RU160468U1 - DIGITAL COMPENSATOR RESPONDER INTERFERENCE - Google Patents
DIGITAL COMPENSATOR RESPONDER INTERFERENCE Download PDFInfo
- Publication number
- RU160468U1 RU160468U1 RU2015146296/07U RU2015146296U RU160468U1 RU 160468 U1 RU160468 U1 RU 160468U1 RU 2015146296/07 U RU2015146296/07 U RU 2015146296/07U RU 2015146296 U RU2015146296 U RU 2015146296U RU 160468 U1 RU160468 U1 RU 160468U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- digital
- output
- analog
- outputs
- inputs
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Noise Elimination (AREA)
Abstract
Цифровой компенсатор помех ответчика, содержащий N+1 каналов из последовательно соединенных антенны, СВЧ-тракта, тракта промежуточной частоты, полосового фильтра и аналого-цифрового квадратурного преобразователя, а также цифровой процессор и блок весового суммирования, у которого N входов комплексных выборок дополнительных каналов соединены с выходами соответствующих аналого-цифровых квадратурных преобразователей, a N управляющих входов подключены к выходам цифрового процессора, отличающийся тем, что дополнительно введены N+1 сдвиговых регистров, включенных между выходами аналого-цифровых квадратурных преобразователей и соответствующими входами цифрового процессора, и дешифратор запроса, подключенный к выходу компенсатора, причем выход дешифратора запроса соединен с входом "сброс" каждого сдвигового регистра, выход дешифратора запроса является выходом запуска передатчика ответчика.A digital transponder interference compensator containing N + 1 channels from a series-connected antenna, microwave path, intermediate frequency path, a bandpass filter and an analog-to-digital quadrature converter, as well as a digital processor and weight summation unit, in which N inputs of complex samples of additional channels are connected with the outputs of the corresponding analog-to-digital quadrature converters, a N control inputs connected to the outputs of the digital processor, characterized in that N + 1 shear x registers connected between the outputs of the analog-to-digital quadrature converters and the corresponding inputs of the digital processor, and a request decoder connected to the output of the compensator, the output of the request decoder being connected to the reset input of each shift register, the output of the request decoder is the start output of the responder transmitter.
Description
Полезная модель относится к радиосвязи и радиолокации, а именно, к многоканальным приемным устройствам с подавлением воздействия помеховых сигналов, применяемым в системах запроса-ответа, и может быть использован в радиотехнических системах иного назначения.The utility model relates to radio communications and radar, in particular, to multi-channel receiving devices with suppression of interference signals used in request-response systems, and can be used in radio systems of other purposes.
Уровень техники в области радиосвязи, которая связана с подавлением воздействия помеховых сигналов с помощью адаптивных антенных систем (или по-другому, компенсаторов помех), можно определить по следующим классических монографиям: 1) Монзинго Р.А., Миллер Т.У. «Адаптивные антенные решетки: Введение в теорию»: Пер. с англ. - М.: Радио и связь, 1986. - 448 с.; 2) Пистолькорс А.А., Литвинов О.С. «Введение в теорию адаптивных антенн» - М.: Наука, 1991; 3) Щесняк С.С., Попов М.П. «Адаптивные антенны» - СПб.: Изд-во ВИККА им. А.Ф. Можайского, 1995. - 800 с. Отмечается, что одна из проблем состоит в том, чтобы защитить цепи адаптации от воздействия полезных сигналов и тем самым предотвратитьформирование провалов диаграммы направленности (ДН) на источники полезных сигналов.The prior art in the field of radio communications, which is associated with suppressing the effects of interfering signals using adaptive antenna systems (or, in other words, interference compensators), can be determined from the following classic monographs: 1) Monzingo R.A., Miller T.U. “Adaptive Antenna Arrays: Introduction to Theory”: Per. from English - M .: Radio and communications, 1986. - 448 p .; 2) Pistolkors A.A., Litvinov O.S. "Introduction to the theory of adaptive antennas" - M .: Nauka, 1991; 3) Sheshniak S.S., Popov M.P. “Adaptive Antennas” - St. Petersburg: Publishing House VIKKA them. A.F. Mozhaysky, 1995 .-- 800 p. It is noted that one of the problems is to protect the adaptation circuits from the effects of useful signals and thereby prevent the formation of pattern failures (DF) on the sources of useful signals.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство цифрового компенсатора, описанное и реализующее заявленный в патенте РФ №2271066 С2 (МПК Н04В 1/10) от 2006 года способ компенсации помех. Указанное устройство принято за прототип. Оно представляет собой цифровой вариант реализации адаптивной антенной решетки (ААР) с компенсирующими элементами как по функциональной схеме (см. Чони Ю.И. «Адаптивные антенны систем связи и телекоммуникаций», Казань: Изд. «Новое знание». - 2012. стр. 53, рис. 3.3), так и по алгоритму вычисления ВК (см. там же, нижняя строка формулы (4.30) на стр. 77).The closest in technical essence to the proposed device is a digital compensator device described and implementing the method of interference compensation claimed in RF patent No. 2271066 C2 (IPC
На фиг. 1 приведена несколько видоизмененная с целью большей наглядности структурная схема цифрового компенсатора помех - прототипа, где обозначено:In FIG. 1 shows a slightly modified structural diagram for the purpose of greater clarity, a digital interference compensator - a prototype, where it is indicated:
1 - основная антенна под номером "0";1 - the main antenna under the number "0";
2 - дополнительные антенны (всего N);2 - additional antennas (total N);
3 - СВЧ-тракты;3 - microwave paths;
4 - тракты преобразования частоты (ТПЧ);4 - frequency conversion paths (TFC);
5 - аналоговые полосовые фильтры (ПФ);5 - analog bandpass filters (PF);
6 - аналого-цифровые квадратурные преобразователи (АЦКП);6 - analog-to-digital quadrature converters (ATsKP);
7 - цифровой процессор (ЦП);7 - digital processor (CPU);
8 - элементы задержки на время L;8 - delay elements for time L;
9 - умножители;9 - multipliers;
10 - сумматоры;10 - adders;
11 - блок весового суммирования11 - weight summation unit
Блок весового суммирования 11, объединяют следующие элементы структурной схемы прототипа вместе с их связями: элементы задержки 8, умножители 9 и сумматоры 10.
Устройство-прототип работает следующим образом.The prototype device operates as follows.
Компенсация помех осуществляется на видеочастоте. Для этого сигнал каждого элемента антенной решетки, состоящей из основной антенны 1, на фиг. 1 и одной либо нескольких (всего N) одинаковых дополнительных антенн 2, после прохождения СВЧ-тракта 3 и тракта преобразования частоты 4, а также ограничивающего полосу пропускания для дискретизации аналогового полосового фильтра 5, преобразуется в цифровой комплексный сигнал в аналого-цифровом квадратурном преобразователе 6. Частота дискретизации Fд в АЦП, входящих в АЦКП, во всех каналах должна быть одинакова. Полученные сигналы на видеочастоте используются цифровым процессором 7 в качестве входных данных для вычисления N комплексных оптимальных весовых коэффициентов (ВК) w1…wN по адаптивному алгоритму обращения выборочной корреляционной (ковариационной) матрицы. Для этого предварительно из конечных выборок входных сигналов (возможно прореженных) в разных каналах, относящихся к одинаковому времени, составляется выборочная корреляционная матрица и вектор взаимной корреляции. Время вычисления по адаптивному алгоритму должно удовлетворять требованиям реального времени, т.е. весовые коэффициенты необходимо вычислять за время, меньшее, чем L. Задержанные на свою длительность в элементах задержки 8 выборки сигналов компенсационных каналов умножаются (умножители вещественных чисел обозначены 9) на соответствующие этим сигналам, т.е. вычисленные по ним, весовые коэффициенты. После этого результаты умножения складываются в сумматорах 10, формируя компенсационный сигнал, который вычитается из задержанной на такое же время выборки сигнала основного канала в последних перед выходом компенсатора двух сумматорах 10.Compensation for interference is carried out at the video frequency. For this, the signal of each element of the antenna array consisting of the
Достоинство прототипа состоит в том, что в основном канале может использоваться антенна с широкой или изотропной ДН, покрывающей требуемую рабочую зону.The advantage of the prototype is that in the main channel, an antenna with a wide or isotropic beam covering the desired working area can be used.
Недостатком прототипа при использовании в составе приемника ответчика является то обстоятельство, что запросные сигналы, присутствующие в канальных выборках, искажают матрицу коэффициентов корреляции помеховых сигналов и, как следствие, ВК отклоняется от оптимальных значений. Это проявляется в формировании провалов на запросчике и в ослаблении компенсации помех.The disadvantage of the prototype when used in the composition of the receiver of the responder is the fact that the interrogation signals present in the channel samples distort the matrix of correlation coefficients of the interfering signals and, as a result, the VC deviates from the optimal values. This is manifested in the formation of dips on the interrogator and in the weakening of interference compensation.
Основной задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является устранение влияния запросных сигналов на процесс компенсации помеховых сигналов. Естественно, время L накопления выборок в ЦП значительно превышает длительность запроса Тз, являющегося кратковременной импульсной посылкой.The main task to which the claimed utility model is directed is to eliminate the influence of interrogation signals on the process of compensation of interfering signals. Naturally, the time L of accumulation of samples in the CPU significantly exceeds the duration of the request T s , which is a short-term pulse sending.
Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявляемого технического решения, является уменьшение влияния запросного сигнала на результат компенсации помех в ответчике.The technical result achieved by the implementation of the proposed technical solution is to reduce the influence of the interrogation signal on the result of compensation for interference in the defendant.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном цифровом компенсаторе помех содержащим основной канал и N каналов из последовательно соединенных антенны, СВЧ-тракта, тракта преобразования частоты, полосового фильтра и аналого-цифрового квадратурного преобразователя, а также цифровой процессор и блок весового суммирования, N входов комплексных выборок которого соединены с выходами соответствующих аналого-цифровых квадратурных преобразователей, а N управляющих входов подключены к выходам цифрового процессора, согласно предложенному техническому решению дополнительно введены N+1 сдвиговых регистров на длительность запроса Тз, включенных между выходами аналого-цифровых квадратурных преобразователей и соответствующими входами цифрового процессора, и дешифратор запроса, подключенный к выходу компенсатора, причем выход дешифратора запроса соединен с входом "сброс" каждого сдвигового регистра и является выходом запуска передатчика ответчика.The specified technical result is achieved by the fact that in the well-known digital noise equalizer containing the main channel and N channels from a series-connected antenna, microwave, frequency conversion path, bandpass filter and analog-to-digital quadrature converter, as well as a digital processor and weight summation unit, N the inputs of complex samples of which are connected to the outputs of the corresponding analog-to-digital quadrature converters, and N control inputs are connected to the outputs of the digital processor, agrees about the proposed technical solution, N + 1 shift registers were additionally introduced for the request duration T s included between the outputs of the analog-to-digital quadrature converters and the corresponding inputs of the digital processor, and a request decoder connected to the output of the compensator, and the output of the request decoder is connected to the reset input each shift register and is the output of the start of the transmitter of the responder.
Приведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленного цифрового компенсатора помех ответчика, отсутствуют. Следовательно, заявленное техническое решение соответствует условиям патентоспособности «новизна».The analysis of the prior art cited by the applicant made it possible to establish that there are no analogs characterized by sets of features identical to all the features of the claimed digital compensator for the interference of the respondent. Therefore, the claimed technical solution meets the conditions of patentability "novelty."
Результаты поиска известных решений в данной области техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого технического решения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками из заявленного технического решения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «полезная модель».The results of the search for known solutions in the art in order to identify features that match the distinctive features of the prototype of the proposed technical solution showed that they do not follow explicitly from the prior art. From a certain applicant follows clearly from the prior art. From the prior art determined by the applicant, the influence of the transformations provided for by the essential features of the claimed technical solution on the achievement of the specified technical result has not been revealed. Therefore, the claimed technical solution meets the condition of patentability "utility model".
На фиг. 2 изображена структурная схема заявляемого цифрового компенсатора помех ответчика, где двойные линии отражают связи входов и выходов для комплексных величин, представленных сигналами Re и Im.In FIG. 2 depicts a block diagram of the inventive digital transducer interference canceller, where the double lines reflect the inputs and outputs for complex quantities represented by Re and Im signals.
Цифровой компенсатор помех ответчика содержит основную антенну 1 и N дополнительных антенн 2, к которым подключены N+1 идентичных каналов из последовательно соединенных СВЧ-тракта 3, тракта преобразования частоты 4, полосового фильтра 5 и аналого-цифрового квадратурного преобразователя 6, а также цифровой процессор 7 и блок весового суммирования 11, в которых N+1 входов комплексных выборок соединены с выходами соответствующих аналого-цифровых квадратурных преобразователей 6, а N управляющих входов блока весового суммирования подключены к выходам цифрового процессора 7, выходы сигнала промежуточной частоты соединены с соответствующими входами каждого аналого-цифрового квадратурного преобразователя 6, N+1 сдвиговых регистров 13, включенных между выходами аналого-цифровых квадратурных преобразователей 6 и соответствующими входами цифрового процессора 7, и дешифратор запроса 12, подключенный к выходу блока весового суммирования 11, причем выход дешифратора запроса 12 соединен с входом "сброс" каждого сдвигового регистра 13.The digital compensator of the transponder interference contains the
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Принятые сигналы, точнее их комплексные огибающие, оцифрованные, именно так же, как в прототипе поступают на входы блока компенсации 11. Выборки комплексных амплитуд xn(tk) (n=1…N) дополнительных каналов подвергаются весовой обработке в соответствии со значениями весовых коэффициентов wn, поступающих на управляющие входы блока компенсации с выходов ЦП 7. Таким образом, на выходе блока компенсации формируется сигналThe received signals, or rather their complex envelopes, digitized, exactly as in the prototype are fed to the inputs of the
Цифровой процессор реализует алгоритм обращения корреляционной матрицыThe digital processor implements the correlation matrix inversion algorithm
W=<Z>-1R0,W = <Z> -1 R 0 ,
где W={w1, … wN} вектор весовых коэффициентов N дополнительных каналов, <Z> - корреляционная матрица выборок {x1(tk), … xN(tk)}, R0 - вектор коэффициентов взаимной корреляции выборок {x1(tk), … xN(tk)} с выборкой основного канала x0(tk). Если выборки порождены только помеховыми сигналами, то, как показано в книге Чони Ю.И. «Адаптивные антенны систем связи и телекоммуникаций», Казань: Изд. «Новое знание». - 2012, весовые коэффициенты W оптимальны в смысле минимума функционала , где PП - мощность помех на выходе цепи компенсации. Таким образом, минимизируется мощность помех при возможно меньшем возбуждении дополнительных элементов антенной решетки, т.е. возможно меньшем отклонении текущей ДН от исходной.where W = {w 1 , ... w N } is the vector of weighting factors N of the additional channels, <Z> is the correlation matrix of samples {x 1 (t k ), ... x N (t k )}, R 0 is the vector of coefficients of cross-correlation of samples {x 1 (t k), ... x N (t k)} with the sample base channel x 0 (t k). If the samples are generated only by interfering signals, then, as shown in the book of Choni Yu.I. “Adaptive antennas of communication systems and telecommunications”, Kazan: Izd. "New knowledge." - 2012, weight coefficients W are optimal in the sense of a minimum of functional where P P is the interference power at the output of the compensation circuit. Thus, the interference power is minimized with the least possible excitation of additional elements of the antenna array, i.e. possibly less deviation of the current day from the original.
При появлении сигнала от запросчика дешифратор запроса 12 по окончании запросного сигнала вырабатывает импульс, который сбрасывает (обнуляет) сдвиговые регистры 13. Поскольку емкость сдвиговых регистров 13 соответствует длительности Тз запросного сигнала, то обнуляется вошедший в сдвиговый регистр 13 запросный сигнал. Таким образом, в выборках, поступающих на обработку в ЦП 7 для вычисления ВК W полезные сигналы запросчиков не попадают, и таким образом ВК вычисляются только по сигналам от источников помех. Влияния полезного сигнала на процесс компенсации помех не происходит. Одновременно импульс дешифратора запроса 12 запускает передатчик ответчика.When the signal from the
Пример реализации шестиканального цифрового компенсатора представлен на Фиг. 3. С выходов промежуточной частоты приемников ответчика сигнал промежуточной частоты порядка 90-100 МГц с полосой равной полосе пропускания аналоговой части приемника подается на вход АЦП 5101НВ015 для преобразования в дискретные отсчеты промежуточной частоты. С выхода АЦП цифровая шина шириной 12 бит присоединена на вход ИС1897ВВ015 цифрового приемника, где производится перенос с промежуточной частоты на нулевую, цифровая фильтрация и децимация выборок в соответствии с шириной полосы принимаемого сигнала. С выходной шины данных микросхемы цифрового приемника отсчеты комплексной амплитуды передаются для дальнейшей обработки в ПЛИС 5578ТС024, которая реализует функции сдвигового регистра на Тз и ЦП, вычисляющего весовые коэффициенты. В этой же ПЛИС производятся операции перемножения и суммирования в соответствии с изложенным выше алгоритмом компенсации. В результате выполнения всех перечисленных операций сигнал с выходной шины данных ПЛИС, являющийся выходным сигналом компенсатора хвых(tk) в виде отсчетов по параллельной шине данных поступает для дальнейшей дешифрации во вторую ПЛИС 5578ТС024, реализующую функционал ответчика и управляющую по соответствующей линии связи сбросом регистров ПЛИС ЦП.An example implementation of a six-channel digital equalizer is shown in FIG. 3. From the outputs of the intermediate frequency of the transponder receivers, the intermediate frequency signal of the order of 90-100 MHz with a band equal to the passband of the analog part of the receiver is fed to the input of the ADC 5101НВ015 for conversion to discrete samples of the intermediate frequency. From the ADC output, a 12-bit digital bus is connected to the input of the IS1897VB015 digital receiver, where the transfer from the intermediate frequency to zero is performed, digital filtering and decimation of the samples in accordance with the bandwidth of the received signal. From the output data bus of the digital receiver microcircuit, samples of complex amplitude are transmitted for further processing to the FPGA 5578TC024, which implements the functions of a shift register on T s and a CPU that calculates weight coefficients. In the same FPGA, operations of multiplication and summation are performed in accordance with the compensation algorithm described above. As a result of all these operations, the signal from the output FPGA data bus, which is the output signal of the compensator x out (t k ) in the form of samples on the parallel data bus, is sent for further decryption to the second FPGA 5578TC024, which implements the responder’s functionality and controls the register reset via the corresponding communication line FPGA CPU.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015146296/07U RU160468U1 (en) | 2015-10-28 | 2015-10-28 | DIGITAL COMPENSATOR RESPONDER INTERFERENCE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015146296/07U RU160468U1 (en) | 2015-10-28 | 2015-10-28 | DIGITAL COMPENSATOR RESPONDER INTERFERENCE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU160468U1 true RU160468U1 (en) | 2016-03-20 |
Family
ID=55660888
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015146296/07U RU160468U1 (en) | 2015-10-28 | 2015-10-28 | DIGITAL COMPENSATOR RESPONDER INTERFERENCE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU160468U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110646767A (en) * | 2019-09-25 | 2020-01-03 | 上海航天测控通信研究所 | Pulse coherent answering device |
RU2804922C1 (en) * | 2023-05-02 | 2023-10-09 | Акционерное общество "Конструкторское бюро навигационных систем" (АО "КБ НАВИС") | Method and device of spatio-temporal interference rejection in consumer equipment of global navigation satellite systems |
-
2015
- 2015-10-28 RU RU2015146296/07U patent/RU160468U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110646767A (en) * | 2019-09-25 | 2020-01-03 | 上海航天测控通信研究所 | Pulse coherent answering device |
RU2804922C1 (en) * | 2023-05-02 | 2023-10-09 | Акционерное общество "Конструкторское бюро навигационных систем" (АО "КБ НАВИС") | Method and device of spatio-temporal interference rejection in consumer equipment of global navigation satellite systems |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3070852B1 (en) | Method of and apparatus for transmit noise reduction at a receiver | |
US9810771B1 (en) | Adaptive finite impulse response (FIR) filter and method | |
US10211856B1 (en) | Hardware scalable channelizer utilizing a neuromorphic approach | |
RU2495447C2 (en) | Beam forming method | |
JP2012181052A (en) | Correlation suppression filter, weight calculation method, weight calculation device, adaptive array antenna, and radar device | |
CN101572574B (en) | Smart antenna self-adapting interference suppression method based on least square-lowest mean square | |
RU160468U1 (en) | DIGITAL COMPENSATOR RESPONDER INTERFERENCE | |
RU2549207C2 (en) | Device for detecting hydroacoustic noise signals based on quadrature receiver | |
JP2006284241A (en) | Filter apparatus | |
CN103701515A (en) | Digital multi-beam forming method | |
CN210243826U (en) | Radar multichannel signal preprocessing device and pulse compression unit thereof | |
RU2558676C1 (en) | Compensation channel-switched active jamming compensation device | |
CN105227227A (en) | A kind of intelligent antenna beam based on small echo forms system and method | |
RU2413237C1 (en) | Interference suppression method | |
RU195857U1 (en) | DEVICE FOR COMPENSATION OF ADAPTIVE RADIO INTERFERENCE | |
RU2550757C1 (en) | Device for detecting hydroacoustic noise signals based on quadrature receiver | |
US11888538B2 (en) | Receiving apparatus | |
CN111147116B (en) | Signal synthesis method and device, storage medium, and electronic device | |
US20120281689A1 (en) | Multi-channel reception system including a superheterodyne-type receiver associated with spectral analysers with instantaneous bandwidth | |
RU2700580C1 (en) | Method for energy detection of a signal with compensation of combination signal components and interference in the main and compensation channels | |
KR101784607B1 (en) | Method and Device for Removing Interference in Multi Radar System | |
KR101831198B1 (en) | Reduced complexity TWO-STEP TDOA/FDOA estimation method for communication signals | |
RU179926U1 (en) | INTERFERABLE NAVIGATION SYSTEM | |
RU2619156C2 (en) | Adaptive control method of comand-programming information transmission accuracy to spacecraft | |
RU2602508C2 (en) | Device for broad-band interferences suppressing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20160409 |