RU2297098C2 - Automatic noise-balancing device - Google Patents

Automatic noise-balancing device Download PDF

Info

Publication number
RU2297098C2
RU2297098C2 RU2005119607/28A RU2005119607A RU2297098C2 RU 2297098 C2 RU2297098 C2 RU 2297098C2 RU 2005119607/28 A RU2005119607/28 A RU 2005119607/28A RU 2005119607 A RU2005119607 A RU 2005119607A RU 2297098 C2 RU2297098 C2 RU 2297098C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
multiplier
input
antenna
signal
Prior art date
Application number
RU2005119607/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005119607A (en
Inventor
Алексей Петрович Рыжков (RU)
Алексей Петрович Рыжков
Original Assignee
Тамбовский военный авиационный инженерный институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тамбовский военный авиационный инженерный институт filed Critical Тамбовский военный авиационный инженерный институт
Priority to RU2005119607/28A priority Critical patent/RU2297098C2/en
Publication of RU2005119607A publication Critical patent/RU2005119607A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2297098C2 publication Critical patent/RU2297098C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: devices for suppressing noise arriving over side lobes of antenna directivity pattern.
SUBSTANCE: proposed noise suppressing device has series-connected complex interfacing unit, first multiplier, first sample adder, divider, second multiplier, and subtracting unit. Output signal of main antenna arrives at second input of subtracting unit. Device also has series-connected third multiplier and second sample adder whose output is connected to second input of divider; output signal of first auxiliary antenna arrives at second input of second multiplier. Output signal of complex interfacing unit arrives at input of third multiplier. Newly introduced in device is second auxiliary antenna, input of third multiplier being connected to output of first auxiliary antenna and outputs of complex interfacing unit and of first multiplier, to output of second auxiliary antenna. Subtracting unit output functions as device output.
EFFECT: enhanced noise suppression level.
1 cl, 2 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к устройствам подавления, используемым в радиотехнических системах подавления сигналов (помех), поступающих по боковым лепесткам диаграммы направленности антенны (ДНА), и может быть использовано в других системах, осуществляющих устранение нежелательных сигналов.The present invention relates to suppression devices used in radio engineering systems for suppressing signals (interference) coming from the side lobes of the antenna radiation pattern (BOTTOM), and can be used in other systems that eliminate unwanted signals.

Из известных устройств подавления помех, принимаемых по боковым лепесткам ДНА, наиболее близким по технической сущности является устройство, описанное в патенте США №4086592 по классу 343-100 LE, структурная схема которого приведена на фигуре 1. Это устройство содержит последовательно включенные вспомогательную антенну 1, устройство комплексного сопряжения 2, первый умножитель 3, первый сумматор выборок 4, делитель 5, второй умножитель 6 и вычитающее устройство 7, на второй вход которого поступает сигнал с выхода основной антенны 8, и последовательно включенные основную антенну 8, третий умножитель 9, второй сумматор выборок 10, выход которого соединен с вторым входом делителя 5, при этом на вторые входы первого 3 и второго 6 умножителей поступает сигнал со вспомогательной антенны 1, а на второй вход третьего умножителя 9 поступает сигнал с устройства комплексного сопряжения 2. Выход вычитающего устройства 7 является выходом устройства подавления помех.Of the known interference suppression devices received along the side lobes of the BOTTOM, the closest in technical essence is the device described in US patent No. 4086592 class 343-100 LE, the structural diagram of which is shown in figure 1. This device contains sequentially connected auxiliary antenna 1, complex coupler 2, the first multiplier 3, the first adder of samples 4, the divider 5, the second multiplier 6 and the subtractor 7, the second input of which receives the signal from the output of the main antenna 8, and the follower the main antenna 8 is turned on, the third multiplier 9, the second adder 10, the output of which is connected to the second input of the divider 5, while the second inputs of the first 3 and second 6 multipliers receive a signal from the auxiliary antenna 1, and the second input of the third multiplier 9 the signal from the complex interface device 2. The output of the subtractor 7 is the output of the interference suppression device.

Сигнал Vм с выхода основной антенны 8, представляющий собой сумму отраженного от цели радиолокационного сигнала S, принятого главным лепестком ДНА, и помехового U, принятого боковыми лепестками ДНА, поступает на вычитающее устройство 7. Сигнал VA с выхода вспомогательной антенны 1, имеющей коэффициент направленного действия, определяемый уровнем боковых лепестков диаграммы направленности основной антенны 8, используется во втором умножителе 6 для получения взвешенного сигнала W VA, который вычитается из сигнала Vм основной антенны 8 в вычитающем устройстве 7 для получения остаточного сигнала VR. Кроме того, сигнал с выхода вспомогательной антенны 1 подается на входы первого умножителя 3 и устройства комплексного сопряжения 2. Комплексно-сопряженный сигнал VA * с выхода устройства комплексного сопряжения 2 подается на вход первого 3 и третьего 9 умножителей, при этом на другой вход третьего умножителя 9 подается сигнал с выхода основной антенны 8. Сигналы с выходов первого 3 и третьего 9 умножителей, пройдя соответственно через первый 4 и второй 10 сумматоры выборок, подаются на делитель 5, с выхода которого сигнал поступает на второй умножитель 6. В делителе 5 формируется значение W весового коэффициента, оптимальное по критерию минимума взаимной корреляции между выходным сигналом подавителя VR и сигналом вспомогательной антенны VA.The signal V m from the output of the main antenna 8, which is the sum of the radar signal S reflected from the target, received by the main lobe of the BOTTOM, and the interference U, received by the side lobes of the BOTTOM, is fed to the subtractor 7. The signal V A from the output of the auxiliary antenna 1, having a coefficient directional determined level of side lobe main antenna 8 is used in the second multiplier 6 for WV a weighted signal, which is subtracted from the signal V m the main antenna 8 in the subtraction kick-off device 7 for residual signal V R. In addition, the signal from the output of the auxiliary antenna 1 is fed to the inputs of the first multiplier 3 and the complex pairing device 2. The complex conjugate signal V A * from the output of the complex pairing device 2 is fed to the input of the first 3 and third 9 multipliers, while of the multiplier 9, a signal is output from the output of the main antenna 8. The signals from the outputs of the first 3 and third 9 multipliers, passing through the first 4 and second 10 adders respectively, are fed to the divider 5, from the output of which the signal is sent to the second rer 6. The divider 5 is formed by weighting value W, the optimum of the criterion of minimum cross-correlation between the output signal V R suppressor and auxiliary antenna signal V A.

Недостатком такого устройства является низкий уровень подавления помех, обусловленный флуктуациями весового коэффициента W относительно оптимального значения из-за наличия корреляции между составляющими полезного сигнала с выхода основной антенны 8 и помеховым сигналом вспомогательной антенны 1.The disadvantage of this device is the low level of interference suppression due to fluctuations in the weight coefficient W relative to the optimal value due to the correlation between the components of the useful signal from the output of the main antenna 8 and the interference signal of the auxiliary antenna 1.

Техническим результатом изобретения является повышение уровня подавления помех с помощью автокомпенсатора.The technical result of the invention is to increase the level of noise suppression using an auto-compensator.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройство подавления помех, содержащее последовательно включенные вспомогательную антенну, устройство комплексного сопряжения, первый умножитель, первый сумматор выборок, делитель, второй умножитель и вычитающее устройство, на второй вход которого поступает сигнал с выхода основной антенны, и последовательно включенные основную антенну, третий умножитель, второй сумматор выборок, выход которого соединен со вторым входом делителя, при этом на вторые входы первого и второго умножителей поступает сигнал со вспомогательной антенны, а на второй вход третьего умножителя поступает сигнал с устройства комплексного сопряжения, дополнительно введена вторая вспомогательная антенна, причем вход третьего умножителя отсоединен от выхода основной антенны и соединен с выходом первой вспомогательной антенны, а входы устройства комплексного сопряжения и первого умножителя отсоединены от выхода первой вспомогательной антенны и соединены с выходом второй вспомогательной антенны.The essence of the invention lies in the fact that in the interference suppression device containing a serially connected auxiliary antenna, a complex conjugation device, a first multiplier, a first adder of samples, a divider, a second multiplier and a subtractor, the second input of which receives a signal from the output of the main antenna, and sequentially included the main antenna, the third multiplier, the second adder samples, the output of which is connected to the second input of the divider, while the second inputs of the first and second multipliers after the signal from the auxiliary antenna is dull, and the signal from the complex conjugation device is supplied to the second input of the third multiplier, a second auxiliary antenna is additionally introduced, the input of the third multiplier being disconnected from the output of the main antenna and connected to the output of the first auxiliary antenna, and the inputs of the complex conjugation and the first multiplier disconnected from the output of the first auxiliary antenna and connected to the output of the second auxiliary antenna.

На фигуре 2 представлена структурная схема предлагаемого автокомпенсатора помех, принимаемых по боковым лепесткам.The figure 2 presents a structural diagram of the proposed auto-compensation of interference received on the side lobes.

Автокомпенсатор помех, принимаемых по боковым лепесткам ДНА, содержит последовательно включенные устройства: вторую вспомогательную антенну 11, устройство комплексного сопряжения 2, первый умножитель 3, первый сумматор выборок 4, делитель 5, второй умножитель 6 и вычитающее устройство 7, на второй вход которого поступает сигнал с выхода основной антенны 8, и последовательно включенные первую вспомогательную антенну 1, третий умножитель 9, второй сумматор выборок 10, выход которого соединен со вторым входом делителя 5, при этом на второй вход первого 3 умножителя поступает сигнал с выхода второй вспомогательной антенны 11, на второй вход второго умножителя поступает сигнал с выхода первой вспомогательной антенны, 1 а на второй вход третьего умножителя 9 поступает сигнал с устройства комплексного сопряжения 2. Выход вычитающего устройства 7 является выходом устройства подавления помех.The autocompensation of interference received along the side lobes of the BOTTOM contains consecutively connected devices: a second auxiliary antenna 11, a complex pairing device 2, a first multiplier 3, a first adder of samples 4, a divider 5, a second multiplier 6 and a subtractor 7, to the second input of which a signal from the output of the main antenna 8, and sequentially connected the first auxiliary antenna 1, the third multiplier 9, the second adder samples 10, the output of which is connected to the second input of the divider 5, while the second input ne of the third multiplier, the signal from the output of the second auxiliary antenna 11 is received, the signal from the output of the first auxiliary antenna is supplied to the second input of the second multiplier, 1 and the signal from the complex coupler 2 is received at the second input of the third multiplier 9. The output of the subtractor 7 is the output of the interference suppression device .

Устройство работает следующим образом. Сигнал с выхода основной антенны 8 Vм=S+U, представляющий собой сумму радиолокационного сигнала S, принятого главным лепестком ДНА, и помехового U, принятого боковыми лепестками ДНА, поступает на вычитающее устройство 7, на другой вход которого поступает взвешенный сигнал WVA с выхода второго умножителя 6.The device operates as follows. The signal from the output of the main antenna 8 V m = S + U, which is the sum of the radar signal S received by the main lobe of the BOTTOM and the interference U received by the side lobes of the BOTTOM, is fed to a subtractor 7, to the other input of which a weighted signal WV A s output of the second multiplier 6.

Первая вспомогательная антенна 1 является ненаправленной с коэффициентом направленного действия, определяемым уровнем боковых лепестков ДО основной антенны 8. Первая вспомогательная антенна 1 смещена относительно основной антенны 8 на расстоянии d, что приводит к сдвигу по фазе помехового сигнала, принятого этой антенной, относительно помехового сигнала, принятого основной антенной, на величину φ=2πdsinα/λ, где α - направление прихода помехового сигнала, отсчитываемое от нормали к базе антенн-линии, соединяющей основную 8 и первую вспомогательную 1 антенны. С учетом сказанного сигнал на выходе первой вспомогательной антенны 1 можно записать в виде:The first auxiliary antenna 1 is omnidirectional with a directional coefficient determined by the level of the side lobes BEFORE the main antenna 8. The first auxiliary antenna 1 is offset from the main antenna 8 by a distance d, which leads to a phase shift of the interference signal received by this antenna relative to the interference signal, received by the main antenna by φ = 2πdsinα / λ, where α is the direction of arrival of the interfering signal, counted from the normal to the base of the antenna line connecting the main 8 and the first auxiliary 1 battening antenna. Based on the foregoing, the signal at the output of the first auxiliary antenna 1 can be written in the form:

VA=Uexp{jφ}.V A = U exp {jφ}.

Вторая вспомогательная антенна 11 смещена относительно первой вспомогательной антенны 1, вдоль базы антенн, на расстояние d и имеет коэффициент направленного действия, определяемый уровнем боковых лепестков ДН основной антенны 8. Сигнал на выходе второй вспомогательной антенны имеет вид:The second auxiliary antenna 11 is offset relative to the first auxiliary antenna 1, along the base of the antennas, by a distance d and has a directional coefficient determined by the level of the side lobes of the main beam of the main antenna 8. The signal at the output of the second auxiliary antenna has the form:

VВ=Uexp{j2φ}.V B = U exp {j2φ}.

Сигнал VB поступает на первый умножитель 3, на другой вход которого поступает этот же сигнал, прошедший через устройство комплексного сопряжения 2, и далее через первый сумматор выборок 4 на делитель 5. Сигнал с выхода первой вспомогательной антенны 1 поступает на третий умножитель 9, на другой вход которого поступает сигнал с выхода устройства комплексного сопряжения 2. Сигнал с выхода третьего умножителя 9, пройдя через второй сумматор выборок 10, поступает на второй вход делителя 5. Весовой коэффициент, получаемый на выходе делителя 5, определятся выражением:The signal V B goes to the first multiplier 3, to the other input of which the same signal passes through the complex interface device 2, and then through the first adder 4 to the divider 5. The signal from the output of the first auxiliary antenna 1 goes to the third multiplier 9, the other input of which receives a signal from the output of the complex interface device 2. The signal from the output of the third multiplier 9, passing through the second adder of samples 10, is fed to the second input of the divider 5. The weight coefficient obtained at the output of the divider 5 is determined are expression:

W=M{VA VB *}/M{VB VB *},W = M {V A V B * } / M {V B V B * },

где знак * - означает комплексно сопряженное число, М{} - операция математического усреднения. С учетом введенных обозначений получаем оптимальное для эффективного подавления помех значение весового коэффициента [Р.А.Монзинго, Т.У.Миллер. Адаптивные антенные решетки: Введение в теорию: Пер. с англ. - М.: Радио и связь, 1986]:where the sign * - means a complex conjugate, M {} - the operation of mathematical averaging. Taking into account the introduced notation, we obtain the optimal weighting coefficient for effective noise suppression [R.A. Monzingo, T.U. Miller. Adaptive Antenna Arrays: Introduction to Theory: Per. from English - M .: Radio and communications, 1986]:

W=exp{-jφ}.W = exp {-jφ}.

Значение весового коэффициента, получаемое в прототипе, имеет вид:The value of the weight coefficient obtained in the prototype is:

W=σс/σnρexp{-jφ}+exp{-jφ},W = σ c / σ n ρexp {-jφ} + exp {-jφ},

где ρ - коэффициент взаимной корреляции полезного и помехового сигналов, σ2 с, σ2 n - дисперсии полезного и помехового сигналов. Анализ последнего выражения показывает, что наличие корреляции между полезным и помеховым сигналами приводит к флуктуации весового коэффициента относительно оптимального значения, что снижает уровень подавления помех.where ρ is the coefficient of mutual correlation of the useful and interference signals, σ 2 s , σ 2 n is the dispersion of the useful and interference signals. An analysis of the latter expression shows that the presence of a correlation between the useful and interfering signals leads to fluctuations in the weight coefficient relative to the optimal value, which reduces the level of noise suppression.

Таким образом, предлагаемое устройство исключает влияние корреляции между полезным и помеховым сигналами на уровень подавления помех.Thus, the proposed device eliminates the influence of the correlation between the useful and interfering signals on the level of suppression of interference.

Все элементы предлагаемого устройства могут быть реализованы на современной элементной базе.All elements of the proposed device can be implemented on a modern element base.

Использование изобретения в этой связи позволяет повысить уровень подавления помех, принимаемых по боковым лепесткам ДНА.The use of the invention in this regard allows to increase the level of suppression of interference received on the side lobes of the bottom.

Claims (1)

Автокомпенсатор помех, принимаемых по боковым лепесткам диаграммы направленности антенны, содержащий последовательно включенные устройство комплексного сопряжения, первый умножитель, первый сумматор выборок, делитель, второй умножитель и вычитающее устройство, на второй вход которого поступает сигнал с выхода основной антенны, а также последовательно включенные третий умножитель и второй сумматор выборок, выход которого соединен со вторым входом делителя, при этом на второй вход второго умножителя поступает сигнал с выхода первой вспомогательной антенны, а на вход третьего умножителя поступает сигнал с выхода устройства комплексного сопряжения, отличающийся тем, что в него дополнительно введена вторая вспомогательная антенна, причем вход третьего умножителя соединен с выходом первой вспомогательной антенны, а входы устройства комплексного сопряжения и первого умножителя соединены с выходом второй вспомогательной антенны, выход вычитающего устройства является выходом автокомпенсатора помех.An auto-compensator for interference received along the side lobes of the antenna radiation pattern, comprising a complex conjugation device, a first multiplier, a first adder of samples, a divider, a second multiplier and a subtractor, the second input of which receives a signal from the output of the main antenna, as well as a third multiplier connected in series and the second adder samples, the output of which is connected to the second input of the divider, while the second input of the second multiplier receives a signal from the output of the first help antenna, and the input of the third multiplier receives a signal from the output of the complex conjugation device, characterized in that a second auxiliary antenna is additionally introduced into it, wherein the input of the third multiplier is connected to the output of the first auxiliary antenna, and the inputs of the complex conjugation and the first multiplier are connected to the output the second auxiliary antenna, the output of the subtractor is the output of the noise compensation.
RU2005119607/28A 2005-06-23 2005-06-23 Automatic noise-balancing device RU2297098C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005119607/28A RU2297098C2 (en) 2005-06-23 2005-06-23 Automatic noise-balancing device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005119607/28A RU2297098C2 (en) 2005-06-23 2005-06-23 Automatic noise-balancing device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005119607A RU2005119607A (en) 2006-12-27
RU2297098C2 true RU2297098C2 (en) 2007-04-10

Family

ID=37759509

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005119607/28A RU2297098C2 (en) 2005-06-23 2005-06-23 Automatic noise-balancing device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2297098C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2717351C1 (en) * 2019-07-03 2020-03-23 Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации Method for compensation of distortions of amplitude-phase distribution of field in an opening of an adaptive antenna array, caused by influence of climatic factors
RU2719406C1 (en) * 2019-06-27 2020-04-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") Interference suppression device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2719406C1 (en) * 2019-06-27 2020-04-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") Interference suppression device
RU2717351C1 (en) * 2019-07-03 2020-03-23 Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации Method for compensation of distortions of amplitude-phase distribution of field in an opening of an adaptive antenna array, caused by influence of climatic factors

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005119607A (en) 2006-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5371506A (en) Simultaneous multibeam approach for cancelling multiple mainlobe jammers while preserving monopulse angle estimation accuracy on mainlobe targets
JP2003522465A (en) Linear signal separation using polarization diversity
JP2009162613A (en) Radar system
Wang et al. Design of optimum sparse array for robust MVDR beamforming against DOA mismatch
RU2297098C2 (en) Automatic noise-balancing device
US4549183A (en) Interference suppressor for an electronically or mechanically scanning monopulse radar generating sum and difference signals from received microwave energy
JP4559884B2 (en) Radar signal processing device
US6653969B1 (en) Dispersive jammer cancellation
JP5193455B2 (en) Radar signal processing device
JP2000323915A (en) Interference wave suppressing device
CN103605115A (en) Active main lobe interference resisting method based on networked radar array synthesis
Wang et al. Reconfigurable adaptive linear array signal processing in GNSS applications
EP1820045B1 (en) Antenna back-lobe rejection
RU2719406C1 (en) Interference suppression device
RU2254678C2 (en) Digital interference self-compensator
Zhou et al. Research on interferometer direction finding technology based on digital beam forming
RU2182342C2 (en) Digital noise suppressor
RU2602669C1 (en) Noise suppressor
RU2395141C1 (en) Formation method of directivity diagram in antenna system with electronic control of beam
CN113917421A (en) Distributed radar main lobe interference suppression method based on cascaded LMS filter
Islam et al. A computationally efficient near field broadband beamformer
RU2247407C2 (en) Interference suppression device
RU2204841C2 (en) Digital noise corrector
RU2159941C2 (en) Digital device for suppression of noises
RU2308048C1 (en) Interference compensator

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070624