УСТРОЙСТВО ПОДАВЛЕНИЯ ПОМЕХ Российский патент 2005 года по МПК G01S7/36 

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.

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 первую вспомогательную антенну 1, устройство комплексного сопряжения 2, первый умножитель 3, первый сумматор выборок 4, делитель 5, второй умножитель 6 и первое вычитающее устройство 7, второй вход которого соединен с выходом 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 вторые входы первого 3 и второго 6 умножителя соединены с выходом первой вспомогательной антенны 1, а второй вход третьего умножителя 9 соединен с выходом устройства комплексного сопряжения 2. Выход первого вычитающего устройства 7 является выходом устройства подавления помех.

Сигнал V_M с выхода основной антенны 8, представляющий собой сумму радиолокационного сигнала S, принятого главным лепестком ДНА, и помехового U, принятого боковыми лепестками ДНА, поступает на первое вычитающее устройство 7. Сигнал V_A с выхода первой 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 V_A, который вычитается из сигнала V_M основной антенны 8 в первом вычитающем устройстве 7 для получения остаточного сигнала V_R. Кроме того, сигнал с выхода первой вспомогательной антенны 1 подается на входы первого умножителя 3 и устройство комплексного сопряжения 2. Сигнал V*A

, сформированный на выходе устройства комплексного сопряжения, подается на входы 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, сигнал с выхода которого поступает на второй умножитель 6. В делителе 5 формируется оптимальное для эффективного подавления помех значение W весового коэффициента.

Недостатком такого устройства является низкая эффективность работы, обусловленная флуктуациями весового коэффициента W относительно оптимального значения и подавлением полезного сигнала на выходе компенсатора при наличии ослабленного полезного сигнала с выхода первой вспомогательной антенны 1.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы цифрового автокомпенсатора помех.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройство подавления помех, содержащее последовательно включенные первую вспомогательную антенну, устройство комплексного сопряжения, первый умножитель, первый сумматор выборок, делитель, второй умножитель и первое вычитающее устройство, второй вход которого соединен с выходом основной антенны, и последовательно включенные основную антенну, третий умножитель, второй сумматор выборок, выход которого соединен с вторым входом делителя, при этом вторые входы первого и второго умножителей соединены с выходом первой вспомогательной антенны, а второй вход третьего умножителя соединен с выходом устройства комплексного сопряжения, дополнительно введены вторая вспомогательная антенна и второе вычитающее устройство, причем входы устройства комплексного сопряжения, первого и второго умножителей отсоединены от первой вспомогательной антенны и подсоединены к выходу второго вычитающего устройства, первый вход которого соединен с выходом первой вспомогательной антенны, а второй вход соединен с выходом второй вспомогательной антенны.

На фигуре 2 представлена структурная схема предлагаемого устройства подавления помех, принимаемых по боковым лепесткам.

Устройство подавления помех, принимаемых по боковым лепесткам ДНА, содержит последовательно включенные устройства; вторую вспомогательную антенну 11, второе вычитающее устройство 12, устройство комплексного сопряжения 2, первый умножитель 3, первый сумматор выборок 4, делитель 5, второй умножитель 6 и первое вычитающее устройство 7, второй вход которого соединен с выходом основной антенны 8, и последовательно включенные основную антенну 8, третий умножитель 9, второй сумматор выборок 10, выход которого соединен со вторым входом делителя 5, при этом вторые входы первого 3 и второго 6 умножителей соединены с выходом второго вычитающего устройства 12, второй вход третьего умножителя 9 соединен с выходом устройства комплексного сопряжения 2, второй вход второго вычитающего устройства 12 соединен с выходом первой вспомогательной антенны 1. Выход первого вычитающего устройства 7 является выходом устройства подавления помех.

Устройство работает следующим образом. Сигнал с выхода основной антенны 8 V_М=S+U, представляющий собой сумму радиолокационного сигнала S, принятого главным лепестком ДНА, и помехового U, принятого боковыми лепестками ДНА, поступает на первое вычитающее устройство 7, на другой вход которого поступает взвешенный сигнал W V_o с выхода второго умножителя 6.

Первая вспомогательная антенна 1 является ненаправленной с коэффициентом направленного действия, определяемым уровнем боковых лепестков ДН основной антенны 8. Первая вспомогательная антенна 1 смещена относительно основной антенны 8 на расстояние d, что приводит к сдвигу по фазе помехового сигнала, принятого этой антенной, относительно помехового сигнала, принятого основной антенной 8, на величину ϕ=2π(d/λ)sinα, 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:

V_A=S_ОСЛ+Uexp{jϕ},

где S_ОСЛ - ослабленный полезный сигнал на выходе первой вспомогательной антенны 1. Наличие ослабленного полезного сигнала обусловлено тем, то первая вспомогательная антенна 1 имеет определенный коэффициент направленного действия в направлении прихода полезного сигнала. В данном случае полагаем, что полезный сигнал приходит с направления, перпендикулярного базе антенн.

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 1 имеет вид:

V_B=S_ОСЛ+Uехр{j2ϕ}.

Этот сигнал поступает на второе вычитающее устройство 12, на другой вход которого поступает сигнал с выхода первой вспомогательной антенны 1.

С учетом введенных обозначений сигнал на выходе второго вычитающего устройства 12 имеет вид: V_o=Uехр{jϕ}(1-exp{jϕ}). Этот сигнал поступает на устройство комплексного сопряжения 2, а также первый 3 и второй 6 умножители. С выхода устройства комплексного сопряжения 2 сигнал поступает на входы первого 3 и третьего 9 умножителей. На второй вход третьего умножителя 9 поступает сигнал с выхода основной антенны 8. Сигналы с выходов первого 3 и третьего 9 умножителей поступают соответственно на первый 4 и второй 10 сумматоры выборок и далее на входы делителя 5.

Весовой коэффициент, получаемый на выходе делителя 5, определяется выражением:

W=M{V_MV*_o)/M{V_oV*_o},

где знак * - означает комплексно сопряженное число, М {} - операция математического усреднения. С учетом введенных обозначений получаем оптимальное для эффективного подавления помех значение весового коэффициента:

W=exp{-jϕ}/(1-exp{jϕ}).

В предлагаемом устройстве в формировании весового коэффициента и выходного сигнала компенсатора V_R=V_M-WV_o участвует сигнал V_o с выхода второго вычитающего устройства 12, не содержащий составляющих полезного сигнала.

Таким образом, предлагаемое устройство исключает влияние составляющих полезного сигнала с выхода вспомогательных антенн на эффективность компенсации помех.

Все элементы предлагаемого устройства могут быть реализованы на современной элементной базе.

Использование изобретения в этой связи позволяет повысить эффективность работы устройства подавления помех, принимаемых по боковым лепесткам ДНА.

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. Достигаемым техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы устройства. Устройство подавления помех, принимаемых по боковым лепесткам диаграммы направленности антенны, содержащее последовательно включенные первую вспомогательную антенну, устройство комплексного сопряжения, первый умножитель, первый сумматор выборок, делитель, второй умножитель и первое вычитающее устройство, второй вход которого соединен с выходом основной антенны, и последовательно включенные основную антенну, третий умножитель, второй сумматор выборок, выход которого соединен с вторым входом делителя, при этом вторые входы первого и второго умножителей соединены с выходом первой вспомогательной антенны, а второй вход третьего умножителя соединен с выходом устройства комплексного сопряжения. Новым является то, что в устройство дополнительно введены вторая вспомогательная антенна и второе вычитающее устройство, причем входы устройства комплексного сопряжения, первого и второго умножителей отсоединены от первой вспомогательной антенны и подсоединены к выходу второго вычитающего устройства, первый вход которого соединен с выходом первой вспомогательной антенны, а второй вход второго вычитающего устройства соединен с выходом второй вспомогательной антенны. Выход первого вычитающего устройства является выходом устройства подавления помех. 2 ил.

Устройство подавления помех, принимаемых по боковым лепесткам диаграммы направленности антенны, содержащее последовательно включенные устройство комплексного сопряжения, первый умножитель, первый сумматор выборок, делитель, второй умножитель и первое вычитающее устройство, второй вход которого соединен с выходом основной антенны, а также последовательно включенные основную антенну, третий умножитель и второй сумматор выборок, выход которого соединен с вторым входом делителя, при этом второй вход третьего умножителя соединен с выходом устройства комплексного сопряжения, отличающееся тем, что в него дополнительно введены вторая вспомогательная антенна и второе вычитающее устройство, причем входы устройства комплексного сопряжения, первого и второго умножителей подсоединены к выходу второго вычитающего устройства, первый вход которого соединен с выходом первой вспомогательной антенны, а второй вход второго вычитающего устройства соединен с выходом второй вспомогательной антенны, выход первого вычитающего устройства является выходом устройства подавления помех.