Многоканальное адаптивное приемное устройство Советский патент 1989 года по МПК H04B7/08 H01Q3/26 

Изобретение относится к области радиотехники н может быть использовано для приема широкополосных сигналов с пилот-сигналом при наличии широкополосной помехи. Известно многоканальное адаптивное приемное устройство, содержащее N антенных элементов, N элементов с регу лируемым комплексным коэффициентом передачи, выход каждого из которьк соединен с соответствующим входом сумматора, блок выделения ошибки, на другой вход которого подан опорный сигнал, и блок управления комплексными коэффициентами передачи. Однако наличие опорного сигнала на приемной стороне вызывает значительные трудности при его формированииНаиболее близким по технической сущности к предложенному устройству является многоканальное адаптивное 11риемное устройство, содержащее N блоков предварительной обработки сиг нала, вход каждого из которых являет ся соответствуюпщм входом устройства 2N входовой сумматор, выход которого является выходом устройства, и N блоков регулировки коэффициента пере дачи, квадратурные выходы i-ro блока предварительной обработки сигнала, i 2, 3,..., N, соединены с соответ ствующими квадратурными входами i-ro блока регулировки коэффициента передачи, квадратурные выходы которого соединены с соответствующими входами 2N входового сумматора, между квадратурными выходами каждого блока предварительной обработки сигнала и управляющими- квадратурными входами каждого блока регулировки коэффицие та передачи включен квадратурный кор релятор., В данном устройстве опорный сигнал форйируется путем модуляции непр рывного гармонического сигнала на приемной стороне тем же псевдощумовым кодом, что и на передающей сторо не. При формировании опорного сигнала требуется с одной стороны согласование его по времени и по частоте с принимаемым полезным сигналом, что вызывает значительные сложности при реализации, и кроме того, в известном устройстй е не обеспечивается ста билизация полезного сигнала на выход устройства при условии минимизации уровня помехи при случайных изменениях параметров сигнала. Цель изобретения - стабилизация уровня полезного сигнала на выходе устройства при условии минимизации уровня помехи. Указанная цель достигается тем, что в многоканальном адаптивном приемном устройстве, содержащем N блоков предварительной обработки сигнала, вход каждого из которых является соответствующим входом устройства, 2N входовой сумматор, выход которого является выходом устройства, и N блоков регулировки коэффициента передачи, квадратурные выходы i-ro блока предварительной обработки сигнала, i 2, 3,..., N, соединены с соответствующими квадратурными входами i-ro блока регулировки коэффициента передачи, квадратурные выходы которого соединены с соответствующими входами 2N входового сумматора, между квадратурными выходами каждого блока предварительной обработки сигнала и управляющими квадратурными входами каждого блока регулировки коэффициента передачи включен квадратурный коррелятор, между выходом 2N входового сумматора и точкой соединения опорных входов квадратурных корреляторов включены последовательно полосовой фильтр, фазовращатель, ограничитель, усилитель и вычитатель, другой вход которого соединен с выходом 2N входового сумматора. На чертеже представлена структурная электрическая схема многоканального адаптивного приемного устройства. Многокайальное адаптивное приемное устройство содержит блоки 1 предварительной обработки сигналов, 2N входовой сумматор 2, локи 3 регулировки коэффициента передачи, квадратурные корреляторы 4, полосовой фильтр 5, фазовращатель 6, -ограничитель 7, усилитель 8 и вычитатель 9. Предложенное устройство работает следующим образом. На вход устройства поступают широкополосньй полезный сигнал, узкополосный пилот-сигнал и широкополосная помеха. Отношение зфовней мощности полезного сигнала Р, и пилот-сигнала Р . на входе устройства где 10 гш 50. Значение коэффициента m ограничен снизу проявлением вйосимых пилот-сиг налом искажений, а сверху допустимым уменьшением величины взаимнокорреляционной функции помехи. Коэффициент усиления К усилителя 8 связан с коэффициентом m соотношением . Л ; Ширина частотного спектра полезн го сигнала /Зы, и помех Jw связаны шириной частотного спектра пилот-си нала 4ш соотношениями: 4u), 7 OJj и /JWh-j Wj. Аддитивная смесь информационного сигнала U(t), пилот-сигнала U(t) и помех Uj(t) поступает на блоки 1. Блоки 1 обеспечивают усиление смеси по высокой частоте, преобразование на промежуточную частоту с помощью гетеродина (на чертеже не показан), усиление по промежуточной частоте и расщепление напряжения промежуточно частоты с помощью фазовращателя (на чертеже не показан) на квадратурные составляющие (синфазную и ортогональ ную) . С выходов блоков 1 квадратурны составляющие напряжения поступают на соответствующие входы квадратурных корреляторов 4 и блоков 3. Блоки 3 обеспечивают изменение уровней квадратурных составляющих напряжения в соответствии с установленными коэффициентами передачи. Значения коэффициентов передачи определяются уровнями напряжений на управляющих входах блоков 3, 2N входовой сумматор 2 осуществляет компенсацию помех за счет сложения напряжений с выходов блоков 3 при обеспечении постоян ного уровня полезного сигнала. Формирование управляющих напряжений блоков 3 осуществляется следующим образом. При отсутствии помехи на входе устройства полосовой фильтр 5 выделяет из выходного сигнала 2N входово ,го сумматора 2 пилот-сигналU t) и соответствующие полосе полосового фильтра 5 составляющие напряжения полезного сигнала dU,(t). Составляющие напряжения Ui(t) пренебрежимо малы из-за узкополосности полосового фильтра 5 по сравнению с шириной спектра полезного сигнала. Фазовращатель 6 компенсирует фазовый сдвиг между напряжением с выхода 2N входового сумматора 2 и полосового фильтра 5. С выхода фазовращателя 6 напряжение пилот-сигнала поступает в ограничитель 7. Для сигналов с амплитудой, меньшей порога ограничения Up, ограничитель 7 представляет собой линейный каскад с коэффициентом передачи, равным единице. Напряжение с выхода ограничителя 7 после усиления в усилителе 8 поступает на вычитатель 9, где осуществляется вычитание напряжения с выхода усилителя 8 из напряжения с выхода 2N входового сумматора 2. При этом напряжение пилот-сигнала на выходе вычитателя 9 противоположно по фазе напряжению пилот-сигнала на выходе 2N входового сумматора 2. Поскольку вы7 1, то полняется соотношение компонента взаимно корреляционной функции, обусловленная пилот-сигна-: лом, больше компоненты взаимно корреляционной функции информационного сигнала и противоположна ей по знаку. Поэтому в системе регулирования .ix коэффициентов имеет место положительная обратная связь. В квадратурных корреляторах 4 напряжение с выхода вычитателя 9 перемножается с синфазной и ортогональной составляющими напряжения с выходов соответствующих блоков 1. Усредненное напряжение с выходов квадратурных корреляторов 4 управляет блоками 3 в сторону увеличения их коэффициентов передачи. Вследствие возрастания весовых коэффициентов уровень пилот-сигнала на входе полосового фильтра 5, а следовательно, и на входе ограничителя 7 возрастает. По достижении величины Ug, амплитуда.пилот-сигнала остается постоянной, что эквивалентно уменьшению коэффициента усиления пилотсигнала. Поскольку амплитуда сигналов на выходе.2N входового сумматора 2 и. следовательно, на входе вычитателя 9 возрастает, величина компоненты взаимно корреляционной функции, обусловленной пилот-сигналом, уменьшается, Разность между этой компонентой и

компонентой взаимно корреляционной функции, обусловленной информационным сигналом, уменьшается по величине, приближаясь к нулю. Это приводит к g тому, что взаимная корреляция суммарного напряжения с выхода вычитателя 9 и напряжений с выходов блоков 1 становится близкой к нулю и управление по сигналу прекращается. При измене-10 НИИ знака этих взаимно корреляционных функций обратная связь становится отрицательной. При этом весовые коэффициенты уменьшаются так, что величина этой функции также приближается к нулю. Таким.образом, отклонение уровня сигнала в сторону увеличения или уменьшения на выходе 2N входового сумматора 2 приводит к такому изменению весовых коэффициентов, что уровень полезного сигнала на выходе 2N входового сумматора 2 остается посто янным. Уровень этого .сигнала определяется значениями Up , m и К, и не зависит от амплитуды принимаемого сигнала. Значения весовых коэффициентов, при которых устанавливается стабильны уровень принимаемого сигнала на выходе 2N входового сумматора 2, различны и зависят от начальных значений .этих коэффициентов. При появлении широкополосной помехи с полосой, значительно более широкой, чем полоса пилот-сигнала, полосовой фильтр 5 выделяет из выходного напряжения 2N входового сумматора 2 наряду с напряжением и„ (t) и ЛЦ (t) соответствующие полосе полосового фильтра 5 составляющие помехи ujCt) . Составляющие напряжения AUjCt) пренебрежимо .малы из-за узкополосности полосового фильтра 5 по сравнению с шириной спектра помехи. В результате взаимно корреляционная функция для помехи всегда обеспечивает отрицательную обратную связь при установлении весовых коэффициентов. При адаптации весовые коэффициенты перераспределяются таким образом, что взаимна корреляционные функции помехи так же, как и сигнала на выходах квадратурных корреляторов 4, устанавливаются равными нулю. Это обеспечивает зануление помехи на выходе 2N входового сумматора 2, в то время как полезный сигнал имеет конечную постоянную величину, такую же, как и в случае отсутствия помехи. Таким образом, в предложенном устройстве простыми средствами одновре менно реализованы в процессе адаптации стабилизация уровня полезного сигнала и установление весовых коэффициентов, обеспечивающих зануление помехи, при изменении мощности и положения источников помехи и сигнала.

МНОГОКАНАЛЬНОЕ АДАПТИВНОЕ ПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее N блоков предварительной обработки сигнала, вход каждого из которых является соответствующим входом устройства, 2N входовой сумматор, выход которого явлйётся выходом устройства, и N бло.,ков регулировки коэффициента передачи, квадратурные выходы г-го блока предварительной обработки сигнала, i 2, 3,..., N, соединены с соответствующими квадратурными входами i-ro блока регулировки коэффициента передачи, квадратурные выходы которого соединены с соответствующими входами 2N входового сумматора, между квадратурными выходами каждого блока предварительной обработки сигнала и управляющими квадратурньми входами каждого блока регулировки коэффици ента передачи включен квадратурный коррелятор, отличающееся тем, что, с целью стабилизации уровня полезного сигнала на выходе устройства при условии минимизации уровня помехи, между выходом 2N входового сумматора и точкой соединения опорных входов квадратурных корреляс S торов включены последовательно полосовой фильтр, фазовращатель, ограни(Л читель, усилитель и вычитатель, другой вход которого соединен с выходом 2N входового сз матора. со со ел Од 00