RU2349996C1 - Compensating noise suppression method in multichannel antenna system - Google Patents

Compensating noise suppression method in multichannel antenna system Download PDF

Info

Publication number
RU2349996C1
RU2349996C1 RU2007146846/09A RU2007146846A RU2349996C1 RU 2349996 C1 RU2349996 C1 RU 2349996C1 RU 2007146846/09 A RU2007146846/09 A RU 2007146846/09A RU 2007146846 A RU2007146846 A RU 2007146846A RU 2349996 C1 RU2349996 C1 RU 2349996C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
antenna
compensation
converted
output
Prior art date
Application number
RU2007146846/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виталий Николаевич Колесников (RU)
Виталий Николаевич Колесников
Сергей Евгеньевич Мищенко (RU)
Сергей Евгеньевич Мищенко
Виталий Валентинович Шацкий (RU)
Виталий Валентинович Шацкий
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ростовский военный институт ракетных войск имени Главного маршала артиллерии М.И. Неделина" Министерство обороны Российской Федерации
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ростовский военный институт ракетных войск имени Главного маршала артиллерии М.И. Неделина" Министерство обороны Российской Федерации filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ростовский военный институт ракетных войск имени Главного маршала артиллерии М.И. Неделина" Министерство обороны Российской Федерации
Priority to RU2007146846/09A priority Critical patent/RU2349996C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2349996C1 publication Critical patent/RU2349996C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: incident electromagnetic wave is received by two compensating antennas and N main antenna radiators. Amplitude and phase of received signal of the first compensating antenna are converted so that with non-interference, amplitude and phase of converted signal are equal to that of signal received with the second compensating antenna. The specified signals are subtracted thus forming output compensating signal. Output signals of N main antenna radiators are added to weight factors thus forming converted signal of main antenna. Amplitude and phase of output compensating signal are converted. Then output compensating signal is subtracted from converted signal of main antenna thus output signal of multichannel antenna system.
EFFECT: higher received noise-to-signal ratio due to noise suppression of certain receiver direction.
2 dwg

Description

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в радиотехнических системах связи при приеме электромагнитных волн многоканальной антенной системой в условиях воздействия нескольких помех, направления приема которых известны.The invention relates to antenna technology and can be used in radio communication systems when receiving electromagnetic waves with a multi-channel antenna system under the influence of several interference, the directions of reception of which are known.

Известны способы активной борьбы с помехами, в частности способы череспериодной компенсации помех. В подобном способе [1, с.234] для приема сигнала и помехи используется одна антенна и один радиоприемник. Способ позволяет осуществить компенсацию помехи, которая представляет собой периодически следующие не перекрывающиеся между собой импульсы. Обязательным условием при этом является то, что сигнал и помеха представляют собой импульсы с периодом следования T, возникающие на этом интервале в разное время. Способ основан на том, что принятую при отсутствии сигнала последовательность импульсов помехи задерживают на время, кратное Т, и затем вычитают из смеси сигнала и помехи. К недостаткам этого способа относится то, что для его использования необходимо знать временную структуру сигнала и помехи, а уровни сигнала и помехи должны оставаться постоянными.Known methods for actively dealing with interference, in particular methods for periodically compensating for interference. In a similar method [1, p.234], one antenna and one radio receiver are used to receive signal and interference. The method allows for the compensation of interference, which is periodically following non-overlapping pulses. A prerequisite for this is that the signal and interference are pulses with a repetition period T that occur at different times at this interval. The method is based on the fact that a sequence of interference pulses received in the absence of a signal is delayed by a time multiple of T, and then subtracted from the mixture of signal and interference. The disadvantages of this method include the fact that for its use it is necessary to know the temporal structure of the signal and interference, and the signal levels and interference must remain constant.

Известны способы компенсации помех путем их декорреляции [1, с.136], в которых на выходе приемника формируют несколько линейно независимых напряжений:Known methods for compensating for interference by decorrelation [1, p.136], in which several linearly independent voltages are formed at the output of the receiver:

ui(t)=uci(t)+uni(t); i=1,2, …, N,u i (t) = u ci (t) + u ni (t); i = 1,2, ..., N,

где uci(t) - составляющие сигнала на выходе основного приемника, связанные между собой; uni(t) - составляющие помехи на выходе основного приемника; число N может принимать различные значения, так в [1, с.136] N=3, a в[4] N=10.where u ci (t) are the components of the signal at the output of the main receiver, interconnected; u ni (t) - component interference at the output of the main receiver; the number N can take different values, so in [1, p.136] N = 3, and in [4] N = 10.

Затем преобразуют напряжения ui(t) таким образом, чтобы, исключив из них составляющие сигнала uci(t), определить неизвестные составляющие помехи uni(t) для их последующей компенсации. Недостатком этого способа является необходимость формирования линейно независимых напряжений ui(t).Then, the voltages u i (t) are converted in such a way that, eliminating the signal components u ci (t) from them, to determine the unknown components of the interference u ni (t) for their subsequent compensation. The disadvantage of this method is the need for the formation of linearly independent voltages u i (t).

Известен способ амплитудной компенсации помех [1, с.214], в котором требуется использование основного и компенсационного приемников, причем на вход компенсационного приемника поступают только помехи с направлений, соответствующих боковым лепесткам диаграммы направленности основной антенны. Для основного приемника используется остронаправленная антенна, а для компенсационного приемника - слабонаправленная антенна. Сущность способа компенсации помех состоит в том, что теми или иными средствами обеспечивают формирование помеховых сигналов, имеющих одинаковые длительности и огибающие и появляющихся одновременно на выходах детекторов в основном и компенсационном приемниках, а затем производят вычитание сигналов основного и компенсационного приемника. Недостатками данного способа является то, что для полной компенсации помех необходимо совпадение диаграмм направленности основной и компенсационной антенны в области боковых лепестков, а также наличие нелинейных искажений сигнала после детектирования.There is a method of amplitude interference compensation [1, p.214], which requires the use of the main and compensation receivers, and the input of the compensation receiver receives only interference from directions corresponding to the side lobes of the radiation pattern of the main antenna. A highly directional antenna is used for the main receiver, and a weakly directional antenna is used for the compensation receiver. The essence of the method of noise compensation is that by one means or another they provide the formation of jamming signals having the same duration and envelope and appearing simultaneously at the outputs of the detectors in the main and compensation receivers, and then subtract the signals of the main and compensation receiver. The disadvantages of this method is that in order to completely compensate for interference, the directivity patterns of the main and compensation antennas in the region of the side lobes, as well as the presence of non-linear signal distortions after detection, are necessary.

Известен способ амплитудно-фазовой компенсации помех [1, с.220], в котором для устранения нелинейных искажений сигнала компенсация помех производится на выходах высокочастотных усилителей или усилителей промежуточной частоты основного и компенсационного приемников. Как и в случае амплитудной компенсации помех, для полной компенсации помех требуется совпадение диаграмм направленности основной и компенсационной антенн в области боковых лепестков, что является ограничением способа.A known method of amplitude-phase noise compensation [1, p.220], in which to eliminate non-linear distortion of the signal, noise compensation is performed at the outputs of high-frequency amplifiers or intermediate frequency amplifiers of the main and compensation receivers. As in the case of amplitude interference compensation, for the full compensation of interference, coincidence of the radiation patterns of the main and compensation antennas in the region of the side lobes is required, which is a limitation of the method.

Более близким по технической сущности к заявляемому способу является способ компенсационного подавления помех в двухканальной антенной системе, предложенный в [3, с.344]. Он состоит в том, что осуществляют прием падающей электромагнитной волны основной остронаправленной антенной и компенсационной слабонаправленной антенной. Затем преобразуют амплитуды и фазы сигналов, принятых основной и компенсационной антеннами, таким образом, чтобы при отсутствии сигнала составляющие помехи имели равные амплитуды и фазы, после чего вычитают преобразованный сигнал компенсационной антенны из преобразованного сигнала основной антенны, формируя выходной сигнал двухканальной антенной системы.Closer in technical essence to the claimed method is a method of compensatory interference suppression in a two-channel antenna system, proposed in [3, p. 344]. It consists in the fact that they carry out the incident electromagnetic wave of the main pointed antenna and compensating weakly directed antenna. The amplitudes and phases of the signals received by the main and compensation antennas are then converted, so that in the absence of a signal, the interference components have equal amplitudes and phases, after which the converted signal of the compensation antenna is subtracted from the converted signal of the main antenna, forming the output signal of the two-channel antenna system.

Недостатком известного способа является то, что он позволяет осуществлять компенсацию только одной помехи, направление приема которой известно. Кроме того, в результате работы двухканальной антенной системы может понижаться уровень сигнала, вследствие того, что сигнал принимает не только основная, но и компенсационная антенна.The disadvantage of this method is that it allows the compensation of only one interference, the direction of reception of which is known. In addition, as a result of the operation of the two-channel antenna system, the signal level may decrease, due to the fact that the signal is received not only by the main antenna, but also by the compensation antenna.

Предлагаемый способ направлен на устранение перечисленных недостатков известных способов и повышение отношения сигнал/помеха при приеме падающей электромагнитной волны за счет подавления помех в многоканальных антенных системах.The proposed method is aimed at eliminating the above disadvantages of the known methods and increasing the signal-to-noise ratio when receiving an incident electromagnetic wave by suppressing interference in multi-channel antenna systems.

Рассмотрим существо предлагаемого способа.Consider the essence of the proposed method.

Как и в прототипе, осуществляют прием падающей электромагнитной волны с помощью многоканальной антенной системы и преобразование принятых сигналов. Однако, в отличие от способа-прототипа, падающую электромагнитную волну принимают с помощью двух компенсационных антенн и N излучателей основной антенны, амплитуду и фазу принятого сигнала первой компенсационной антенны преобразуют таким образом, чтобы при отсутствии помех амплитуда и фаза преобразованного принятого сигнала первой компенсационной антенны была равна амплитуде и фазе сигнала, принятого второй компенсационной антенной. Затем производят вычитание преобразованного сигнала первой компенсационной антенны из сигнала, принятого второй компенсационной антенной, формируя выходной компенсационный сигнал. Выходные сигналы N излучателей основной антенны суммируют с весовыми коэффициентами wn (n=1,2, …, N), удовлетворяющими критерию:As in the prototype, the incident electromagnetic wave is received using a multi-channel antenna system and the received signals are converted. However, unlike the prototype method, the incident electromagnetic wave is received using two compensation antennas and N emitters of the main antenna, the amplitude and phase of the received signal of the first compensation antenna are converted so that, in the absence of interference, the amplitude and phase of the converted received signal of the first compensation antenna are equal to the amplitude and phase of the signal received by the second compensation antenna. Then, the converted signal of the first compensation antenna is subtracted from the signal received by the second compensation antenna, forming an output compensation signal. The output signals N of the emitters of the main antenna are summed with weighting factors w n (n = 1,2, ..., N) that satisfy the criterion:

Figure 00000001
;
Figure 00000001
;

Figure 00000002
Figure 00000002

где fn(θ) - диаграмма направленности n-го излучателя основной антенны;where f n (θ) is the radiation pattern of the n-th emitter of the main antenna;

θ0 - направление приема полезного сигнала; θm - направление приема m-ой помехи (m=1,2, …, М);θ 0 is the direction of reception of the useful signal; θ m is the direction of reception of the m-th interference (m = 1,2, ..., M);

Figure 00000003
;
Figure 00000003
;

Figure 00000004
;
Figure 00000004
;

Fk1(θ) и Fk2(θ) - диаграммы направленности первой и второй компенсационной антенн соответственно; формируя при этом преобразованный сигнал основной антенны. После этого преобразуют амплитуду и фазу выходного компенсационного сигнала, вычитают выходной компенсационный сигнал из преобразованного сигнала основной антенны, формируя выходной сигнал многоканальной антенной системы.F k1 (θ) and F k2 (θ) are the radiation patterns of the first and second compensation antennas, respectively; while forming the converted signal of the main antenna. After that, the amplitude and phase of the output compensation signal are converted, the output compensation signal is subtracted from the converted signal of the main antenna, forming the output signal of the multi-channel antenna system.

Проведенный сравнительный анализ заявленного способа и прототипа показывает, что заявленный способ отличается тем, что изменена совокупность действий:A comparative analysis of the claimed method and prototype shows that the claimed method is different in that the set of actions is changed:

введено действие, связанное с приемом электромагнитной волны двумя компенсационными антеннами;an action related to the reception of an electromagnetic wave by two compensation antennas is introduced;

введено действие, связанное с формированием двух выходных сигналов компенсационных антенн;the action associated with the formation of two output signals of the compensation antennas is introduced;

введено действие, связанное с преобразованием выходного компенсационного сигнала.The action associated with the conversion of the output compensation signal is introduced.

Кроме того, изменен порядок выполнения действия: преобразования сигнала основной антенны.In addition, the order of execution of the action: conversion of the signal of the main antenna.

Структурная схема устройства, функционирующего по предлагаемому способу, представлена на фигуре 1.The structural diagram of a device operating according to the proposed method is presented in figure 1.

На фигуре 2 показана зависимость отношения сигнал/помеха от направления прихода помехи, характеризующая выигрыш, достигаемый при реализации предлагаемого способа.The figure 2 shows the dependence of the signal / noise ratio from the direction of arrival of the interference, characterizing the gain achieved by the implementation of the proposed method.

Рассмотрим предлагаемый способ компенсационного подавления помех в многоканальной антенной системе. С учетом структурной схемы устройства подавления помех, представленной на фигуре 1, проведем теоретическое обоснование предлагаемого способа.Consider the proposed method of compensatory interference suppression in a multi-channel antenna system. Given the structural diagram of the interference suppression device shown in figure 1, we will carry out a theoretical justification of the proposed method.

Создаваемое источниками сигнала и помех вблизи приемной антенны электромагнитное поле возбуждает на ее выходе переменную во времени ЭДС, амплитуда и фаза которой с точностью до постоянного множителя пропорциональна напряженности электрического поля. В соответствии с принципом суперпозиции электромагнитные поля от различных источников в свободном пространстве складываются, что позволяет представить напряжения на выходах первой, второй компенсационных антенн и n-го излучателя основной антенны соответственно в виде:The electromagnetic field created by the sources of signal and interference near the receiving antenna excites at its output a time-varying emf, the amplitude and phase of which, up to a constant factor, is proportional to the electric field strength. In accordance with the principle of superposition, electromagnetic fields from various sources in free space are added up, which allows us to represent the voltages at the outputs of the first, second compensation antennas and the nth emitter of the main antenna, respectively, in the form:

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

где s0 временная зависимость сигнала, принимаемого с заданного направления θ0; nm - временная зависимость m-ой помехи, приходящей с некоторого известного направления θm (m=1,2, …, М); Fk1(θ), Fk2(θ) и fn(θ) - диаграммы направленности (ДН) первой, второй компенсационной антенн и n-го излучателя N-элементной основной антенны.where s 0 the time dependence of the signal received from a given direction θ 0 ; n m is the time dependence of the mth interference coming from some known direction θ m (m = 1,2, ..., M); F k1 (θ), F k2 (θ) and f n (θ) are the radiation patterns of the first, second compensation antennas and the nth emitter of the N-element main antenna.

Сформируем выходной компенсационный сигнал Δuk таким образом, чтобы исключить из него информацию о полезном сигнале s0.We form the output compensation signal Δu k in such a way as to exclude information about the useful signal s 0 from it .

Для этого сначала получим преобразованный выходной сигнал первой компенсационной антенны в виде:To do this, first we get the converted output signal of the first compensation antenna in the form:

Figure 00000008
Figure 00000008

где

Figure 00000009
Where
Figure 00000009

Коэффициент Сk1 определяет преобразование амплитуды и фазы выходного сигнала первой компенсационной антенны uk1.The coefficient C k1 determines the conversion of the amplitude and phase of the output signal of the first compensation antenna u k1 .

При вычитании преобразованного сигнала первой компенсационной антенны из выходного сигнала второй компенсационной антенны получим выходной компенсационный сигнал, описываемый выражением:When subtracting the converted signal of the first compensation antenna from the output signal of the second compensation antenna, we obtain the output compensation signal described by the expression:

Figure 00000010
Figure 00000010

Здесь ΔFk(θ) представляет собой разностную ДН компенсационных антенн.Here, ΔF k (θ) is the differential DN of the compensation antennas.

Особенность выходного компенсационного сигнала состоит в том, что он не зависит от сигнала s0.The peculiarity of the output compensation signal is that it does not depend on the signal s 0 .

Произведем теперь взвешенное суммирование выходных сигналов излучателей основной антенны и получим преобразованный сигнал основной антенны в виде:Now we will make a weighted summation of the output signals of the emitters of the main antenna and get the converted signal of the main antenna in the form:

Figure 00000011
Figure 00000011

где wn (n=1,2, …, N) - весовые коэффициенты.where w n (n = 1,2, ..., N) are weighting factors.

Произведем вычитание выходного компенсационного сигнала Δu'k из преобразованного выходного сигнала основной антенны u0 и получим в результате выходной сигнал многоканальной антенной системы в виде:Subtract the output compensation signal Δu ' k from the converted output signal of the main antenna u 0 and obtain the output signal of the multi-channel antenna system in the form:

Figure 00000012
Figure 00000012

гдеWhere

Figure 00000013
Figure 00000013

- коэффициент пропорциональности;- coefficient of proportionality;

Figure 00000014
Figure 00000014

- ДН основной антенны.- The bottom of the main antenna.

Максимальное отношение сигнал/помеха обеспечивается при условии, что весовые коэффициенты wn удовлетворяют критерию:The maximum signal / noise ratio is provided provided that the weighting factors w n satisfy the criterion:

Figure 00000015
Figure 00000015

Figure 00000016
Figure 00000016

Выражения (10) и (11) с учетом обозначения (9) можно представить в виде оптимизационной задачи:Expressions (10) and (11), taking into account the notation (9), can be represented as an optimization problem:

Figure 00000017
Figure 00000017

гдеWhere

Figure 00000018
Figure 00000018

Решение оптимизационной задачи (12) сводится к системе линейных алгебраических уравнений вида:The solution of the optimization problem (12) is reduced to a system of linear algebraic equations of the form:

Figure 00000019
Figure 00000019

которая содержит N неизвестных и М+1 уравнений.which contains N unknowns and M + 1 equations.

Так как координаты каждого излучателя основной антенны отличаются от остальных, то все уравнения в (14) являются линейно независимыми.Since the coordinates of each emitter of the main antenna are different from the others, all the equations in (14) are linearly independent.

Отсюда следует, что если М+1=N, то система уравнений (14) имеет единственное решение. В случае, когда М+1<N, существует бесконечное множество решений данной системы уравнений. Если система уравнений (14) является переопределенной (т.е. М+1>N), то может быть найдено приближенное решение, которое при использовании метода наименьших квадратов будет удовлетворять критерию (12).It follows that if M + 1 = N, then the system of equations (14) has a unique solution. In the case when M + 1 <N, there is an infinite number of solutions to this system of equations. If the system of equations (14) is overdetermined (i.e., M + 1> N), then an approximate solution can be found that, using the least squares method, will satisfy criterion (12).

Работа устройства, функционирующего по предложенному способу, может быть проиллюстрирована с помощью фигуры 1. Смесь полезного сигнала и помехи принимается первой и второй компенсационными антеннами 1 и 2 соответственно. На выходе первой компенсационной антенны 1 наводится напряжение uk1, которое поступает на вход блока 3 преобразования сигнала первой компенсационной антенны. На выходе второй компенсационной антенны наводится напряжение uk2. На выходе блока 3 преобразования первой компенсационной антенны формируется преобразованный выходной сигнал u'k1. Амплитуда и фаза этого сигнала преобразуется таким образом, чтобы при отсутствии помех амплитуда и фаза преобразованного сигнала первой компенсационной антенны были равны амплитуде и фазе сигнала, принятого второй компенсационной антенной. После этого преобразованный выходной сигнал первой компенсационной антенны u'k1 и выходной сигнал второй компенсационной антенны uk2 поступают на входы вычитающего устройства 4, в котором производится вычитание преобразованного сигнала первой компенсационной антенны из сигнала, принятого второй компенсационной антенной, и в итоге формируется выходной компенсационный сигнал Δuk. Смесь полезного сигнала и помехи также принимается N излучателями, образующими основную антенну 5. Выходные сигналы N излучателей u01, u02,…,u0N поступают в блок 6 формирования выходного сигнала основной антенны, в котором они суммируются с весовыми коэффициентами, и при этом формируется преобразованный сигнал основной антенны u0.The operation of the device operating according to the proposed method can be illustrated using figure 1. The mixture of the useful signal and interference is received by the first and second compensation antennas 1 and 2, respectively. At the output of the first compensation antenna 1, a voltage u k1 is induced, which is fed to the input of the signal conversion unit 3 of the first compensation antenna. The voltage u k2 is induced at the output of the second compensation antenna. At the output of the conversion unit 3 of the first compensation antenna, a converted output signal u ' k1 is formed . The amplitude and phase of this signal is converted in such a way that, in the absence of interference, the amplitude and phase of the converted signal of the first compensation antenna are equal to the amplitude and phase of the signal received by the second compensation antenna. After that, the converted output signal of the first compensation antenna u ' k1 and the output signal of the second compensation antenna u k2 are input to a subtractor 4, in which the converted signal of the first compensation antenna is subtracted from the signal received by the second compensation antenna, and as a result, the output compensation signal is generated Δu k . The mixture of useful signal and interference is also received by N emitters forming the main antenna 5. The output signals of N emitters u 01 , u 02 , ..., u 0N are sent to the main antenna output signal generating unit 6, in which they are summed with weight coefficients, and the converted signal of the main antenna u 0 is formed .

Весовые коэффициенты wn (n=1,2,…,N) должны удовлетворять критерию:Weighting factors w n (n = 1,2, ..., N) must satisfy the criterion:

Figure 00000020
Figure 00000021
Figure 00000020
Figure 00000021

Уточним, чтоWe clarify that

Figure 00000003
;
Figure 00000022
Figure 00000003
;
Figure 00000022

Выходной компенсационный сигнал Δuk поступает на вход блока 7 преобразования выходного компенсационного сигнала, в котором амплитуда и фаза выходного компенсационного сигнала Δuk преобразовываются и на выходе блока 7 преобразования выходного компенсационного сигнала формируется выходной компенсационный сигнал Δu'k.The output compensation signal Δu k is supplied to the input of the output compensation signal conversion unit 7, in which the amplitude and phase of the output compensation signal Δu k are converted, and the output compensation signal Δu ' k is generated at the output of the output compensation signal conversion unit 7.

Преобразованный сигнал основной антенны u0 и выходной компенсационный сигнал Δu'k поступают на входы вычитающего устройства 8, в котором производится вычитание выходного компенсационного сигнала Δu'k из преобразованного сигнала основной антенны u0 и формируется выходной сигнал многоканальной антенной системы uвых.Transformed primary antenna signal u 0 and the output compensation signal Δu 'k to the inputs of the subtractor 8, which is subtracted output compensation signal Δu' k from the main antenna transformed signal u 0 and an output signal of multi-channel antenna system O u.

Блоки 1, 2 представляют собой слабонаправленные антенны, каждая из которых состоит из одного или нескольких излучателей.Blocks 1, 2 are low-directional antennas, each of which consists of one or more emitters.

Блоки 3 и 7 преобразования выходного компенсационного сигнала представляют собой последовательно связанные управляемые фазовращатель и аттенюатор (усилитель) и могут быть реализованы аналогично прототипу.Blocks 3 and 7 of the conversion of the output compensation signal are sequentially connected controlled phase shifter and attenuator (amplifier) and can be implemented similarly to the prototype.

Блоки 4 и 8 представляют собой сумматор, первый вход которого связан с выходом фазовращателя или фазоинвертора.Blocks 4 and 8 are an adder, the first input of which is connected to the output of the phase shifter or phase inverter.

Блок 5 представляет собой антенную решетку N излучателей.Block 5 is an antenna array of N emitters.

Блок 6 формирования выходного сигнала основной антенны представляет собой схему суммирования антенной решетки с управляемыми фазовращателями и аттенюаторами (усилителями).The unit 6 for generating the output signal of the main antenna is a summation circuit of the antenna array with controlled phase shifters and attenuators (amplifiers).

Таким образом, устройство, реализующее предлагаемый способ, состоит из стандартных блоков, реализация которых описана в известной литературе [3, 4].Thus, a device that implements the proposed method consists of standard units, the implementation of which is described in the known literature [3, 4].

Для оценки эффективности предложенного способа были проведены численные исследования, в ходе которых сравнивались отношения сигнал/помеха на выходе линейной антенной решетки (АР) с равномерным возбуждением, сфазированной в направлении приема сигнала, и антенной системы, реализующей предлагаемый способ компенсационного подавления помех в многоканальной антенной системе. Выигрыш в помехоустойчивости оценивался с помощью показателя вида:To evaluate the effectiveness of the proposed method, numerical studies were carried out, during which the signal-to-noise ratios at the output of a linear antenna array (AR) with uniform excitation, phased in the direction of signal reception, were compared with an antenna system that implements the proposed method of compensation interference suppression in a multi-channel antenna system . The gain in noise immunity was estimated using an indicator of the form:

Figure 00000023
Figure 00000023

где FЛАРm) - значение ДН линейной АР в направлении m-ой помехи.where F LARm ) is the value of the linear arterial pathway in the direction of the mth interference.

На фигуре 2 показана зависимость отношения сигнал/помеха W(θm) от направления прихода помехи, рассчитанная для 16-ти элементных линейной и основной АР. Выбор весовых коэффициентов осуществлялся с учетом того, что число помех М совпадает с числом точек наблюдения в области боковых лепестков ДН основной антенны. Анализ полученных результатов показывает, что для рассмотренного примера реализация предлагаемого способа обеспечивает выигрыш в отношении сигнал/помеха более 20 раз по сравнению с равномерно возбуждаемой АР для всех точек наблюдения в области боковых лепестков ДН основной антенны.Figure 2 shows the dependence of the signal-to-noise ratio W (θ m ) on the direction of arrival of the interference, calculated for a 16-element linear and main AR. The selection of weighting coefficients was carried out taking into account the fact that the number of interference M coincides with the number of observation points in the area of the side lobes of the main antenna beam. An analysis of the results shows that for the considered example, the implementation of the proposed method provides a gain in signal / interference ratio of more than 20 times compared to a uniformly excited AR for all observation points in the area of the side lobes of the main antenna array.

Таким образом, введение новых действий и изменение порядка выполнения действия, связанного с преобразованием сигнала основной антенны, которые обеспечивают реализацию предлагаемого способа, позволяет достичь повышения отношения сигнал/помеха при приеме падающей электромагнитной волны многоканальной антенной системой за счет подавления помех, приходящих с направлений, соответствующих области боковых лепестков основной антенны.Thus, the introduction of new actions and changing the order of execution of the action associated with the conversion of the signal of the main antenna, which provide the implementation of the proposed method, allows to increase the signal-to-noise ratio when receiving an incident electromagnetic wave by a multi-channel antenna system by suppressing interference coming from directions corresponding to area of the side lobes of the main antenna.

Источники информацииInformation sources

1. Максимов М.В. Защита от радиопомех. - М.: Сов. Радио. 1976, 496 с.1. Maximov M.V. Radio interference protection. - M .: Owls. Radio. 1976, 496 p.

2. Патент 2235392 (Россия) Н01Q 3/26. Способ подавления помех при приеме электромагнитной волны круговой поляризации биортогональной антенной системой / Е.Н.Мищенко, С.Е.Мищенко, В.В.Шацкий // 2004, БИ №24.2. Patent 2235392 (Russia) H01Q 3/26. A method of suppressing interference when receiving an electromagnetic wave of circular polarization by a biorthogonal antenna system / E.N. Mishchenko, S.E. Mishchenko, V.V. Shatsky // 2004, BI No. 24.

3. Ерохин Г.А. Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн. - 2-е изд., испр. - М.: Горячая линия - Телеком. 2004, 491 с.3. Erokhin G.A. Antenna feeder devices and radio wave propagation. - 2nd ed., Rev. - M .: Hot line - Telecom. 2004, 491 p.

4. Воскресенский Д.И. Антенны и устройства СВЧ (проектирование фазированных антенных решеток). - 2-е изд., доп.и перераб. - М.: Радио и связь. 1994, 592 с.4. Resurrection D.I. Antennas and microwave devices (design of phased antenna arrays). - 2nd ed., Additional and revised. - M .: Radio and communication. 1994, 592 p.

Claims (1)

Способ компенсационного подавления помех в многоканальной антенной системе, основанный на том, что осуществляют прием падающей электромагнитной волны основной остронаправленной антенной и компенсационной слабонаправленной антенной, преобразуют амплитуды и фазы принятых сигналов основной и компенсационной антенны и вычитают преобразованный сигнал компенсационной антенны из преобразованного сигнала основной антенны, отличающийся тем, что падающую электромагнитную волну принимают двумя компенсационными антеннами и N излучателями основной антенны, амплитуду и фазу сигнала, принятого первой компенсационной антенной, преобразуют таким образом, чтобы при отсутствии помех амплитуда и фаза сигнала первой компенсационной антенны были равны амплитуде и фазе сигнала, принятого второй компенсационной антенной, производят вычитание преобразованного сигнала первой компенсационной антенны из сигнала, принятого второй компенсационной антенной, формируя выходной компенсационный сигнал, выходные сигналы N излучателей основной антенны суммируют с весовыми коэффициентами wn (n=1, 2, …, N), удовлетворяющими критерию
Figure 00000024
;
Figure 00000025
,
где fn(0) - диаграмма направленности n-го излучателя основной антенны;
θ0 - направление приема сигнала; θm - направление приема m-ой помехи (w=1, 2, …, M);
Figure 00000026
;
Figure 00000027
;
Fk1(θ) и Fk2(θ) - диаграммы направленности первой и второй компенсационной антенн соответственно;
формируя преобразованный сигнал основной антенны, преобразуют амплитуду и фазу выходного компенсационного сигнала, после чего вычитают выходной компенсационный сигнал из преобразованного сигнала основной антенны, формируя выходной сигнал многоканальной антенной системы.
The method of compensatory interference suppression in a multi-channel antenna system, based on the fact that the incident electromagnetic wave is received by the main highly directional antenna and the compensation weakly directional antenna, the amplitudes and phases of the received signals of the main and compensation antennas are converted, and the converted compensation antenna signal is subtracted from the converted signal of the main antenna the fact that the incident electromagnetic wave is received by two compensation antennas and N emitters the main antenna, the amplitude and phase of the signal received by the first compensation antenna are converted so that, in the absence of interference, the amplitude and phase of the signal of the first compensation antenna are equal to the amplitude and phase of the signal received by the second compensation antenna, the converted signal of the first compensation antenna is subtracted from the signal, received by the second compensation antenna, forming the output compensation signal, the output signals of N emitters of the main antenna are summed with weight coefficients w n (n = 1, 2, ..., N) satisfying the criterion
Figure 00000024
;
Figure 00000025
,
where f n (0) is the radiation pattern of the n-th emitter of the main antenna;
θ 0 is the direction of signal reception; θ m is the direction of reception of the m-th interference (w = 1, 2, ..., M);
Figure 00000026
;
Figure 00000027
;
F k1 (θ) and F k2 (θ) are the radiation patterns of the first and second compensation antennas, respectively;
generating the converted signal of the main antenna, the amplitude and phase of the output compensation signal are converted, and then the output compensation signal is subtracted from the converted signal of the main antenna, forming the output signal of the multi-channel antenna system.
RU2007146846/09A 2007-12-17 2007-12-17 Compensating noise suppression method in multichannel antenna system RU2349996C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007146846/09A RU2349996C1 (en) 2007-12-17 2007-12-17 Compensating noise suppression method in multichannel antenna system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007146846/09A RU2349996C1 (en) 2007-12-17 2007-12-17 Compensating noise suppression method in multichannel antenna system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2349996C1 true RU2349996C1 (en) 2009-03-20

Family

ID=40545426

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007146846/09A RU2349996C1 (en) 2007-12-17 2007-12-17 Compensating noise suppression method in multichannel antenna system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2349996C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2510138C2 (en) * 2011-02-17 2014-03-20 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Repeater jamming method
RU2513706C2 (en) * 2012-08-22 2014-04-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") Apparatus for protecting narrowband transmit-receive channels of radio systems

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЕРОХИН Г.А. Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн. - М.: Горячая линия - Телеком, 2004, с.344. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2510138C2 (en) * 2011-02-17 2014-03-20 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Repeater jamming method
RU2513706C2 (en) * 2012-08-22 2014-04-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") Apparatus for protecting narrowband transmit-receive channels of radio systems

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10419062B2 (en) Simultaneous transmit and receive with digital phased arrays
US5028931A (en) Adaptive array processor
RU2495447C2 (en) Beam forming method
US10225112B1 (en) Adaptive digital cancellation using probe waveforms
CN113075698A (en) Deception jamming suppression method in satellite navigation receiver
RU2349996C1 (en) Compensating noise suppression method in multichannel antenna system
RU2567120C1 (en) Method of forming compensation beam pattern in flat electronically controlled-beam antenna array
US8902098B2 (en) Process for minimising jammer noise in receiver systems
Hashimoto et al. Adaptive sidelobe cancellation technique for atmospheric radars containing arrays with nonuniform gain
US4525716A (en) Technique for cancelling antenna sidelobes
RU2407026C1 (en) Location finding method of narrow-band radio signals of short-wave range
RU2579996C2 (en) Multifunctional adaptive antenna array
JP6622118B2 (en) Antenna device and radar device
RU2577827C1 (en) Self-focusing multibeam antenna array
RU2291459C2 (en) System of protection of impulse radar stations from active noise interference
RU2368044C1 (en) Method for coherent compensation of noises in reception of electromagnet wave by antenna array with tapered amplitude
RU2330356C1 (en) Method of interference suppression while receiving electromagnetic circularly polarised wave by antenna array of identically oriented radiators
RU2677931C1 (en) Device of spatial selection of signals with compensation of intentional interference
JP2006208044A (en) Spurious wave suppressor
RU2764000C1 (en) Method for forming a directional diagram
RU2633029C1 (en) Transmitting adaptive antenna array
RU2747377C1 (en) Method for compensating interference signals in combined adapted antenna array
RU2731604C1 (en) Method of constructing a beam-forming system for an active phased antenna array
Prasad et al. Noise figure analysis of beamforming systems
Hu Aspects of the subarrayed array processing for the phased array radar

Legal Events

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

Effective date: 20091218