RU1583U1

RU1583U1 - ADAPTIVE RECEIVER

Info

Publication number: RU1583U1
Application number: RU94036234/09U
Authority: RU
Inventors: Э.А. Фиговский; О.Д. Бахарев
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Информационные телекоммуникационные технологии"
Priority date: 1994-09-28
Filing date: 1994-09-28
Publication date: 1996-01-16

Abstract

АДАПТИВНОЕ ПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее антенную решетку, состоящую из N идентичных элементов, блок разветвителей на (K + 1)-направление, K групп выходов которого соединены с входами соответствующих диаграммообразующих блоков, а (K + 1)-группа выходов соединена с входами сумматора, выходы K диаграммообразующих блоков и выход сумматора соединены с соответствующими входами блока мажоритарного весового сложения, отличающееся тем, что в него дополнительно введен антенный коммутатор с цепями временной задержки, включенный между антенными элементами и входами блока разветвителей на (K + 1)-направление, а элементы антенной решетки равномерно расположены по окружности.ADAPTIVE RECEIVER, containing an antenna array consisting of N identical elements, a splitter block for the (K + 1) -direction, K groups of outputs of which are connected to the inputs of the corresponding beam-forming blocks, and a (K + 1) -group of outputs is connected to the inputs of the adder, the outputs K of the beam-forming blocks and the adder output are connected to the corresponding inputs of the majority weight addition block, characterized in that an antenna switch with time delay circuits connected between the antenna antennas is additionally introduced into it cients and inputs the block splitter on the (K + 1) -direction, and the array elements are arranged uniformly along the circumference.

Description

АДАИГИВНОЕ ПРИЕШОЕ УСТРОЙСТВОADAIGIVE RECEIVER

Полезная модель относится к радиотезснике, в частности, к технике радиосвязи и может также использоваться в гидроакустике, сейсмолопш и в радиопеленгации.The utility model relates to a radio sensor, in particular, to radio communication technology and can also be used in sonar, seismic plowing and radio direction finding.

Известны устройства, предназначенные для подавленил помех путем формирования нулей диаграммы направленности (ДЕ) антенной / систевлы в направлении на источник помех, см., напржюр, авторское свидетельство СССР Л II099I6, заявку Великобритании . 2I4I566, статью 7.Ф.Гейбриел Адаптивные антенные решетки. Введение в теорию, ТШЭР, т,64, J 2, 1976, стр,74, рис.20.Known devices designed to suppress interference by generating zeros of the radiation pattern (DE) of the antenna / system in the direction to the source of interference, see, for example, USSR copyright certificate L II099I6, application of Great Britain. 2I4I566, article 7.F. Gabriel Adaptive Antenna Arrays. Introduction to Theory, TSHER, t, 64, J 2, 1976, pp. 74, Fig. 20.

Известные устройства не являю.тся оптхшальными дтш приема полезного сигнала.Known devices are not ideal for receiving a useful signal.

Известно также Адаптивное приемное устройство с выделением сигнала на фоне нескольких помех (см. авторское свидетельство СССР IP I528I64), выбранное в качестве прототипа. Это устройство содержит Л1шейную эквидистантную А/ - элементную антенную решетку и К диаграммообразующих блоков, блок разветвителей на (К + I) направление, сумматор и бжок весового т дажоритарного сложения. В каждом диаграммообразущем (Злоке разность фаз napaivci соседних сиг- / налов зафиксирована и соответствует формированию ДН с млксимутлом в направлении на источник полезного сигнала, все выбранные направления образуют равномерный веер в пределах заданного сектора.Also known is an adaptive receiving device with signal extraction against a background of several interference (see USSR copyright certificate IP I528I64), selected as a prototype. This device contains a L1 cervical equidistant A / - element antenna array and K beam-forming blocks, a splitter block in the (K + I) direction, an adder and a side weighted module. In each diagram-forming (Zloka) phase difference napaivci of the neighboring signals / signals is fixed and corresponds to the formation of MDs with mlximutl in the direction to the source of the useful signal, all selected directions form a uniform fan within the given sector.

Недостатком устройства является фикскроваьшое положение сектора оптшлального приема.The disadvantage of this device is the fixed position of the opt-sending reception sector.

Полезная модель решает задачз повышения поыехоустойчкБости радЕОсвязЕ и доотоверности приема дискретной ьшформацип (Д) с произвольного направления.The utility model solves the problem of increasing the stability of radio communication and the accuracy of receiving discrete form (D) from an arbitrary direction.

tivt5t Vtivt5t V

5 -5 -

b М.кд. HOI В 1ДО b M.cd. HOI IN 1DO

НОГО весового олояюнжя да введен антенный ком.;утатор с временной задершш, включенный между антешшш элеыентшж и входшд блока разветвителеЁ на (К + I) направление, а элементы антенной решетки равномерно расположены по окружюоти.A foot of a weight unit and an antenna unit have been introduced; a tripod with a temporary delay included between the corresponding elements and the input of the branching unit in the (K + I) direction, and the elements of the antenna array are uniformly located around the circumference.

Введение в заявляемое устройство нового блока с соответствующшлт связями и использование кольцевой антенной решетки с адапт1шным когшерюатором помех обеспечивает прием дискретной 1шформации с одного из выделенных направлений в пределах заданного сектора, положение которого выбирается произвольно от О до 360 град. По сравр1ению с известными техническшш решениях и с протот1шом это позволяет получить новые свойства, а именно обеспечивает помехоУСТОЙЧ1ШЫЙ прием да с любого заданного направленгю.The introduction of a new unit with the appropriate connections into the inventive device and the use of a ring antenna array with an adaptive interference coherer provides reception of discrete information from one of the selected directions within a given sector, the position of which is arbitrarily selected from O to 360 degrees. Compared with well-known technical solutions and proto-sh, this allows you to obtain new properties, namely, provides noise-resistant reception from any given direction.

На чертеже (фиг,) представлена схема адаптивного приемного устройства.The drawing (FIG.) Shows a diagram of an adaptive receiving device.

На чертеже (фЕГ,2) представлена схема диаграшюобразующего блока.The drawing (fEG, 2) shows a diagram of a block-forming block.

Адаптивное приемное устройство (фиг.1) содержит кольцевую экввдистантную антенную решетку I, состоящую из Д/ элементов, антенный ком лутатор с цепями временныас задержек 2, блок разветвителей на (К + I) направление 3, К диагршшообразуодих блоков 4, линейный су1л латор 5. и блок мажоритарного весового сложения дискретной информации 6.The adaptive receiving device (Fig. 1) contains a ring equidistant antenna array I, consisting of D / elements, an antenna switch with time delay circuits 2, a branch unit to (K + I) direction 3, a directional array of two blocks 4, a linear amplifier 5 . and the block of majority weight addition of discrete information 6.

К входам антенного коммутатора 2 подключены элементы антенной решетки I, а выходы соединены с соответствующигж входаг ш блока разветвителей 3. К групп выхрдов блока разветвителей 3 соединены с входахж соответствущих диаграгжообразуюпщх блоков 4, а (К + I) группа выходов соединена с входами 5. Выходы всех диаграгжообразующих блоков 4 и выход сумлатора 5 соединеьш с соответствующжш входшли блока мажоритарного весового сложения 6. The elements of the antenna array I are connected to the inputs of the antenna switch 2, and the outputs are connected to the corresponding input of the splitter block 3. The output groups of the splitters 3 are connected to the inputs of the corresponding diaphragm-forming blocks 4, and (K + I) the group of outputs is connected to the inputs 5. Outputs all diagrazhobrazuyuschih blocks 4 and the output of the adder 5 is connected to the corresponding input block of the majority weight addition 6.

Полезный сигнал и сигналы помех принш аются элементшж кольцевой антенной решетки I. Антенный комглутатор с цепягш временных задержек 2 выполняет приведение кольцевой антенной систегж к эквивалентной неэквидистантной линейной решетке.The useful signal and the interference signals are received by the element of the annular antenna array I. The antenna coupler, with a chain of time delays 2, converts the annular antenna system to an equivalent non-equidistant linear array.

Коммутатор может быть плавным, напрш ер, егжостным ЕЛИ дискре ,The switch can be smooth, for example, an ezhostny FIR discre,

Еглкостной антенный корлмутатор (см. М.Е,Старик, И.С.Кдкес. Основы радиопеленгации. М. Сов,радио, 1964, стр.1404-143) состоит из неподвижного статора и вращаемого ротора. Статор и ротор шшют 1ыастины, служащие для создания емкостной связи между ншж. Число пластин статора и ротора равно числу антенн. К пластхшшл статора подключаются антенны, к пластинам ротора монтируются цепи временных задержек. Последние могут выполняться в виде отрезков кабеля или искусственной длинной линии. JliH каждой плаотжш рофвфв жшояьзуются отдельные элешнты задержки. Электрическая дайна цепей временной задеряош рассчитывается исходя из геометрии антенной системы и соответствует приведению кольцевой антенной решетки к Л1шейной неэквидистантной, ось которой является касательной к окружности, на которой расположены антенные элементы.A non-voluminous antenna correlator (see M.E., Starik, I.S. Kdkes. Fundamentals of radio direction finding. M. Owls, radio, 1964, pp. 1404-143) consists of a fixed stator and a rotor rotor. The stator and rotor sew 1yastins, which serve to create a capacitive connection between the NSH. The number of stator and rotor plates is equal to the number of antennas. Antennas are connected to the stator surface, time delay circuits are mounted to the rotor plates. The latter can be performed in the form of cable segments or an artificial long line. JliH of each plotzsh rofvfv separate separate delay elements. The electrical dyne of the temporary zaderiosh chains is calculated based on the geometry of the antenna system and corresponds to the reduction of the annular antenna array to a non-equidistant antenna whose axis is tangent to the circle on which the antenna elements are located.

Если применяется плавный коммутатор, форшфуется // -элементная приведехшая решетка, на выходы коммутатора подаются напрлжеыют. от всех А/ антенных элементов. Дискретный кошлутатор целесообразно выполнять так, чтобы приведенная линейная решетка содержала V2 элементов с удвоенным напряжением на .If a smooth switch is used, the //-element advancing grating is stuffed, the outputs of the switch are fed in tightly. from all A / antenna elements. It is advisable to carry out a discreet koslutator so that the reduced linear lattice contains V2 elements with double voltage on.

Напряжение с каждого выхода комг гутатора, соответствующего од11ог«у элементу приведенной линейной решетки, разветвляется на (К + I) направление в бжоке разветвителей 3. С выходов блока разве твителей 3 напряженЕв поступают на вход соответствующего диагршшообразующего бяока 4. Количество направлений К ж число блоков 4 определяется ширзшой углового сектора, в пределах которого ожидается приход полезного сигнала, и шир1шой ДИ пр теденной гThe voltage from each output of the combutator corresponding to one of the elements of the reduced linear array branches into the (K + I) direction in the bozhok of the splitters 3. From the outputs of the block of the distributors 3 voltages are supplied to the input of the corresponding bridging 4. The number of directions K and the number of blocks 4 determines the widest angular sector, within which the arrival of the useful signal is expected, and the widest CI

те иной решеткж,those different lattice,

Джаграммообразующие бяоки 4 выполнены по схеме, реализующей одЕН ИЗ адаптивных алгоритмов шшжмизациж выходной мощности с ограничениями по направлению прихода полезного сигнала, например, алгоритм Фроста (ом, Б.Увдроу, С.Стжрнз. Адаптивная обработка сигналов. М. Радио и связь, 1989. стр.399, рис. 14.22).Jagram-forming biaoki 4 are made according to a scheme that implements one of adaptive algorithms for output power reduction with restrictions in the direction of arrival of a useful signal, for example, the Frost algorithm (om, B. Udrow, S. Strzhrnz. Adaptive signal processing. M. Radio and communications, 1989. p. 399, Fig. 14.22).

Каждый диаграммообразующий блок 4 (фиг.2) содержит устройство формирования лучей (УМ) по алгоритму Фроста, вспомогательное УФЯ, К блоков задержки и ( К - I) сумматор, где К - число входов.Each beamforming block 4 (Fig. 2) contains a beam forming device (UM) according to the Frost algorithm, auxiliary UVB, K delay units, and (K - I) adder, where K is the number of inputs.

Величины задержек выбираются в соответствии с межэлементными расстояниями приведенной не эквидистантной линейной решетки и средней длиной волны рабочего диапазона таким образом, чтобы максш м да каждого блока 4 отличался по азш. от соседнего блока на ширину главного лепестка ДЦ по половинной мощности. Совокупность направлений приема сигнала всех диаграммообразующих блоков 4 образует равномерный веер в пределах заданного сектора. Поскольку величина задержки зависит от длины волны рабочего диапазона, при смене диапазона производится смена блоков задержки.The values of the delays are selected in accordance with the inter-element distances of the reduced non-equidistant linear array and the average wavelength of the operating range so that the max m of each block 4 is different in az. from the neighboring block to the width of the main lobe of the DC at half power. The set of signal reception directions of all the beam-forming blocks 4 forms a uniform fan within a given sector. Since the delay value depends on the wavelength of the operating range, when changing the range, the delay blocks are changed.

При использовании узкополосных сигналов диаграммообразущие блоки 4 могут быть реализованы по схеме, приведенной в книге Б.Уидроу, С.Стирнз. Адаптивная обработка сигналов. Li. Тадио и связь, IS89. на стр. 406, рис. 14.27 и реализующей метод максимального правдоподобия. Это позволит получить эффект сверхразрешения с помощью ьчалоэлементной решетки малого диалютра.When using narrowband signals, the beam-forming blocks 4 can be implemented according to the scheme given in the book by B. Widrow, S. Stirnz. Adaptive signal processing. Li. Tadio and Communications, IS89. on page 406, fig. 14.27 and implementing the maximum likelihood method. This will make it possible to obtain the effect of superresolution using a small-element small-diameter lattice.

При произвольном направлении прихода полезного срзгнала в заданном секторе оптимальннй прием может осуществляться одним или несколькими соседними диаграммообразукщшли блоками 4. В отсутствии помех оптимальным 0удет прием в блоке 5 линейного сзшматора. Сигналы с выходов всех диаграммообразукшщх блоков 4 и блока линейного сумматора 5 поступают на входы блока 6 мажоритарного весового сложения, где производится выбор оптимальных каналов по критерию наилучшего качества принятой дискретной информации (например, по наибольшему числу разрешенных знаков используемого кода) и мажоритарное логическое сложение копий дискретных сообщений, принятых по этим каналам. Сектор приема выбирается с помощью антенного коммутатора 2,For an arbitrary direction of arrival of the useful signal in a given sector, the optimal reception can be carried out by one or several adjacent diagrams of blocks with blocks 4. In the absence of interference, the optimal reception will be in block 5 of the linear sshmator. The signals from the outputs of all diagram-forming blocks 4 and the linear adder 5 block are fed to the inputs of the majority 6 addition block 6, where the optimal channels are selected according to the criterion of the best quality of the received discrete information (for example, by the largest number of allowed characters of the code used) and the majority logical addition of discrete copies Messages received on these channels. The receiving sector is selected using the antenna switch 2,

Принцип весового мажоритарного сложения дискретной информации описан в книге 1,М,Финк, Теория передачи дискретных сообщений. М. Сов.радио, 1970, стр. 437 в общем виде и более подробно в статье Г.А .Жукова Методы весовой мижорктарной обработки дискретной информации при приеме по параллельным каналшл. ТСС, сер. ТПС, 1983, вып. 8, стр, 74.The principle of weighted majority addition of discrete information is described in book 1, M, Fink, Theory of Discrete Message Transmission. M. Sov.radio, 1970, p. 437 in general form and in more detail in the article by G.A. Zhukov Methods of weighted mizhorctarny processing of discrete information when receiving via parallel channels. TCC, ser. TPN, 1983, no. 8, p. 74.

Елок мажоритарного весового сложения дискретной информации 6 может быть реализован по авторскому свидетельству СССР Ji 623255.The fir-tree of majority weight addition of discrete information 6 can be implemented according to the USSR copyright certificate Ji 623255.

и9lC ffand 9lC ff

Авторы .The authors .

ОД.Бахарев OD.Bakharev

0(1 ЭоА.Фиговский0 (1 EoA. Figovsky

Claims

ADAPTIVE RECEIVER, containing an antenna array consisting of N identical elements, a splitter block on the (K + 1) ^e- direction, K output groups of which are connected to the inputs of the corresponding beam-forming blocks, and the (K + 1) ^i- group of outputs is connected to the inputs the adder, the outputs K of the beam-forming blocks and the adder output are connected to the corresponding inputs of the majority weight addition block, characterized in that an antenna switch with time delay circuits connected between the antennas is additionally introduced into it the elements and inputs of the splitter block on the (K + 1) ^e- direction, and the elements of the antenna array are evenly spaced around the circle.