Адаптивный компенсатор помех Советский патент 1984 года по МПК H04B1/10 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах обнаружения, связи и управления ..

Изв-естен адаптивный компенсатор помех, минимизирующий среднеквадратичную ошибку (СКО) между входным сигналом и линейной комбинацией опорньпс сигналов, содержащий N -входово сумматор, к j-му входу (j 1,..., N ) которого подключен выхоД j-го весового усилителя, к выходу - первый вход вычитателя, второй вход которого является входом адаптивного компенсатора помех, авыход соединен через последовательно включенные j-й усилитель с изменяющимся коэффициентом передачи, j -и перемножитель и j-и накопитель с первым входом j-ro весового усилителя, второй вход которого объединен с вторым входом i -го, перемножителя и является входом j-го опорного сигнала 1 .

Недостатком устройства является неработоспособность в нестационарных условиях, так как уменьшение с течением времени коэффициентов передачи усилителей с изменяющимися коэффициентами передачи приводит к тому, что через определенное время они становятся настолько малыми, что управление весовым усилением практически отсутствует, а значит отслеживание нестационарности входных сигналов становится невозможным.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является адаптивный компенсатор помех, минимизирующий СКО между входным сигнало II линейной комбинацией N опорных сигналов, содержащий первый N -входовой сумматор, к j-му (где j 1, .,...,N) входу которого подключен вьЬсод j-ro весового усилителя, первьй вход которого является входом )-го опорного сигнала, а второй вход подключен к выходу j-го блока управления весовым коэффициентом, первый вход которого объединен с первьм входом j-го весового усилителя, а второй вход объединен с входами остальных блоков управления весовым коэффициентом, выход первого N -входового сумматора подклю чен к первому входу вычитателя, второй вход которого является входом основного сигнала, а также усилитель, включеиньй между выходом вычитателя и вторым входом j-ro блока управления весовым коэффициентом 2 ,

Недостатком известного компенсатора является большая СКО при обработке нестандартных процессов с неизвестными характеристиками, что, обусловлено неизменностью в процессе работы устройства коэффициента передачи усилителя, определяющего динамические свойства цепи управления весовыми усилителями, так как СКО в установившемся режиме, вызванная флюктуагщями весовых коэффициентов и неточностью слежения за нестационарностью входного сигнала, имеет экстремальную зависимость от коэффициента передачи усилителя. Поэтому выбор постоянным коэффициента передачи усилителя при неизвестных характеристиках входных сигналов может привести к многократному возрас.танйю СКО по сравнению с минимально возможной.

Цель изобретения - уменьшение среднеквадратичной оишбки при обработке нестационарных сигналов с . неизвестными характеристиками. I

Для достижения поставленной цели

в адаптивный компенсатор помех, содержащий первый N -входовой сумматор, к j му (где i 1.,.,N), входу которого подключен выход j-го весового усилителя, первьй вход которого является входом j-го опорного сигнала, а второй вход подключен к выходу блока управления весовым коэффициентом, первый вход которого объединен с первым входом j-ro весового усилителя, а второй вход объединен с входами остальных блоков управления весовым коэффициентом, выход первого N -входового сумматора подключен к первому входу вычитателя, второй вход которого является входом основного сигнала, а также усилитель, введены второй N -входовой сумматор, N элементов задержки, N умножителей, линия задержки, два перемнолсителя, накопитель, регулируемьш усилитель и ограничитель, причем первый вход j ГО у 1ножлтеля объединен с входом j-ro задержки и с первым входом j-го весового усилителя, второй вход j-ro умножителя подключен к вькоду j-го элемента задержки, а выход - к j-My входу BTOpQFO N -входового сумматора, выход вычитателя подключён к первому входу регулируемого усилителя, выход которого через огранич.итель соединен с вторым входом ублока управления весовым коэффициен том, выход вычитателя подключен к первому входу первого перемножителя и к входу линии задержки, выход которой соединен с вторым входом первого перемножителя, второй перемно. житель, усилитель и накопитель включены последовательно меаду выхо дом первого перемножителя-и вторым входом регулируемого усилителя, а второй выход второго перемножителя подключен к выходу второго N -входового сзмматора. На чертеже представлена структур ная электрическая схема адаптивного компенсатора помех. Компенсатор содержит первый N -в довой сумматор 1, вычитатель 2 бло ки 3-1-3-N зшравления весовым коэффициентом, весовые усилители I - 4-N, регулируемьй усилитель 5 ограничитель 6, умножители 7ss1 - 7 элементы - задержки,второй N-входовой сумматор 9, накопитель 1 усилитель 11, первый перемножитель 12, линия 13 задержки, второй перемножитель 14.. Компенсатор работает следующим образом. Входной сигнал оЦп) постзшает на вход вычитателя 2, где из него вычитается сигнал :){г) с выхода первого N -входового сзшматора 1, который является линейной коМбинаI цией опорных сигналов Х (t - Кц (п) с весами w(fl}-u)|(h) т.е. . l(,(tAU..(nl. j -I 13 На выходе вычитателя 2 вырабаты; вается сигнал ошибки С ( п), которьгй совместно с сигналами X j () используется в блоках управления весовь1ми коэффициентами. Настройка весов осуществляется по минимуму СКО мейду сигналами d(p и V(nb Весовые, усилители 4-j перестраивают ся до тех пор, пока среднее значение произведений входных сигналов блоков 3-J зправления весовым коэффициентом будут отличны от нуля. Инерционность настройки весов задается коэффициентом передачи регулируемого усилителя 5. Ограничитель 6 предназначен для предотвращения выхода коэффициента передачи регулируемого усилителя 5 за границу области устойчивости цепи настройки весовых коэффициентов. Каждый из опорных .сигналов умножается на этот же сигнал на предьщущем шаге настройки. Эта операция производится с помощью умножителей 7-j и элементов 8-j задержки на время тактового периода. Полученные произведения суммируются во втором N-вхЬдовем сумматоре 9. Произведение сиг-г нала ошибки на п-м и (п-1)-м шагах настройки, формируемое на выходе первого перемножителя 12, умножается на выходной сигнал второго N-входового сумматора 9 во втором перемножителе 14 и через усилитель 1t и накопитель 10 подается науправляющий вход регулируемого усилителя 5. Накопитель 10 может быть выполнен в виде дискретного интегратора, состоящего из сз мматора и элемента задержки на время тактового периода. выход которого, являющийся выходом накопителя , подключен к одному из входов сумматора, другой вход которого является входом накопителя. Коэффициент передачи усилителя 11 выбирается из условия обеспечения стойчивости цепи настройки регулируемого усилителя 5. Перестройка коэффициента передачи регулируемого усилителя 5 осуществляется до тех пор, пока среднее значение произведения N Е(п)Е(пИ1, -Х.(.(п-1) . не станет равным нулю. Работа адаптивного компенсатора помех описывается вьфажениями W(r.H)vw.(n)(( /х.(пИ) jLC(tv)(h-t).Z. X . (п) X.(оИ); Aon ; f.oH) при (,jj 1 при .jU-Cn -rUo , u). (n+1) - коэффициент передачи j -го весового усилителя 4-.J

j-й опорный

X. (п сигнал-,

((п1- ч(п)

сигнал ошибки;

коэффициент (ги-11 передачи регулируемого уси лителя 5-,

сигнал на выходе ограничителя 6j

максимально АОп допустимый, из условия устойчивости цепи настройки весовых коЬффициентов,коэффициент передачи

N

VSon

М {} - оператор усреднениякоэффициент

передачи усилителя 11 i

номер шага

п настройки.

В предлагаемом компенсаторе помех коэффициент передачи регулируемого усилителя 5 изменяется в направлении производной СКО по этому коэффициенту. Это означает, что в установившемся режиме инерционность цепи настройки весовых усилителей 4-j оказывается такой, что СКО принимает минимально возможное при данных входных сигналах значение. Кроме того, градиентный характер изменения коэффициента fj( приводит к увеличению его значения в начальный период настройки, что обеспечивает быстрое уменьшение СКО. Вследствие этого скорость настройки весовых усилителей 4-j выше по сравнению с известным устройством в случаях, когда в последнем выбирается малый коэффициент передачи усилителя с целью обеспечения незначительных флюктуации весов в установившемся режиме при ситуации, характерной для близких к стационарным входных сигналов.

х,(Л

Н

Tm(j;

3-1

е

М)

-N

ra(j)

3-/V

W

(/Ш,

t

W

/

)

АДАПТИВНЫЙ КОМПЕНСАТОР ПОМЕХ, содержащий первый N -входовой сумматор к j-му (где j 1,...,N) входу которого подключен выход j-го весового усилителя, первый вход которого является входом j -го опорного сигнала, а второй вход подключен к выходу j-го блока управления весовым коэффициентом, первый вход которого объединен с первым входом весового усилителя, а второй вход объединен с входами остальных блоков управления весовым коэффициентом, выход первого N -вхо-: дового сумматора подключен к первому входу вычитателя, второй вход которого является входом основного сигнала, а также усилитель, о т л иуменьшения среднеквадратичной ошибки при обработке нестационарных сигналов с неизвестными характеристиками, в него введены второй N -входовой сумматор, N элементов задержки, N умножителей, линия задержки, два перемножителя, накопитель, регулируемый усилитель и ограничитель, причем первый вход j-го умножителя объединен с входом j-го элемента задержки и с первым входом j-го весового усилителя,второй вход j -го умножителя подключен к выходу j-го элемента задержки, а выход - к j-му i входу второго N -входового сумматора, выход вычитателя подключен к первому (Л входу регулируемого усилителя, выход которого через ограничитель соединен с вторым входом j-го блока управления весовым коэффициентом, выход вычитателя подключен к первому входу первого перемножителя и к входу линии задержки, выход которой соединен с вторым входом первого пере множителя, второй перемножитель, со усилитель и наксяштель включены последовательно между выходом первоО5 го перемножителя и вторым входом регулируемого усилителя, а второй вход второго перемножителя подключен к выходу второго N -входового сумматора.

7-/

g-r

7-УУ

10

/3

fj

ZL

щ

/2