Адаптивное антенное устройство для приема сигналов с произвольного направления Советский патент 1993 года по МПК H04B1/10 

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к антенной технике и технике радиосвязи, и может быть использовано в гидроакустике.

Целью изобретения является повышение помехозащищенности приема с априорно неизвестного направления.

На фиг. 1 представлена схема заявляемого устройства; на фиг. 2 - схема расположения антенных элементов.

Адаптивное антенное устройство для приема сигналов с произвольного направления содержит круговую антенную решетку 1, состоящую из N антенных элементов в виде вертикальных вибраторов, размещенных на горизонтальной плоскости, дополнительный вибратор 2, N разветвителей на N направлений 3, N блоков цепей временной задержки (ЦВЗ) 4, N многовходовых сумматоров 5, коммутатор 6, два управляемых дифференциальных фазовращателя (ДФВ) 7, двухвходовый сумматор 8, вычитатель 9,

радиоприемник 10, линию задержки (ЛЗ) 11, аттенюатор 12, анализатор минимального уровня 13, анализатор максимального уровня 14 и ключ 15.

Все блоки ЦВЗ 4 одинаковы, подключение антенн осуществляется с циклической перестановкой входов, как показано на чертеже (фиг. 3). К правой части каждого мно- новходового сумматора 5 подключены антенные элементы с номерами от 1 до N/2, на выходе ее формируется ДН правой эквивалентной линейной подрешетки, к левой части каждого многовходового сумматора 5 подключены элементы с номерами от N/2 + 1 до N и на ее выходе формируется ДН левой эквивалентной линейной подрешетки.

Входы разветвителей 3 подключены к вибраторам антенной решетки 1,1-е выходы разветвителей 3 через 1-й блок ЦВЗ 4 подключены к 1-му многовходовому сумматору 5. Ко входам управляемых ДФВ 7 подключены через коммутатор 6 правый и левый выел

с

00

00

о ю

ходы одного из многовходовых сумматоров 5, з их выходы соединены с соответствующими входами двухвходового сумматора 8, выход которого через вычитатель 9 соединен с входом радиоприемника 10, выход которого соединен с входами анализаторов максимального уровня 14 и минимального уровня 13 и является выходом устройства. Дополнительный вибратор 2 через последовательно соединенные ключ 15, линию задержки 11 и аттенюатор 12 соединен со вторым входом вычитателя 9. Выход анализатора минимального уровня 13 соединен с управляющим входом аттенюатора 12, а первый, второй и третий выходы анализатора максимального уровня 14 соединены соответственно с управляющим входом ключа 15, управляющим входом коммутатора 6 и управляющими входами ДФВ 7.

Устройство работает следующим образом.

С помощью разветвителей 3 и блоков ЦВЗ 4 на выходах многовходовых сумматоров 5 формируются две дН из двух антенных элементов - правой и левой подрешеток. С помощью коммутатора 6 ко входам двухвходового сумматора 8 через два ДФВ 7 подключаются выходы одного из сумматоров 5, п,ри этом на выходе сумматора 8 формируется суммарная ДН решетки, направление главного лепестка которой определяется выбором соответствующего блока ЦВЗ 4. ДФВ 7 позволяют сканировать эту ДН в пределах сектора размером 2 jr/N путем синхронного изменения фазового сдвига в одном из них на + А, а в другом на -fty . Коммутатор 6 позволяет выбрать любой из N секторов, тем самым реализуется возможность установить максимум суммарной ДН всей решетки в любое заданное направление в пределах от 0° до 360° с дискретом 2я/М.

При наличии помехи на рабочей частоте производится адаптация устройства до сеанса связи. Анализатор максимального уровня 14 с помощью коммутатора б выбирает сектор, где уровень помехи наибольший, с помощью ДФВ 7 находит уточненный максимум помехи в пределах найденного сектора. После этого ключ 15 замыкается и подключает дополнительный вибратор 2 через линию задержки 11 и аттенюатор 12 ко второму входу вычитателя 9. При этом линия задержки 11 вводит в цепь вибратора 2 фазовый сдвиг,.соответствующий электрическому переносу его на касательную к окружности антенной решетки в геометрический и электрический центр эквивалентной линейной решетки (вследствие симметрии антенной решетки).

К первому входу вычитателя 9 подключен выход двухвходового сумматора 8, на

котором сформирован сигнал, соответствующий ДН с главным лепестком, направленным на источник помехи. Анализатор минимального уровня 13 вырабатывает команду на перестройку аттенюатора 12 до тех

пор, пока на выходе РП 10 не установится минимально возможный уровень сигнала. Это состояние соответствует подавлению сосредоточенной в пространстве узкополосной помехи. Прием полезного сигнала

5 при этом возможен с любого произвольного направления.

Прием полезного сигнала в отсутствии помехи осуществляется на кольцевую решетку, оптимальный режим приема выбира0

ется анализатором максимального уровня с

помощью коммутатора 6 и ДФВ 7.

Функции анализатора минимума 13 и анализатора максимума 14 может выполнять ЭФМ по стандартной программе по5 иска экстремума.

Таким образом, заявляемое устройство по сравнению с прототипом, обладает возможностью производить секторный поиск максимума помехи и ее компенсацию, при

0 этом осуществляется прием полезного сигнала с априорно неизвестного направления при скомпенсированной помехе. Положительный эффект заключается в повышении помехозащищенности радиоприема.

5

Формул а изо б ре тени я Адаптивное антенное устройство для приема сигналов с произвольного направления, содержащее круговую антенную ре0 щетку из N вертикальных вибраторов, установленных в горизонтальной плоскости, блок цепей временной задержки (ЦВЗ), многовходовый сумматор с разделительными выходами правой и левой подгрупп, вхо5 дов, коммутатор, двухвходовый сумматор и радиоприемник (РП), отличающееся тем, что, с целью повышения помехозащищенности приема сигнала с априорно неизве- стногонаправления, введены

0 дополнительный вибратор, установленный в геометрическом центре круговой антенной решетки, N рэзветвителей на N направлений, подключенных к соответствующим вибраторам круговой антенной решетки. N - 1

5 дополнительных блоков ЦВЗ, N -1 дополнительных многовходовых сумматоров, два управляемых дифференциальных фазоврэ щателя (ДФВ), вычитатель, анализатор максимального уровня, анализатор минимального уровня, ключ, линия задержки и аттенюатор, при этом 1-е выходы всех разветвителей через 1-й блок ЦВЗ подключены к соответствующим входам 1-го много- входового сумматора, к входам управляемых ДФВ подключены через коммутатор правый и левый выходы одного из многовходовых сумматоров, соответственно, выходы управляемых ДФВ соединены с соответствующими выходами двухвходово- го сумматора, выход которого через вычита- тель соединен с входом РП, выход которого соединен с входами анализаторов мини0

мального и максимального уровней и является выходом устройства, дополнительный вибратор через последовательно соединенные ключ, линию задержки и аттенюатор, соединен с вторым входом вычитателя, выход анализатора минимального уровня подключен к управляющему входу аттенюатора, первый, второй и третий, выходы анализатора максимального уровня соединены соответственно с управляющим входом ключа, управляющим входом коммутатора и управляющие входами управляемых ДФВ.

Использование: в системах радиосвязи с подвижными объектами в целях повышения помехоустойчивости. Сущность: адаптивное антенное устройство для приема сигналов с произвольного направления содержит круговую антенную решетку, дополнительный вибратор, расположенный в геометрическом центре круговой антенной решетки, N разветвителей на N направ- лений, N блоков цепей временной задержки, N многовходовых сумматоров, коммутатор, первый и второй дифференциальные фазовращатели, двухвходовый сумматор 8, вычитатель, радиоприемник, линию задержки, аттенюатор, анализатор максимального уровня, анализатор минимального уровня, ключ. 1 ил.

Фи7.1

i

XV- N

1

Ц ,. ,

Фиг. 2