RU2273922C1 - Способ раздельного формирования нулей в суммарной и разностной диаграммах направленности моноимпульсной фазированной антенной решетки - Google Patents
Способ раздельного формирования нулей в суммарной и разностной диаграммах направленности моноимпульсной фазированной антенной решетки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2273922C1 RU2273922C1 RU2004123743/09A RU2004123743A RU2273922C1 RU 2273922 C1 RU2273922 C1 RU 2273922C1 RU 2004123743/09 A RU2004123743/09 A RU 2004123743/09A RU 2004123743 A RU2004123743 A RU 2004123743A RU 2273922 C1 RU2273922 C1 RU 2273922C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- adaptive
- radiators
- difference
- equal
- antenna array
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано для повышения точности измерения координат объектов радиолокаторами с моноимпульсными антенными решетками (MAP). Техническим результатом является повышение точности пеленгования объектов в условиях активного радиоэлектронного противодействия. Способ раздельного формирования нулей в суммарной и разностной диаграммах направленности фазированной MAP заключается в выделении на краю исходной N-элементной ФАР адаптивной подрешетки, содержащей адаптируемые излучатели, разделении сигналов, принятых каждым излучателем, на два канала, умножении сигналов, принятых излучателями адаптивной подрешетки, на весовые коэффициенты, фазировании сигналов, принятых излучателями исходной антенной решеткой, суммировании сигналов с одноименных выходов с фазами, обеспечивающими формирование двух лучей моноимпульсной группы, отклоненных от равносигнального направления по обобщенной координате, и в последующем образовании суммарной и разностной диаграмм направленности, при этом адаптивная подрешетка содержит Р+1 адаптируемых излучателей, при этом комплексные весовые коэффициенты адаптивных излучателей выбирают из условия равенства нулю суммарной и разностной диаграмм направленности в направлениях помех, а также равенства нулю разностной диаграммы направленности и производной суммарной диаграммы направленности в равносигнальном направлении, а весовые коэффициенты сигналов в остальных излучателях выбирают равными их значениям, соответствующим заданному или исходному распределению. 5 ил.
Description
Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано для повышения точности измерения координат объектов радиолокаторами с моноимпульсными антенными решетками (АР).
Известен способ раздельного формирования нулей в суммарной и разностной ДН моноимпульсной АР [1], основанный на выделении в исходной N-элементной АР двух, расположенных симметрично относительно центра, адаптивных подрешеток, входные сигналы которых взвешивают с помощью комплексных взвешивающих устройств, причем комплексные весовые коэффициенты адаптивных подрешеток выбирают из условия равенства нулю первого и второго лучей моноимпульсной группы в Р направлениях помех и в Р симметричных им по обобщенной координате относительно равносигнального направлениях (p=1, 2...Р).
Недостатком этого способа является сильная зависимость среднеквадратической ошибки измерения угловых координат от направления помехи, обусловленная тем, что стабилизация РСН достигается формированием дополнительных нулей в направлениях, симметричных относительно РСН по обобщенной координате направлениям помех при том, что адаптивная подрешетка разнесена по краям исходной АР. Указанная характеристика пропорциональна величине ε=(μD)-1, где μ - крутизна пеленгационной характеристики моноимпульсной АР, D - КНД по суммарному каналу.
Предлагаемый способ направлен на устранение присущего известному способу [1] недостатка, позволяет формировать нули в суммарной и разностной ДН моноимпульсной фазированной АР с раздельным формированием лучей при изменении весовых коэффициентов в части устройств комплексного взвешивания и обеспечивает стабилизацию РСН без формирования дополнительного нуля, что существенно улучшает точностные характеристики MAP.
Структурная схема устройства, функционирующего по предлагаемому способу, представлена на фиг.1. Фиг.2 и фиг.3 иллюстрируют пример формирования нулей по предлагаемому способу в суммарной и разностной ДН MAP соответственно. На фиг.4 и фиг.5 представлены зависимости величины ε от направления помехи ε(Θп) для амплитудной суммарно-разностной 20-элементной MAP изотропных излучателей, расположенных с шагом 0,5λ, в которой реализованы известный [1] и предлагаемый способы соответственно, причем луч отклонен от нормали к раскрыву на 10°.
Рассмотрим существо предлагаемого способа. Для подавления Р помех на краю исходной АР выделяют подрешетку, состоящую из (Р+1)-элементов.
Далее, как и в прототипе [1], сигналы, принятые каждым излучателем, разделяют на два канала, суммируют сигналы с одноименных выходов делителей со своими весовыми коэффициентами и формируют суммарную и разностную ДН. Однако в отличие от прототипа весовые коэффициенты сигналов, принятых (Р+1) элементами адаптивной подрешетки, выбирают из условия равенства нулю суммарной и разностной ДН в Р направлениях помех (р=1, 2,..., Р), а также равенства нулю разностной ДН и производной суммарной ДН в равносигнальном направлении (что обеспечивает стабилизацию РСН), а весовые коэффициенты (т.е. фазы, т.к. рассматривается фазированная моноимпульсная АР) сигналов в N-(P+1) элементах выбирают равными их значениям, соответствующим заданному или исходному распределению.
Приведенный сравнительный анализ заявленного способа и прототипа [1] показывает - заявленный отличается тем, что изменены условия выполнения операции взвешивания: весовые коэффициенты сигналов, принятых каждым излучателем адаптивной подрешетки, выбирают из условия равенства нулю суммарной и разностной ДН в Р направлениях помех (р=1, 2,..., Р), а также равенства нулю разностной ДН и производной суммарной ДН в равносигнальном направлении, а весовые коэффициенты (фазы) сигналов, принятых остальными N-(P+1) элементами, оставляют равными их значениям, соответствующим заданному или исходному распределению.
Рассмотрим предлагаемый способ на примере формирования одного нуля. Суммарная и разностная ДН могут быть представлены в виде:
где
fn(u) - парциальная ДН излучающей системы при возбуждении n-го элемента (n=1, 2,..., N) волной единичной амплитуды и нулевой фазы; в случае изотропных излучателей
J(1,2) - комплексные весовые коэффициенты в каналах формирования лучей;
N и x0 - число излучателей и шаг решетки;
λ и Θ - длина волны и угол, отсчитываемый от нормали к раскрыву.
В направлении uп эти ДН имеют значения
где uп=u при Θ=Θп, Θп - направление формируемого нуля.
Для стабилизации РСН необходимо обеспечить равенство нулю разностной ДН и производной суммарной ДН в направлении Θ0. Тогда в этом направлении разностная и производная суммарной ДН имеют значения
где u0=u при Θ=Θ0, Θ0 - равносигнальное направление.
Для формирования в суммарном и разностном каналах нуля в направлении помехи и стабилизации РСН на краю MAP выделяют 2 элемента. Тогда, с учетом (3-6) и условий f∑(uп)=0, fΔ(uп)=0, fΔ(u0)=0,
для суммарной и разностной ДН получим систему линейных алгебраических уравнений относительно неизвестных комплексных весовых коэффициентов
где
В матричной форме система (7) принимает вид
где [F] - квадратная матрица, порядок которой определяется числом формируемых нулей, и при р=1 имеет вид
Неизвестные комплексные весовые коэффициенты обеспечивающие формирование нуля в суммарной и разностной ДН, а также стабилизацию РСН и нуля разностной ДН, определяются из решения системы линейных уравнений (9), т.е.
Необходимо отметить, что порядок систем линейных алгебраических уравнений ограничивается числом формируемых нулей, что является достоинством предлагаемого способа.
Аналогичным образом могут быть сформированы несколько нулей.
Работа устройства, функционирующего по предложенному способу, может быть проиллюстрирована с помощью фиг.1. Принятые каждым излучателем 1 сигналы поступают на входы делителей 2 на два направления. Сигналы с одноименных выходов делителей поступают на входы устройств комплексного взвешивания 3 и 4 соответственно, обеспечивающих умножение сигналов, принятых Р+1 элементами адаптивной подрешетки, на весовые коэффициенты (12). Сигналы, принятые остальными N-(P+1) элементами, фазируются с помощью фазовращателей 5 и 6 соответственно по линейному либо по более сложному закону. С выходов устройств комплексного взвешивания сигналы поступают в соответствующие высокочастотные сумматоры 7 и 8. Результатом суммирования в устройствах 7 и 8 являются два луча моноимпульсной группы, сдвинутые от РСН на величину ±Δu соответственно. С выходов сумматоров 7 и 8 сигналы, соответствующие лучам моноимпульсной группы, поступают на входы суммарно-разностного преобразователя 9 (например, двойного Т-моста), на выходах 10 и 11 которого формируются разностная fΔ(u) и суммарная f∑(u) ДН, имеющие нуль в направлении помехи. На фиг.3 приведены суммарная (непрерывная линия) и разностная (пунктирная линия) ДН MAP с нулем в направлении помехи.
Таким образом, предложенный способ формирования нулей позволяет сформировать нули в направлениях помех как в суммарной, так и в разностной ДН моноимпульсных АР с раздельным формированием лучей путем корректировки комплексных амплитуд токов в элементах адаптивной подрешетки, выделенной на краю АР, и при этом исключить смещение РСН без формирования дополнительных нулей в направлениях, симметричных направлениям помех относительно РСН по обобщенной координате. Это позволяет повысить точность пеленгования объектов в условиях активного радиоэлектронного противодействия. Кроме того, при подавлении нескольких помех в предлагаемом способе требуется меньшее число адаптивных элементов по сравнению со способом [1].
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Патент №2195054 РФ. Способ раздельного формирования нулей в суммарной и разностной ДН моноимпульсной фазированной антенной решетки. / Мануйлов Б.Д., Башлы П.Н., Климухин Д.В. // БИ 2002, №35.
Claims (1)
- Способ раздельного формирования нулей в суммарной и разностной диаграммах направленности моноимульсной фазированной антенной решетки, заключающийся в выделении на краю исходной N-элементной фазированной антенной решетки адаптивной подрешетки, содержащей адаптируемые излучатели, разделении сигналов, принятых каждым излучателем, на два канала, умножении сигналов, принятых излучателями адаптивной подрешетки, на весовые коэффициенты, фазировании сигналов, принятых излучателями исходной антенной решетки, суммировании сигналов с одноименных выходов с фазами, обеспечивающими формирование двух лучей моноимпульсной группы, отклоненных от равносигнального направления по обобщенной координате на ±Δu, где Δu - расстояние максимумов лучей до равносигнального направления, и в последующем образовании суммарной и разностной диаграмм направленности, отличающийся тем, что адаптивная подрешетка содержит Р+1 адаптируемых излучателей, при этом комплексные весовые коэффициенты адаптивных излучателей выбирают из условия равенства нулю суммарной и разностной диаграмм направленности в Р направлениях помех (р=1, 2,..., Р), а также равенства нулю разностной диаграммы направленности и производной суммарной диаграммы направленности в равносигнальном направлении, а весовые коэффициенты сигналов в остальных излучателях выбирают равными их значениям, соответствующим заданному или исходному распределению.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004123743/09A RU2273922C1 (ru) | 2004-08-02 | 2004-08-02 | Способ раздельного формирования нулей в суммарной и разностной диаграммах направленности моноимпульсной фазированной антенной решетки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004123743/09A RU2273922C1 (ru) | 2004-08-02 | 2004-08-02 | Способ раздельного формирования нулей в суммарной и разностной диаграммах направленности моноимпульсной фазированной антенной решетки |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004123743A RU2004123743A (ru) | 2006-01-27 |
RU2273922C1 true RU2273922C1 (ru) | 2006-04-10 |
Family
ID=36047369
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004123743/09A RU2273922C1 (ru) | 2004-08-02 | 2004-08-02 | Способ раздельного формирования нулей в суммарной и разностной диаграммах направленности моноимпульсной фазированной антенной решетки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2273922C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2507646C1 (ru) * | 2012-06-18 | 2014-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Способ формирования провалов в диаграммах направленности фазированных антенных решеток в направлениях источников помех |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117890689B (zh) * | 2024-03-13 | 2024-05-17 | 成都华兴大地科技有限公司 | 一种适用于无控幅相控阵的校准方法 |
-
2004
- 2004-08-02 RU RU2004123743/09A patent/RU2273922C1/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2507646C1 (ru) * | 2012-06-18 | 2014-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Способ формирования провалов в диаграммах направленности фазированных антенных решеток в направлениях источников помех |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004123743A (ru) | 2006-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109669178B (zh) | 一种星载三阵元单脉冲两维测向方法 | |
CN107037396B (zh) | 到达角估计 | |
CN108051782B (zh) | 基于子阵划分的大规模相控阵差波束形成系统 | |
US6661366B2 (en) | Adaptive digital sub-array beamforming and deterministic sum and difference beamforming, with jamming cancellation and monopulse ratio preservation | |
US9279884B2 (en) | Method and device for estimating direction of arrival | |
CN108508423B (zh) | 基于异型阵的子阵数字和差单脉冲测角方法 | |
CN109946664B (zh) | 一种主瓣干扰下的阵列雷达导引头单脉冲测角方法 | |
CN110673086A (zh) | 一种基于数字阵列雷达的二维角度超分辨方法 | |
Kang et al. | Efficient synthesis of antenna pattern using improved PSO for spaceborne SAR performance and imaging in presence of element failure | |
US4121209A (en) | Two-axis motion compensation for AMTI | |
CN112596022A (zh) | 低轨星载多波束正六边形相控阵天线的波达角估计方法 | |
Harwood et al. | Multiple-element crosseye | |
US5528554A (en) | Linear array lateral motion compensation method | |
US20030184473A1 (en) | Adaptive digital sub-array beamforming and deterministic sum and difference beamforming, with jamming cancellation and monopulse ratio preservation | |
CN111693979B (zh) | 一种基于泰勒展开的数字阵列单脉冲测角方法 | |
RU2273922C1 (ru) | Способ раздельного формирования нулей в суммарной и разностной диаграммах направленности моноимпульсной фазированной антенной решетки | |
JP6833344B2 (ja) | アンテナ装置 | |
RU2269846C1 (ru) | Способ раздельного формирования нулей в суммарной и разностной диаграммах направленности моноимпульсной фазированной антенной решетки | |
De et al. | Angle estimation using modified subarray level monopulse ratio algorithm and s-curve in digital phased array radar | |
CN111175694B (zh) | 基于副瓣对消系数的干扰源测向方法 | |
RU2195054C2 (ru) | Способ раздельного формирования нулей в суммарной и разностной диаграммах направленности моноимпульсной фазированной антенной решетки | |
Peebles | Multipath angle error reduction using multiple-target methods | |
RU2559763C2 (ru) | Способ формирования провалов в направлениях источников помех в диаграммах направленности плоских фазированных антенных решеток с непрямоугольной границей раскрыва | |
RU2764000C1 (ru) | Способ формирования диаграммы направленности | |
Kashin et al. | Amplitude-phase synthesis of controlled nulls in sum and difference patterns of monopulse planar phased antenna array |