Адаптивная антенная решетка Советский патент 1984 года по МПК H01Q21/00 

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к адаптивным антенным системам. Известна адаптивная антенная решетка (ААР), содержащая преобразоватали частоты, блоки адаптивного филь тра, антенные элементы, гетеродин, умножители и сумматоры lj . Однако известная адаптивная антенная решетка имеет низкую помехоустойчивость. Наиболее близкой к предлагаемой по техническому решению является адаптивная антенная решетка, содержащая N антенных элементов, выходы которых через N преобразователей частоты и N весовых умножителей подключены к входам сумматора, вторые входы N пре образователей частоты объединены и подключены к выходу гетеродина, а выходы подключены к входам адаптивного фильтра, и источник опорного сигнала, выход которого через блок вычитания подключен к другому входу адаптивного фильтра, при этом выходы адаптивного фильтра подсоединены к другим входам N весовых умножителей, а другой вход блока вычитания соединен с выходом сумматора 2J . Однако эта адаптивная антенная решетка имеет низкую помехоустойчивость. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости . Поставленная цель достигается тем, что в адаптивной антенной решетке, содержащей N антенных элемен тов, выходы которых через N весовЫх умножителей подключены к входам сумматора, N преобразователей часто ты, первые входы которых обьединены и подключены к выходу гетеродина, а выходы подключены к входам адапти ного фильтра, и источник опорного сигнала, выход которого через блок вычитания подключен к другому входу адаптивного фильтра, при этом выход адаптивного фильтра подсоединены к другим входам N весовых зт 1ножителей между выходами N антенных элементов и вторыми входами М преобразователе частоты включены N не взаимных четы рехполюсников, а между выходом сумм тора и другим входом блока вычитани включены дополнительно последовател но соединенные (Н+1)-й невзаимный четырехполюсник и (Н+1)-й преобразо ватель частоты, другой вход которог соединен с выходом гетеродина. На чертеже представлена структур-ная электрическая схема адаптивной антенной решетки. Адаптивная антенная решетка содержит N+1 преобразователей частоты 1(1ц44 весовых умножителей , адаптивный фильтр 3, сумматор 4, блок 5 вычитания, источник 6 опорного сигнала, гетеродин 7, N+1 невзаимных четырех полюсников ., N антенных элементов , Адаптивная антенная решетка работает следующим образом. ААР в процессе работы изменяет исходную диаграмму направленности с помощью весовых умножителей и сумматора 4 таким образом, чтобы в ней установились нули в направлениях прихода помех, а максимум - в направлении прихода полезного сигнала. Изменение весовых коэффициентов осуществляется ,в соответствии с критерием минимума среднего квадрата ошибки. Алгоритм работы ААР по этому критерию реализует контур обратной связи, образованный последовательньм включением сумматора 4, N+1-го невзаимного четырехполюсника 8|g, преобразователя частоты 1|у., блока 5 и адаптивного фильтра 3, причем в адаптивном фильтре 3 контур обратной связи разветвляется на N параллельных выходов. Сигналы каждого выхода, воздействуя на весовые умножители 2)-2у, изменяют амплитуды и фазы сигналов, принятых антенными элементами- . Работа адаптивного фильтра 3 на одной частоте осуществляется путем вьщеления всеми преобразователями частоты 1, lfj, например, разностной частоты между частотой принимаемого сигнала и частотой гетеродина 7. В качестве преобразователей частоты )| могут быть использованы кольцевые балансные смесители с включенными на их выходах полосовыми фильтрами. Если ААР используется совместно с радиоприемным устройством супергетеродйнного типа, то функции гетеродина 7 может вьшолнять гетеродин приемника. При этом автоматически обеспечивается синхронная настрой.ка ААР и приемника на частоту сигнала. Невзаимные четырехполюсники , включенные последовательно в цепь вторых входов преобразователей частоты 1 Ц4 обеспечивают за1циту вторых.входов весовых умножителей 2||/ и выхода сумматора 4 от комбинационных и интерЯодуляционных помех, которые могут появиться на вторых входах преобразователей частоты 1, 1X41 в процессе преобразования сигналов от антенных элементов 9ц и гетеродина 7 и затем пройти на вход приемника tne показан). В качес.тве невзаимных четырехполюсников )jn , обладающих свойством однонаправленной передачи, могут быть использованы Циркуляторы Ш1И высоколинейные усилители, например эмиттерные повторители, В случае воздействия на антенные элементы 9|| -9 мощных помех (что возможно, например, в судовых условиях при ра- боте радиопередающих устройств) в ве совых умножителях щ и сумматоре 4 не возникают дополнительные комбинационные и интерполяционные помехи, чем и обеспечивается повышенная помехозащищенность. Отсутствие преобра зования частоты при весовой обработке 94 .позволяет непосредственно подключать выход ААР к антенному входу радиоприемного устройства. Применение предложенной ААР для защиты радиоприема от помех, совпадающих с частотой полезного сигнала, целесообразно в частотных диапазонах с высокой загруженностью и при необходимости перестройки ААР в широком диапазоне частот, Лак это имеет место в морской радиосвязи в декаметровом диапазоне волн.Допо нительная по сравнению с прототипом помехозащищенность позволяет использовать предложенную ААР на судах, самолетах и других объектах, ofличaющиxcя высоким уровнем помех, создаваемых близко расположенными радиопередающими устройствами. Таким образом, использование предложенной ААР для защиты радиоприемного устройства от помех позволит повысить надежность и дальность ра- диосвязи путём повьщ1ения помехоустойчивости.

АДАПТИВНАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА,, содержащая N антенных элементов, выходы которых через N весовых умножителей подключены к входам сумматора, N преобразователей частоты, первые входы которых объединены и подключе- .вы к выходу гетеродина, а выходы, подключены к входам адаптивного фильтра, и источник опорного сигнала, выход которого через блок вычитания подключен к другому входу адаптивного фильтра, при этом выходы адаптивного фильтра подсоединены к другим входам N весовых умножителей, отличающаяся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, между выходами N антенных элементов и вторыми входами N преобразователей частоты включены N невзаимных четырехполюсников, а между выходом сумматора и другим входом блока вычитания включены дополнительно последовательно соединенные (М+1)-й невзаимный четырехполюсник и (Ы+1)-й преобразова(Л тель частоты другой вход которого соединен с выходом гетеродина.