WWW.PDF.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Разные материалы
 

«Алгоритм пространственной компенсации помех для БРЛС с ФАР 77-30569/293597 # 01, январь 2012 Тютюгин В. Г., Тихонов Р. С., Смирнов В. В. УДК 621396.6 НИИ ...»

Алгоритм пространственной компенсации помех

для БРЛС с ФАР

77-30569/293597

# 01, январь 2012

Тютюгин В. Г., Тихонов Р. С., Смирнов В. В.

УДК 621396.6

НИИ РЭТ МГТУ им. Н.Э. Баумана

vlat@adastra.ru

tam@inbox.ru

vismi@yandex.ru

Современный этап развития бортовых РЛС характеризуется все более широким

внедрением многоканальных антенных решеток (АР) [1], которые позволяют не только

расширить функциональные возможности БРЛС, но и повысить их помехозащищенность

по отношению к помехам, источник которых не совпадает с целью, за счет формирования провалов в диаграмме направленности антенны в направлениях, соответствующих источникам помех.

Выходной сигнал адаптивной антенной решетки формируется как сумма сигналов N парциальных каналов с соответствующими весовыми коэффициентами.

В том случае, если в качестве критерия оптимизации используется максимум отношения сигнал/помеха, алгоритм вычисления весовых коэффициентов может быть записан в виде [2]:

wопт = µ H 1 v, (1) где µ - постоянный коэффициент, H - ковариационная матрица помех: H = R пом + R шум, R пом, R шум - ковариационные матрицы сигналов помехи и шума, принимаемых отдельными элементами АР соответственно, [ ] T j N 1 j1 v=1 e e вектор, характеризующий ориентацию основного лепестка ДНА АР (вектор направления), i - набег фазы в i -м элементе АР. Для d i sin ( 0 ), 0 - направление прихода принимаемого эквидистантной решетки i = сигнала; d - расстояние между элементами АР, - длина волны.

http://technomag.edu.ru/doc/293597.html 1 Как видно из (1), алгоритм формирования оптимальных весовых коэффициентов предполагает получение оценки и обращение ковариационной матрицы помех H, которая в реальных условиях работы может быть плохо обусловленной. Специфической особенностью бортовых РЛС является наличие не только помех точечных источников, но и отражений от подстилающей поверхности, принимаемых с направлений, соответствующих как главному, так и боковым лепесткам диаграммы направленности антенны. Наличие этих отражений может существенно искажать ДНА при использовании известных алгоритмов [2 - 4] адаптации.

Цель статьи – разработка адаптивного алгоритма пространственного подавления помех точечных источников в БРЛС, нечувствительного к пассивным помехам, принимаемым с направлений, соответствующих главному лепестку диаграммы направленности антенны.

Для подстройки весовых коэффициентов под изменяющиеся условия работы БРЛС в режиме «обзор», как видно из (1), необходимо оценивать ковариационную матрицу помех H, причем оценку H k,l этой матрицы

–  –  –

77-30569/293597, №01 январь 2012 г. http://technomag.edu.ru 2 адаптации должна быть существенно меньше интервала когерентного накопления сигнала. Это приводит к тому, что отражения от подстилающей поверхности, принимаемые по основному лепестку диаграммы направленности антенны, не могут быть отселектированы по частоте. Эти отражения приводят не только к замедлению сходимости алгоритма непосредственного обращения ковариационной матрицы, но и искажению ДНА и подавлению полезного сигнала. Это связано с тем, что направления приема сигнала, отраженного от цели, и помех от элементов подстилающей поверхности, облучаемых основным лепестком диаграммы направленности, совпадают. Влияние помех от подстилающей поверхности на работу БРЛС с АР иллюстрируется результатами математического моделирования.

При моделировании рассматривалась плоская N – элементная (N= 8) антенная решетка, диаграмма направленности (ДН) которой при отсутствии помех представлена на рисунке. 1, где основной лепесток ДН ориентирован на цель (угол -18 градусов по отношению к нормали к плоскости раскрыва), ширина основного лепестка – 8 градусов (по нулям). Если пассивные помехи отсутствуют, а активная помеха действует с направления, соответствующего дальним боковым лепесткам, то алгоритм непосредственного обращения ковариационной матрицы позволяет сформировать весовые коэффициенты так, чтобы создать провал в направлении источника помехи (рис. 2) (помеха действует с направления, соответствующего второму боковому лепестку ДНА, угол -26 градусов). При этом основной лепесток ДНА своей формы практически не меняет, а подавление точечной помехи достигает более 50 дБ.

–  –  –

Добавление второго источника помехи с направления, близкого к основному лепестку ДНА (угловое рассогласование 2 градуса) приводит к искажению основного лепестка ДНА: уменьшению коэффициента усиления (потери 3 дБ), смещению максимума, увеличению относительного уровня боковых лепестков (рис. 3). Однако если помеха распределенная (отражения от подстилающей поверхности), то при достаточной ее мощности основной лепесток ДНА может искажаться настолько, что результирующая диаграмма направленности антенны становится практически ненаправленной, что приводит к подавлению полезного сигнала (рис.4).

–  –  –

77-30569/293597, №01 январь 2012 г. http://technomag.edu.ru 4 Рис. 4. Диаграмма направленности адаптивной N-элементной (N=8) АР при наличии распределенной пассивной помехи, принимаемой по основному лепестку ДНА.

Отсюда следует требование: алгоритм адаптации должен обеспечивать близкое к потенциальному подавление сигналов точечных источников при наличии пассивных помех, принимаемых как по боковым, так и по основному лепестку ДНА, не внося существенных потерь в канал обработки полезного сигнала. Для обеспечения этого адаптацию предлагается проводить в собственном базисе ковариационной матрицы помех, а компенсацию искажений главного лепестка осуществлять за счет линейного преобразования, «обнуляющего» проекции собственных векторов помехи на собственные вектора ковариационной матрицы, соответствующие основному лепестку ДНА.

Рассмотрим предлагаемый алгоритм более подробно.

Для устранения сингулярности эрмитовой матрицы H и повышения вычислительной устойчивости алгоритма произведем переход в собственный базис матрицы помех с помощью линейного преобразования BH, в котором ковариационная матрица будет иметь вид:

–  –  –

преобразования размерности N rgH, столбцами которой являются нормированные собственные вектора матрицы R S. E S - диагональная матрица размерности rgH rgH,

–  –  –

На рисунке 6 показана ситуация, когда отражения от подстилающей поверхности принимаются с направлений, соответствующих основному лепестку ДНА ( ДН = 16 ).

Как видно из представленных графиков, предлагаемый алгоритм позволяет практически полностью исключить искажения главного лепестка ДН при воздействии пассивных помех, сохраняя при этом высокие характеристики подавления помех точечных источников с направлений, соответствующих боковым лепесткам. Небольшой проигрыш по подавлению помех, принимаемых с направлений, соответствующих боковым лепесткам ДНА, может составлять до 7 дБ. Он объясняется снижением размерности задачи при преобразовании в базис помех.

77-30569/293597, №01 январь 2012 г. http://technomag.edu.ru 8 Рис. 5. Диаграмма направленности адаптивной антенной решетки (ААР) с учетом отражений от подстилающей поверхности, принимаемых по боковым лепесткам ДНА (сплошная линия - алгоритм, описываемый выражениями (4-6); пунктирная линия алгоритм, описываемый выражением (1)).

Рис. 6. Диаграмма направленности ААР с учетом отражений от подстилающей поверхности, принимаемых по основному лепестку ДНА (сплошная линия - предлагаемый алгоритм; пунктирная линия алгоритм, описываемый выражением (1)).

Таким образом, предлагаемый адаптивный алгоритм обеспечивает близкие к оптимальным характеристики подавления помех точечных источников с направлений, соответствующих боковым лепесткам ДНА, и нечувствителен к помехам, вызванным http://technomag.edu.ru/doc/293597.html 9 отражениями от подстилающей поверхности и принимаемыми по основному лепестку диаграммы направленности антенны.

Литература:

Активные фазированные антенные решетки/ Под ред. Д.И. Воскресенского и А.И.

1.

Канащенкова. М.: Радиотехника, 2004. 488 с.

Монзинго Р.А., Миллер Т.У. Адаптивные антенные решетки: Введение в теорию:

2.

Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1986. 486 с.

Адаптивная компенсация помех в каналах связи/Под ред. Ю.И.Лосева. М.: Радио и 3.

связь, 1988. 312с.

Уидроу Б., Стирнз С. Адаптивная обработка сигналов. М.:Радио и связь, 1989. 440 с.

4.

77-30569/293597, №01 январь 2012 г. http://technomag.edu.ru 10 Algorithm of interference space compensation for side-looking airborne radar with phased array 77-30569/293597 # 01, January 2012 Tyutyugin V.G., Tihonov R.S., Smirnov V.V.

–  –  –

The aim of this work was the development of adaptive algorithm for antenna array (AA) for side-looking airborne radar; the characteristics of this algorithm were independent of reflection from underlying surface, including that from the main lobe of antenna directivity diagram. Proposed algorithm provided an operation of interference canceler of point sources with intensive reflection from local objects in “review” mode, that is the case of restricted time of radio-locating contact between side-looking airborne radar and target. The following investigation methods were used: mathematical synthesis, mathematical simulation. Application domain was the following: adaptive antenna arrays in side-looking airborne radars..

Publications with keywords: noise, algorithm, canceller Publications with words: noise, algorithm, canceller Reference

1. In: D.I. Voskresenskii, A.I. Kanashchenkov (Ed.), The active phased antenna arrays, Moscow, Radiotekhnika, 2004, 488 p.

2. Monzingo R.A., Miller T.U., Adaptive arrays: Introduction to the theory of, Moscow, Radio i sviaz', 1986, 486 p.

3. In: Iu.I.Losev (Ed.), Adaptive compensation of noise in communication channels, Moscow, Radio i sviaz', 1988, 312 p.

4. Uidrou B., Stirnz S., Adaptive signal processing, Moscow, Radio i sviaz', 1989, 440 p.

Похожие работы:

«Эволюция мировых энергетических рынков и ее последствия для России Москва Институт энергетических исследований Российской академии наук Аналитический центр при Правительстве Российской Федерации _ The Energy Research Institute of the Russian Academy of Sciences (ERI RAS) The Analytical Center for the Government of the Ru...»

«Открытое акционерное общество «Нефтегазовая компания «Славнефть» Приложение №1 к Приказу ОАО «НГК «Славнефть» от «30» июня 2014 г. № 41 ПРОЦЕДУРА закупочной деятельности СН-УСС-01-20-14 Редакция 1.0 г. Москва, 2014 г. СН-УСС-01-20-14 ОАО «НГК «Славнефть» Процедура закупочн...»

«Автоматизированная копия 461_450394 ВЫСШИЙ АРБИТРАЖНЫЙ СУД РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПОСТАНОВЛЕНИЕ Президиума Высшего Арбитражного Суда Российской Федерации № 16231/12 Москва 16 апреля 2013 г. Президиум...»

«ПУТЕВОДИТЕЛЬ ЭКСПОРТА НАЦИОНАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ЭКСПОРТУ И ИНВЕСТИЦИЯМ «KAZNEX INVEST» МИНИСТЕРСТВА ИНДУСТРИИ И НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ BBC British Broadcasting Corporation IFC International Finance Corporation TRQ Tariff rate quote АБР (ADB) Азиатский Банк Развития АО Акц...»

«Паспорт безопасности материала в соответствии с постановлениями Европейского Союза №№ 1907/2006 и 1272/2008, стандартными требованиями к уведомлениям об опасности 29 CFR 1910.1200 (США), австралийскими правилами здравоохранения и обеспечения безопасности на рабочих местах (WHS) и японс...»

«УДК 373 Н.В. Микушина, г. Каменск-Уральский Профилактика речевых нарушений у дошкольников В статье рассматривается проблема речевых нарушений у дошкольников, причины их возникновения, а также направления работы по профилактике речевых нарушений. Речевые нарушения, причины возникновения, профилактика. N.V. Mikushina, Kamensk-Ural...»

«Идэ & Идэ Знакомство с немедленной нагрузкой Данная книга объясняет, каким образом каждому пациенту можно установить имплантаты и несъемные ортопедические конструкции • в протоколе немедленной нагрузки • без аугментации костной ткани • без синус-лифтинга • без развития периимплантита И...»

«О.И. Царева СОПОСТАВЛЕНИЕ НА УРОКАХ ЛИТЕРАТУРЫ План лекции 1. Методологические основы использования приема сравнения на уроках литературы.2. Сопоставление (сравнение) как общедидактический и методический прием и его роль в литературном образовании.3. П...»

«ПОДБОР ОПТИМАЛЬНОЙ КИСЛОТНОЙ КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ УСПЕШНОЙ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ЗАГЛИНИЗИРОВАННОГО ТЕРРИГЕННОГО КОЛЛЕКТОРА НА ОСНОВЕ СВЕДЕНИЙ О МИНЕРАЛОГИЧЕСКОМ СОСТАВЕ Исполнители: Давлетов З.Р. Пахомов М.Д. Мурзатаева М.К. Дин...»









 
2017 www.pdf.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - разные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.