Адаптивная пространственная фильтрация активных помех
Отсутствие априорной информации о местоположении, количестве и спектральных характеристиках активных помех, а также изменчивость уровней и структуры поля этих помех затрудняют использование для помехозащиты в декаметровом диапазоне волн устройств пространственной фильтрации с постоянными параметрами. В этих условиях весьма эффективной может оказаться адаптивная обработка, позволяющая в зависимости от помеховой обстановки изменять форму ДН приемной антенны, а при необходимости и параметры системы временной обработки.
В последнее время в РЛС декаметрового диапазона находят применение адаптивные приемные антенные решетки.
В приемных антенных решетках адаптивное управление ДН осуществляется регулировкой амплитуд и фаз напряжений сигнала и помехи , снимаемых с выходов отдельных элементов (или групп элементов) решетки, что эквивалентно умножению этих напряжений на соответствующие комплексные весовые коэффициенты . В простейшем случае – приеме узкополосных сигналов (т.е. таких, у которых произведение полосы П на максимальную, разность запаздываний до различных точек антенной системы значительно меньше единицы) – адаптивная обработка заключается в весовом суммировании смеси (рис. 9.5),
Рис. 9.5. Структурная схема адаптивной обработки сигналов
т.е.
где знак *Т означает комплексную сопряженность
При условии, что число каналов приема превышает число источников, соответствующим выбором весовых коэффициентов можно осуществить когерентное межэлементное накопление полезного сигнала, приходящего с определенного направления, и компенсацию помех, приходящих с других направлений. При этом формируется ДН приемной антенны, у которой главный луч установлен в направлении прихода полезного сигнала, а в направлениях прихода помех образуются нули ДН.
Роль межэлементного накопления тем выше, чем меньше различаются между собой амплитуды сигналов , принимаемых отдельными элементами. Если сигнал принимается в основном одной остронаправленной антенной, а остальные элементы представляют собой слабонаправленные антенны, предназначенные для приема помех, межэлементное накопление существенной роли не играет.
Если условие не выполняется, то амплитудно-фазовые соотношения между ЭДС, наводимыми в отдельных элементах решетки, оказываются различными для разных составляющих частотного спектра сигнала (помехи). Для обеспечения эффективной весовой обработки всех составляющих спектра в цепи каждого элемента включают линии задержки с отводами. Снимаемые с них напряжения суммируются с учетом весовых коэффициентов.
Весовые коэффициенты, оптимизирующие систему в соответствии с заданным критерием качества, формируются с помощью процессора или аналоговых устройств с корреляционной обратной связью по определенным алгоритмам.
Применение адаптивных антенных систем (ААС) в декаметровом диапазоне имеет ряд существенных особенностей, которые в первую очередь связаны со структурой поля помех. В декаметровом диапазоне структура поля помех имеет, как правило, флуктуирующий характер, что обусловлено такими особенностями их распространения, как многолучевость и рассеяние на неоднородностях ионосферы. Вследствие этого амплитудно-фазовые соотношения между напряжениями в отдельных антеннах ААС не остаются постоянными и подвержены флуктуациям (быстрым и медленным).
В декаметровом диапазоне интервал автокорреляции быстрых флуктуации составляет обычно от долей секунд до нескольких секунд. В этих условиях считают необходимым, чтобы в ААС время установления оптимальных весовых коэффициентов, обеспечивающих эффективное подавление помех (т. е. время адаптации), было значительно меньше 1.
Быстрые флуктуации структуры поля помех обусловливают необходимость повышения требований к быстродействию системы адаптации при работе в декаметровом диапазоне волн. Эти требования считают, однако, сравнительно невысокими и вполне реализуемыми, особенно учитывая, что узкополосный характер действующих в декаметровом диапазоне сигналов и помех создает благоприятные условия для использования в системах адаптации этого диапазона цифровых методов обработки.
Таким образом, применение адаптивной пространственной фильтрации активных помех в декаметровом диапазоне вполне реализуемо при использовании не только аналоговых, но и цифровых методов обработки информации. В последнем случае рассматриваемые при обработке величины (помехи, сигналы, веса) являются функциями дискретного времени.
Основные принципы адаптивной пространственной фильтрации рассмотрим на примере адаптивных антенных систем с корреляционными обратными связями (ААС с КОС),использующих градиентные алгоритмы и получивших широкое распространение.
Дата добавления: 2021-02-19; просмотров: 531;