Научная статья на тему 'Применение четных функций в алгоритмах адаптации фазированных антенных решеток в условиях помех'

Применение четных функций в алгоритмах адаптации фазированных антенных решеток в условиях помех Текст научной статьи по специальности «Общие и комплексные проблемы технических и прикладных наук и отраслей народного хозяйства»

CC BY
25
6
Поделиться

Аннотация научной статьи по общим и комплексным проблемам технических и прикладных наук и отраслей народного хозяйства, автор научной работы — Соколовский А.В.

Рассмотрено применение четных функций в алгоритмах адаптации фазированных антенных решеток, позволяющих сохранять направление главного максимума диаграммы направленности.

Похожие темы научных работ по общим и комплексным проблемам технических и прикладных наук и отраслей народного хозяйства , автор научной работы — Соколовский А.В.,

APPLICATION OF EVEN FUNCTIONS IN THE ADAPTATION ALGORITHM OF PHASED ARRAY ANTENNAS IN NOISY ENVIRONMENTS

The application of even functions in the adaptation algorithm of phased array antennas that preserve the direction of the principal maximum of the directional diagram.

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Текст научной работы на тему «Применение четных функций в алгоритмах адаптации фазированных антенных решеток в условиях помех»

Решетневскце чтения

странения сигнала в лучах приемных трактов МИП. стями параметров приемных трактов (коэффициента

Так как условия распространения практически иден- передачи, ГВЗ, шум-факторы), погрешности формы

тичны, то R12» 1, Op » 0. диаграммы направленности приемных антенн.

Проанализировав составляющие СКО пеленга по При этом ошибки, вызванные флуктуациями пи-

методу моноимпульсного пеленгатора можно сказать, тающих напряжений, и ошибки при распространении

что основной вклад в СКО вносят погрешности ори- сигнала не вносят значительного вклада в общую по-

ентации КА, ошибки, обусловленные неидентично- грешность измерения пеленга.

P. V. Semkin

JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk

ANALYSIS OF BEARING MEASUREMENT ERROR COMPONENTS BY MONOIMPULSE DIRECTION FINDING OF RADIOSOURSES FROM SPACECRAFT

The method of radiosourse positioning on Earth surface with usage of monoimpulse direction finder based on the spacecraft is considered.

© Семкин П. В., 2012

УДК 623.626

А. В. Соколовский

ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», Россия, Железногорск

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

ПРИМЕНЕНИЕ ЧЕТНЫХ ФУНКЦИЙ В АЛГОРИТМАХ АДАПТАЦИИ ФАЗИРОВАННЫХ АНТЕННЫХ РЕШЕТОК В УСЛОВИЯХ ПОМЕХ

Рассмотрено применение четных функций в алгоритмах адаптации фазированных антенных решеток, позволяющих сохранять направление главного максимума диаграммы направленности.

В настоящее время для решения таких специализированных задач как проведение геодезических изысканий, обеспечение посадки воздушных судов, измерение деформации протяженных объектов все чаще применяются спутниковые радионавигационные системы (СРНС). Подобные приложения СРНС требуют определения навигационных параметров с погрешностью не более единиц сантиметров.

В целях увеличения точности спутниковой радионавигационной системы (СРНС) ГЛОНАСС происходит развертывание сети беззапросных измерительных станций (БИС). При этом БИС должна обеспечивать непрерывное высокоточное измерение радионавигационных параметров в условиях существования естественных и искусственных радиопомех.

Для повышения помехоустойчивости может быть использован следующий комплекс мер: пространственная селекция на основе применения как адаптивных фазированных антенных решеток (АФАР), так и антенных компенсаторов помех; фильтрация в частотной и/или во временной областях; поляризационная селекция. Наиболее бурно развивающимся направлением борьбы с активными помехами является пространственная селекция с использованием АФАР. При этом как коэффициент подавления помехи, так и точность определения радионавигационных парамет-

ров в процессе адаптации во многом зависят от применяемого алгоритма адаптации.

Одним из перспективных адаптивных алгоритмов пространственной компенсации активных помех можно считать алгоритм, в котором амплитудное распределение представлено в виде ряда Фурье по ортогональным функциям [1]. Результирующее амплитудное распределение АФАР представляется дискретным комплексным рядом Фурье:

- mo1

(2)

ai = 1 "S are

r=1

где ar - коэффициенты разложения; i - номер канала,

N -1 N -1

i = —

r = 1...R, R = N-1.

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

2 2

Рассмотрим результат адаптации АФАР при помощи алгоритма на основе полного экспоненциального ряда Фурье. При построении математической модели использовались следующие начальные условия: количество элементов в АФАР N = 8, отношение помеха/шум равно 30 дБ, углы прихода помех фм1 = 1,5ф0 (центр первого бокового лепестка) и фи2 = 2,5ф0 (центр второго бокового лепестка). Штриховой линией изображена исходная диаграмма направленности (ДН), сплошной -результирующая ДН после завершения процесса адаптации.

Системы управления, космическая навигация и связь

Исходная ДН и ДН после завершения процесса адаптации в соответствии с алгоритмом изображены на рис. 1.

В результате адаптации в ДН формируются узкие провалы в направлении источников помех. Выигрыш в отношении сигнал/шум + помеха (ОСШП) составил 18,5 дБ.

Рис. 1. ДН АФАР при действии 2-х постановщиков помех (экспоненциальный ряд Фурье)

В результате адаптации в соответствии с приведенным алгоритмом все боковые лепестки подвергаются возмущениям. Характер этих возмущений имеет форму всплесков. В области 2 боковых лепестков величина флюктуаций может изменяться в пределах от -22 до 30 дБ. Главный лепесток в пределах половинной мощности флюктуациям не подвергается.

Основным недостатком приведенного алгоритма является несимметричное искажение формы главного лепестка ДН при адаптации в условиях помех, что приводит к погрешностям определения радионавигационных параметров в БИС. Поскольку для БИС определены очень жесткие требования по точности, можно предложить алгоритм адаптации ФАР на основе полного четного ряда Фурье, когда

Можно отметить тот факт, что при подавлении активных помех в соответствии с этим алгоритмом в ДН формируются провалы как в направлениях источников помеховых сигналов, так и в симметричных им относительно оси ф = 0 направлениях. Результаты выполнения алгоритма для тех же начальных условий, что и в предыдущем алгоритме, представлены на рис. 2.

ai =1-Z arcos (гЦо'' )•

(2)

r=1

Рис. 2. ДН АФАР при действии 2-х постановщиков помех (экспоненциальный ряд Фурье)

Выигрыш в ОСШП составил 18 дБ в отличие от 18,5 дБ для алгоритма с экспоненциальным рядом. Расширение главного лепестка в данном случае имеет симметричный характер.

Ввиду того, что при использовании алгоритма с четным рядом в большей степени сохраняется главный лепесток, этот алгоритм может быть рекомендован для использования в БИС, оснащенных АФАР.

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Библиографическая ссылка

1. Пистолькорс А. А., Литвинов О. С. Введение в теорию адаптивных антенн. М. : Наука, 1991.

A. V. Sokolovskiy

JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk

APPLICATION OF EVEN FUNCTIONS IN THE ADAPTATION ALGORITHM OF PHASED ARRAY ANTENNAS IN NOISY ENVIRONMENTS

The application of even functions in the adaptation algorithm of phased array antennas that preserve the direction of the principal maximum of the directional diagram.

© Соколовский А. В., 2012