RU2033670C1 - Digital adaptive multibeam antenna system - Google Patents
Digital adaptive multibeam antenna system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2033670C1 RU2033670C1 SU4809229A RU2033670C1 RU 2033670 C1 RU2033670 C1 RU 2033670C1 SU 4809229 A SU4809229 A SU 4809229A RU 2033670 C1 RU2033670 C1 RU 2033670C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- inputs
- outputs
- input
- quadrature
- Prior art date
Links
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 title claims abstract description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 5
- 241001302800 Beak and feather disease virus Species 0.000 claims description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 9
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 101710096655 Probable acetoacetate decarboxylase 1 Proteins 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для защиты радиолокационных станций с фазированными антенными решетками от активных помех. The invention relates to radar and can be used to protect radar stations with phased antenna arrays from active interference.
Известна адаптивная антенная решетка, содержащая по N умножителей, смесителей, усилителей, фильтров, сумматоров и один N-входовый сумматор. Однако данное устройство не обеспечивает удовлетворительной скорости настройки. Known adaptive antenna array containing N multipliers, mixers, amplifiers, filters, combiners and one N-input adder. However, this device does not provide a satisfactory tuning speed.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является адаптивная многолучевая антенная система, построенная по схеме с предварительной компенсацией помех и последующим формированием лучей, содержащая N-элементную фазированную антенную решетку (ФАР), блок векторно-матричного перемножения, устройство вычисления обратной корреляционной матрицы, блоки скалярного перемножения и источники управляющих сигналов. Однако при объеме обучающей выборки, меньшем числа источников помех, данное устройство не обеспечивает удовлетворительной эффективности их подавления. Потери по сравнению с оптимальной обработкой могут достигать десятков децибел. The closest in technical essence to the invention is an adaptive multi-beam antenna system, constructed according to a scheme with preliminary interference compensation and subsequent beam formation, containing an N-element phased antenna array (PAR), a vector-matrix multiplication unit, an inverse correlation matrix calculator, scalar units multiplication and sources of control signals. However, with a training sample smaller than the number of interference sources, this device does not provide satisfactory suppression efficiency. Losses in comparison with optimal processing can reach tens of decibels.
Целью изобретения является повышение эффективности подавления активных помех. The aim of the invention is to increase the efficiency of the suppression of active interference.
Это достигается тем, что в цифровой адаптивной многолучевой антенной системе, содержащей N-элементную ФАР с аналого-цифровыми преобразователями (АЦП), блок компенсации и блок лучеформирования, введены блок формирования дополнительных выборок (БФДВ), блок памяти, блок коммутации и блок синхронизации. This is achieved by the fact that in the digital adaptive multipath antenna system containing an N-element phased array with analog-to-digital converters (ADC), a compensation unit and a beamforming unit, an additional sampling unit (BFDV), a memory unit, a switching unit and a synchronization unit are introduced.
На фиг.1 представлена структурная схема цифровой адаптивной многолучевой антенной системы; на фиг.2 структурная схема блока формирования дополнительных независимых выборок; на фиг.3 структурная схема блока коммутации. Figure 1 presents the structural diagram of a digital adaptive multipath antenna system; figure 2 is a structural diagram of a block for the formation of additional independent samples; figure 3 is a structural diagram of a switching unit.
Цифровая адаптивная многолучевая антенная система содержит N-элементную ФАР с АЦП 1, БФДВ 2, блок 3 памяти, блок 4 коммутации, блок 5 компенсации, блок 6 лучеформирования, блок 7 синхронизации. БФДВ 2 содержит N комплексных умножителей (КУ) 8. Блок 4 коммутации содержит 2N коммутаторов 9 типа 2/1. The digital adaptive multi-beam antenna system contains an N-element phased array with
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
На первом выходе блока 7 синхронизации формируется меандр U1(см.фиг.4) с частотой fт/2, который подается на управляющий вход АЦП. Вследствие этого на выходах АЦП формируется дискретная последовательность векторов комплексных отсчетов
Х(n) [x1(n), x2(n),xN(n)]т с периодом 2/fт (где n дискретный момент времени).At the first output of the
X (n) [x 1 (n), x 2 (n), x N (n)] t with a period of 2 / f t (where n is a discrete time moment).
Векторы X(n) поступают на вход БФДВ 2, где каждый элемент xi(n) подвергается с помощью КУ 8 комплексному сопряжению и умножению на комплексную величину bi, i (величины bi хранятся в блоке 3 памяти). На выходе БФДВ 2 формируются векторы комплексных отсчетов
Y(n) [y1(n), y2(n),yN(n)]т, связанные с Х(n) соотношением
Y(n) ПВX*(n), где П матрица перестановок;
В diag{bi}
При этом элементы вектора Y(n) описываются выражением
yi(n) bN-i+1x* N-i+1(n).The vectors X (n) are fed to the input of the
Y (n) [y 1 (n), y 2 (n), y N (n)] t related to X (n) by the relation
Y (n) PVX * (n), where P is the permutation matrix;
In diag {b i }
Moreover, the elements of the vector Y (n) are described by the expression
y i ( n) b N-i + 1 x * N-i + 1 (n).
В момент, предшествующий началу адаптации, осуществляются начальные установки в блоке 5 компенсации. At the time preceding the start of adaptation, the initial settings are made in the
В режиме адаптации на вход устройства поступает сигнал U4, соответствующий логическому нулю. При этом управляющий сигнал U2 блока 4 коммутации, формируемый на втором выходе блока 7 синхронизации, совпадает с сигналом U1, т. е. представляет собой меандр с частотой fт/2. Будучи поданным на управляющие входы коммутаторов 9, сигнал U2определяет подключение к входам блока 5 компенсации выходов АЦП при положительном полупериоде и выходов БФДВ 2 при отрицательном. Таким образом, на входах блока 5 компенсации с интервалом I/fт устанавливаются значения отсчетов векторов Х(n-1), Y(n-1), X(n), Y(n), X(n+1), Y(n+1).и т.д.In adaptation mode, the input of the device receives a signal U 4 corresponding to a logical zero. At the same time, the control signal U 2 of the
В режиме адаптации на третьем выходе блока 7 синхронизации формируется сигнал U3, представляющий собой меандр с частотой fт. В соответствии с этим блок 5 компенсации работает с тактовой частотой fт. Сигнал U4, подаваемый на вход смены режима работы блока 5 компенсации, обеспечивает разрешение на запись в ОЗУ блока 5 компенсации.In the adaptation mode, at the third output of the
В режиме адаптации в блоке 5 компенсации осуществляется рекуррентное формирование коэффициентов LDU-разложения выборочной оценки корреляционной матрицы (КМ) помех вида
R(n)[X(n)X()+ Y(n)Y()] + Iε
(1)
По окончании режима адаптации сигнал U4 принимает значение, соответствующее логической единице. При этом на втором выходе блока 7 синхронизации формируется сигнал U2, совпадающий с сигналом U4. В результате воздействия логической единицы U2 на управляющий вход блока 4 коммутации входы блока 5 компенсации подключаются к выходам АЦП. Таким образом, на выходе блока 4 коммутации формируются векторы комплексных отсчетов Х(n) с тактовой частотой fт/2.In adaptation mode, in
R (n) [X (n) X ( ) + Y (n) Y ( )] + Iε
(1)
At the end of the adaptation mode, the signal U 4 takes on a value corresponding to a logical unit. In this case, at the second output of the
Одновременно с этим на третьем выходе блока 7 синхронизации формируется последовательность импульсов U3 с частотой fт/2 (см. фиг.4). Сигнал U3, будучи поданным на синхровход блока 5 компенсации, обеспечивает обработку поступающих векторов Х(n) с частотой fт/2. При этом логическая единица на входе смены режима работы блока 5 компенсации фиксирует содержимое ОЗУ блока 5 компенсации.At the same time, a sequence of pulses U 3 with a frequency f t / 2 is formed at the third output of the synchronization unit 7 (see Fig. 4). The signal U 3 , being fed to the clock input of the
В результате перехода от режима адаптации к режиму обработки в блоке 5 компенсации осуществляется вычисление векторов комплексных отсчетов вида
Z(n) R-1(Т)X(n), где Т объем обучающей выборки, использованной для получения оценки.As a result of the transition from the adaptation mode to the processing mode, in the
Z (n) R -1 (T) X (n), where T is the volume of the training sample used to obtain the grade.
Далее векторы Z(n) поступают на вход блока 6 лучеформирования, где подвергаются линейному преобразованию вида
Q(n) S≈ Z(n), где S матрица размера N х K, i-й столбец которой Si представляет собой комплексную огибающую сигнала, приходящего с ожидаемого i-го направления;
К число лучей.Next, the vectors Z (n) are input to the
Q (n) S ≈ Z (n), where S is a matrix of size N x K, the i-th column of which S i is the complex envelope of the signal coming from the expected i-th direction;
To the number of rays.
В результате на i-м комплексном выходе блока 6 лучеформирования формируется отсчет
Qi(n) Si ≈ R-1(т)X(n), (2) соответствующий выходному сигналу адаптивного пространственного фильтра, оптимального по критерию максимума отношению сигнал/(помеха + шум) в установившемся режиме.As a result, a countdown is formed at the i-th complex output of the
Q i (n) S i ≈ R -1 (t) X (n), (2) corresponding to the output signal of the adaptive spatial filter, which is optimal according to the criterion of the maximum to the signal / (interference + noise) ratio in the steady state.
Оценка корреляционной матрицы помех R(n), вычисляемая в соответствии с формулой (1), учитывает априорную информацию о структуре КМ R, элементы которой rmj связаны соотношением
rN-j+1,N-m+1 fmj rmj, (3) где fmj 1/(bN-m+1 b*N-j+1).The estimation of the interference correlation matrix R (n), calculated in accordance with formula (1), takes into account a priori information about the structure of the CM R, the elements of which r mj are related by
r N-j + 1, N-m + 1 f mj r mj , (3) where
Соотношение (3) справедливо для линейных эквидистантных и плоских ФАР с прямоугольным и гексагональным расположением приемных элементов и амплитудно-фазовой неидентичностью их коэффициентов передачи. При этом хранящиеся в блоке 3 памяти комплексные коэффициенты bm определяются из выражения
bm aN-m+1/a*m, где am комплексный коэффициент передачи m-го приемного элемента.Relation (3) is valid for linear equidistant and flat headlamps with a rectangular and hexagonal arrangement of receiving elements and the amplitude-phase non-identity of their transmission coefficients. In this case, the complex coefficients b m stored in the
b m a N-m + 1 / a * m , where a m is the complex transmission coefficient of the m-th receiving element.
Предлагаемое устройство позволяет добиться существенного повышения эффективности подавления помех в условиях малого объема обучающей выборки. В частности, основной выигрыш в эффективности реализуется уже при T, где р число помех, [p] ближайшее целое, большее р (для прототипа при Т р).The proposed device allows to achieve a significant increase in the efficiency of noise reduction in a small training sample. In particular, the main gain in efficiency is realized already at T , where p is the number of interference, [p] is the nearest integer greater than p (for the prototype at T p).
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4809229 RU2033670C1 (en) | 1990-04-02 | 1990-04-02 | Digital adaptive multibeam antenna system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4809229 RU2033670C1 (en) | 1990-04-02 | 1990-04-02 | Digital adaptive multibeam antenna system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2033670C1 true RU2033670C1 (en) | 1995-04-20 |
Family
ID=21505573
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4809229 RU2033670C1 (en) | 1990-04-02 | 1990-04-02 | Digital adaptive multibeam antenna system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2033670C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2180986C2 (en) * | 1998-06-23 | 2002-03-27 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд. | Transceiver assembly for intelligent antenna system in mobile-communication base station |
RU2265929C2 (en) * | 1999-08-10 | 2005-12-10 | Чайна Акэдеми Оф Телекоммьюникейшнс Текнолоджи | Method for processing fundamental frequency band basing on intelligent antenna and noise suppression |
RU2285335C2 (en) * | 2000-04-11 | 2006-10-10 | Чайна Акэдеми Оф Телекоммьюникейшнс Текнолоджи | Method for processing signals of mobile cdma data transfer system |
RU2354050C2 (en) * | 2003-11-25 | 2009-04-27 | Зте Корпорейшн | Device and method for beams shaping in cdma communication system |
-
1990
- 1990-04-02 RU SU4809229 patent/RU2033670C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Ширман Я.Д. и Манжос В.Н. Теория и техника обработки радиолокационной информации на фоне помех. М.: Радио и связь, 1981, с.332-336. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2180986C2 (en) * | 1998-06-23 | 2002-03-27 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд. | Transceiver assembly for intelligent antenna system in mobile-communication base station |
RU2265929C2 (en) * | 1999-08-10 | 2005-12-10 | Чайна Акэдеми Оф Телекоммьюникейшнс Текнолоджи | Method for processing fundamental frequency band basing on intelligent antenna and noise suppression |
RU2285335C2 (en) * | 2000-04-11 | 2006-10-10 | Чайна Акэдеми Оф Телекоммьюникейшнс Текнолоджи | Method for processing signals of mobile cdma data transfer system |
RU2354050C2 (en) * | 2003-11-25 | 2009-04-27 | Зте Корпорейшн | Device and method for beams shaping in cdma communication system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108462521B (en) | Anti-interference realization method of self-adaptive array antenna | |
US4338605A (en) | Antenna array with adaptive sidelobe cancellation | |
US4924235A (en) | Holographic radar | |
US5917447A (en) | Method and system for digital beam forming | |
JP2697648B2 (en) | Decision feedback equalizer | |
US4577193A (en) | Coherent sidelobe canceller for radar | |
US5473333A (en) | Apparatus and method for adaptively controlling array antenna comprising adaptive control means with improved initial value setting arrangement | |
EP2095539A1 (en) | Beamforming system and method | |
US6480154B1 (en) | Method and system for digital beam forming | |
GB2130798A (en) | Digital beam-forming radar | |
RU2033670C1 (en) | Digital adaptive multibeam antenna system | |
EP1195017A2 (en) | Method and apparatus for a digital phased array antenna | |
US4336607A (en) | Beamformer having random access memory delay | |
US20050169359A1 (en) | Apparatus and method for multi-channel equalization | |
EP1550177B1 (en) | A method and a unit for beam control of an array antenna | |
JPH06261021A (en) | Apparatus and method for use in cdma system | |
US10511380B2 (en) | System and method for efficient wideband code division multiplexing in subband domain | |
US20190089054A1 (en) | Techniques and Methods for Adaptive Removal of Analog Phase Errors in Frequency Division Multiplexed Digital Beam-Formers | |
CN1391373A (en) | Multi-user disturbance eliminator | |
EP0459038B1 (en) | Adaptive array processor | |
US4806939A (en) | Optimization of convergence of sequential decorrelator | |
JPH0520706B2 (en) | ||
GB2245102A (en) | A frequency reuse phased array antenna system | |
EP0371133B1 (en) | Holographic radar | |
RU2014680C1 (en) | Adaptive array |