэффициента передачи , квадратурные выходы г-го блока предварительной обработки сигнала, i 2, 3,..., N, соединены с соответствующими квадратурными входами i-ro блока регулировки коэффициента передачи , квадратурные выходы которого соединены с соответствующими входами 2N входового сумматора, между квадратурными выходами каждого блока предварительной обработки сигнала и управляющими квадратурньми входами каждого блока регулировки коэффици ента передачи включен квадратурный коррелятор, отличающееся тем, что, с целью стабилизации уровня полезного сигнала на выходе устройства при условии минимизации уровня помехи, между выходом 2N входового сумматора и точкой соединения опорных входов квадратурных корреляс S торов включены последовательно полосовой фильтр, фазовращатель, ограни (Л читель, усилитель и вычитатель, другой вход которого соединен с выходом 2N входового сз матора. со со ел Од 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„80„„995681

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3323475! 18-09 (22) 24 ° 07 . 81 (46) 07. 01. 89. Бюл. В 1 (71) Горьковский научно-исследовательский радиофизический институт (72) В.Д.Красильников (53) 621.396.621 (088.8) (56) ТИИЭР В 12, 1967, с.85.

ТИИЭР У 3, 1978, с.24. (54)(57) МНОГОКАНАЛЬНОЕ АДАПТИВНОЕ

ПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО; содержащее N блоков предварительной обработки сигнала, вход каждого из которых является соответствующим входом устройства, 2М входовой сумматор, выход которого является выходом устройства, и N бло„ков регулировки коэффициента передаI. чи, квадратурные выходы x-ro блока .предварительной обработки сигнала, 2, 3,..., Н, соединены с соответствующими квадратурными входами з.-го @4 Н 04 В 7!08, Н Ot Ц 3/26 блока регулировки коэффициента передачи, квадратурные выходы которого .соединены с соответствующими входами 2N входового сумматора, между квадратурными выходами каждого блока предварительной обработки сигнала и управляющими квадратурньаки входами каждого блока регулировки коэффициента передачи включен квадратурный коррелятор, отличающееся тем, что, с целью стабилизации уровня полезного сигнала на выходе устройства при условии минимизации уровня помехи, между вьмодом 20 входового сумматора и точкой соединения опорных входов -квадратурных корреляторов включены последовательно полосовой фильтр, фазовращатель, ограничитель, усилитель и вычитатель, другой вход которого соединен с выходом

2N входового сумматора.

995681

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для приема широкополосных сигналов с пилот-сигналом при наличии широко5 полосной помехи.

Известно многоканальное адаптивное приемное устройство, содержащее N антенных элементов, N элементов с регулируемым комплексным коэффициентом передачи, выход каждого из которых соединен с соответствующим входом сумматора, блок выделения ошибки, на другой вход которого подан опорный сигнал, и блок управления комплексными коэффициентами передачи.

Однако наличие опорного сигнала на приемной стороне вызывает значительные трудности при его формировании. 20

Наиболее близким по технической.

cymíoñòè к предложенному устройству является многоканальное адаптивное приемное устройство, содержащее N блоков предварительной обработки сиг- 25 чала, вход каждого из которых является соответствующим входом устройства, 211 входовой сумматор, выход которого ,вляется выходом устройства, и N блоков регулировки коэффициента пере- 3Q дачи, квадратурные выходы 1 го блока предварительной обработки сигнала, 2, 3,..., N, соединены с соответствующими квадратурными входами 1-го блока регулировки коэффициента передачи, квадратурные выходы которого соединены с соответствующими входами

2N входового сумматора, между квадратурными выходами каждого блока предварительной обработки сигнала 4р и управляющими квадратурными входами каждого блока регулировки коэффициента передачи включен квадратурный коррелятор.

В данном устройстве опорный сигнал формируется путем модуляции непрерывного гармонического сигнала на приемной стороне тем же псевдошумовым кодом, что и на передающей стороне. При формировании опорного сигнала требуется с одной стороны согласование его по времени и по частоте с принимаемым полезным сигналом, что вызывает значительные сложности при реализации, и кроме того, в известном устройстве не обеспечивается стабилизация полезного сигнала на выходе устройства при условии минимнзации уровня помехи при случайных изменениях параметров сигнала, Цель изобретения — стабилизация уровня полезного сигнала на выходе устройства при условии минимизации уровня помехи.

Указанная цель достигается тем, что в многоканальном адаптивном приемном устройстве, содержащем N блоков предварительной обработки сигнала, вход каждого из которых является соответствующим входом устройства, 2N входовой сумматор, выход которого является выходом устройства, и N блоков регулировки коэффициента передачи, квадратурные выходы i-ro блока предварительной обработки сигнала, i

= 2, 3,..., N, соединены с соответствующими квадратурными входами i-ro блока регулировки коэффициента передачи, квадратурные выходы которого соединены с соо гветствующими входами

2N входового сумматора, между квадратурными выходами каждого блока предварительной обработки сигнала и управляющими квадратурными входами каждого блока регулировки коэффициента передачи включен квадратурный коррелятор, между выходом 2N входового сумматора и точкой соединения опорных входов квадратурных корреляторов включены последовательно полосовой фильтр, фазовращатель, ограничитель, усилитель и вычитатель, другой вход . которого соединен с выходом 2N входового сумматора.

На чертеже представлена структурная электрическая схема многоканального адаптивного приемного устройства.

Иногокайальное адаптивное приемное устройство содержит блоки 1 предварительной обработки сигналов, 2N входовой сумматор 2, блоки 3 регулировки коэффициента передачи, квадратурные корреляторы 4, полосовой фильтр 5, фазовращатель 6,.ограничитель 7, усилитель 8 и вычитатель 9.

Предложенное устройство работает следующим образом.

На вход устройства поступают широкополосный полезный сигнал, узкополосный пилот-сигнал и широкополосная помеха.

Отношение уровней мощности полезного сигнала P и пилот-сигнала P на входе устройства

995681

Рт ш б где 10 4е (50.

Значение коэффициента m ограничено снизу проявлением вйосимых пилот-сигналом искажений, а сверху допустимым уменьшением величины взаимнокорреляционной функции помехи.

Коэффициент усиления К усилите-. t ля 8 связан с коэффициентом m соотношением., а

К

1 +m г

Ширина частотного спектра полезного сигнала дю, и помех 4ы„ связаны с шириной частотного спектра пилот-сигнала 4ю соотношениями: 44), » дь) и

4> н 44 2 °

Аддитивная смесь информационного сигнала U „(), пилот-сигнала U (t) и помех U (t) поступает на блоки 1.

Блоки 1 обеспечивают усиление смеси по высокой частоте, преобразование на промежуточную частоту с помощью гетеродина (на чертеже не показан), усиление по промежуточной частоте и расщепление напряжения промежуточной частоты с помощью фазовращателя (на чертеже не показан) на квадратурные составляющие (синфазную и ортогональную). С выходов блоков 1 квадратурные составляющие напряжения поступают на соответствующие входы квадратурных корреляторов 4 и блоков 3. Блоки 3 обеспечивают изменение уровней квадратурных составляющих напряжения в соответствии с установленными коэффициентами передачи. Значения коэффициентов передачи определяются . уровнями напряжений на управляющих .входах блоков 3, 2И входовой сумматор 2 осуществляет компенсацию помех

sa счет сложения напряжений с выходов блоков 3 при обеспечении постоянного уровня полезного сигнала.

Формирование управляющих напряже-ний блоков 3 осуществляется следующим образом.

При отсутствии помехи на входе устройства полосовой фильтр 5 выделяет из выходного сигнала 2N входового сумматора 2 пилот-сигнал U,(t) и соответствующие полосе полосового фильтра 5 составляющие напряжения полезного сигнала hU„(t) . Составляюкомпонента взаимно корреляционной функции, обусловленная пилот-сигна-. лом, больше компоненты взаимно корреляционной функции информационного сигнала и противоположна ей по зна-. ку. Поэтому в системе регулирования весовых коэффициентов имеет место положительная обратная связь. В квадратурных корреляторах 4 напряжение с выхода вычитателя 9 перемножается с синфазной и ортогональной составляю40 шими напряжения с выходов соответ" ствующих блоков 1 ° Усредненное напряжение с выходов квадратурных корреляторов 4 управляет блоками 3 в сторону увеличения их коэффициентов пере45 дачи. Вследствие возрастания весовых коэффициентов уровень пилот-сигнала на входе полосового фильтра 5, а следовательно, и на входе ограничителя

7 возрастает. По достижении величины

50 U, амплитуда. пилот-сигнала остается постоянной, что эквивалентно уменьшению коэффициента усиления пилотсигнала. Поскольку амплитуда сигналов на выходе.2N входового сумматора 2 и, 55 следовательно, на входе вычитателя 9 возрастает, величина компоненты взаимно корреляционной функции, обусловленной пилот-сигналом, уменьшается.

Разность между этой компонентой и

25 щие напряжения 4U (t) пренебрежимо малы из-за узкополосности полосового фильтра 5 по сравнению с шириной спектра полезного сигнала. Фазовращатель 6 компенсирует фазовый сдвиг между напряжением с выхода 2N входового сумматора 2 и полосового фильтра 5. С выхода фазовращателя 6 напряжение пилот-сигнала поступает в ограничитель 7. Пля сигналов с амплитудой, меньшей порога ограничения Uð, ограничитель 7 представляет собой линейный каскад с коэффициентом передачи, равным единице. Напряжение с выхода ограничителя 7 после усиления в усилителе 8 поступает на вычитатель 9, где осуществляется вычитание напряжения с выхода усилителя 8 из напряжения с выхода 2N входового сумматора 2. При этом напряже" ние пилот-сигнала на выходе вычитателя 9 противоположно по фазе напряжению пилот-сигнала на выходе 2N входового сумматора 2. Поскольку выКо полняется соотношение — — — 1, то

1+m

995681

Таким образом, в предложенном устройстве простыми средствами одновременно реализованы в процессе адапта" ции стабилизация уровня полезного сигнала и установление весовых коэффициентов, обеспечивающих зануление помехи, при изменении мощности и положения источников помехи и сигнала.

Составитель В.Зяблова

Техред М.Дидык

Корректор С.Шекмар г.

Редактор Н.Сильнягина

Заказ 7359 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 с

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4 компонентой взаимно корреляционной функции, обусловленной информационным сигналом, уменьшается по величине, приближаясь к нулю. Зто приводит к тому, что взаимная корреляция суммарного напряжения с выхода вычитателя

9 и напряжений с выходов блоков 1 становится близкой к нулю и управление по сигналу прекращается. При измене-1О нии знака этих взаимно корреляционных функций обратная связь становится отрицательной. При этом весовые коэффициенты уменьшаются так, что величина этой функции также приближается к ну- 1Б лю. Таким .образом, отклонение уровня сигнала в сторону увеличения или уменьшения на выходе 2N входового сумматора 2 приводит к такому изменению весовых коэффициентов, что уро" 20 вень полезного сигнала на выходе 2N входового сумматора 2 остается постоянным. Уровень этого сигнала определяется значениями U m и К а и не зависит от амплитуды принимаемого сигнала. Значения весовых коэффициентов, при которых устанавливается стабильный уровень принимаемого сигнала на выходе 2N входового сумматора 2, различны и зависят от начальных значений ЗО ,этих коэффициентов.

При появлении широкополосной помехи с полосой, значительно более широкой, чем полоса пилот-сигнала, полосовой фильтр 5 выделяет из выходного напряжения 2И входового сумматора 2 наряду с напряжением Б (t) и ЬV„ (t) соответствующие полосе полосового фильтра 5 составляющие помехи dU q(t) .

Составляющие напряжения dU>(t) пренебрежимо.малы из-за узкополосности полосового фильтра 5 по сравнению с шириной спектра помехи. В результате взаимно корреляционная функция для помехи всегда обеспечивает отрицательную обратную связь при установлении весовых коэффициентов. При адаптации весовые коэффициенты перераспределяются таким образом, что взаимно корреляционные функции помехи так же, как и сигнала на выходах квадратурных корреляторов 4, устанавливаются равными нулю. Это обеспечива-. ет зануление помехи на выходе 2N входового сумматора 2, в то время как полезный сигнал имеет конечную постоянную величину, такую же, как и в случае отсутствия помехи.