RU2013784C1 - Adaptive compensator of passive interferences - Google Patents
Adaptive compensator of passive interferences Download PDFInfo
- Publication number
- RU2013784C1 RU2013784C1 SU5048284A RU2013784C1 RU 2013784 C1 RU2013784 C1 RU 2013784C1 SU 5048284 A SU5048284 A SU 5048284A RU 2013784 C1 RU2013784 C1 RU 2013784C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- inputs
- block
- input
- processing channels
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам борьбы с помехами и может быть использовано в обзорных и посадочных радиолокационных станциях (РЛС) с фазированными антенными решетками для улучшения обнаружения и сопровождения самолетов на фоне сложных пассивных помех. The invention relates to anti-interference devices and can be used in survey and landing radar stations with radiated phased array antennas to improve the detection and tracking of aircraft against complex passive interference.
Цель изобретения - повышение эффективности компенсации пассивных помех за счет дополнительного подавления в каналах обработки помехи с нулевой доплеровской частотой. The purpose of the invention is to increase the efficiency of compensation for passive interference due to additional suppression in the processing channels of interference with zero Doppler frequency.
На фиг. 1 приведена структурная схема предложенного компенсатора; на фиг. 2 - схема приемно-передающего блока (ППБ); на фиг.3 - схема блока суммирования; на фиг.4 - схема комплексного умножителя; на фиг.5 -- схема первого накопителя; на фиг.6 - схема блока вычисления квадрата модуля; на фиг. 7 - схема делителей; на фиг.8 - схема блока поcтоянных запоминающих устройств, водящего в первый блок оценки вектора весовых коэффициентов; на фиг. 9 - схема пространственного согласованного фильтра; на фиг.10 - схема фильтра нулевых доплеровских частот; на фиг.11 - схема блока постоянных запоминающих устройств, входящего во второй блок оценки вектора весовых коэффициентов. In FIG. 1 shows a structural diagram of the proposed compensator; in FIG. 2 is a diagram of a receiving-transmitting unit (PPB); figure 3 - diagram of the block summation; figure 4 is a diagram of a complex multiplier; figure 5 - diagram of the first drive; figure 6 is a block diagram of the calculation of the square module; in FIG. 7 is a diagram of dividers; on Fig is a block diagram of a constant storage device, leading to the first block of the evaluation of the vector of weight coefficients; in FIG. 9 is a schematic diagram of a spatial matched filter; figure 10 is a diagram of a filter of zero Doppler frequencies; figure 11 is a diagram of a block of read-only memory included in the second block of the evaluation of the vector of weights.
Адаптивный компенсатор пассивных помех (см. фиг.1) содержит N каналов 1 обработки, антенный элемент 2, приемно-передающий блок 3, второй 20 и третий 21 блоки задержки, вычитатель 22, первый блок 4 задержки и комплексный умножитель 5, первый 7 и второй 16 блоки оценки векторов весовых коэффициентов, пространственный согласованный фильтр 17, фильтр нулевых доплеровских частот 18, N комплексных умножителей 19 и блок 6 суммирования, блок вычисления модуля, блок 9 постоянных запоминающих устройств, комплексный умножитель 10, первый накопитель 11, первый делитель 12, блок 13 вычисления квадрата модуля,второй накопитель 14, второй делитель 15, блок 23 вычисления модуля, блок 24 постоянных запоминающих устройств, второй фильтр 25 нулевых доплеровских частот, первый фильтр 26 нулевых доплеровских частот, комплексный умножитель 27, накопитель 28 и делитель 29. The adaptive passive interference canceller (see Fig. 1) contains N processing channels 1,
Приемно-передающий блок 3 (см. фиг.2) содержит антенный переключатель 30, усилитель высокой частоты 31, первый смеситель 32 и усилитель промежуточной частоты 33, второй смеситель 34 и усилитель мощности 35, фазовый детектор 36, первый аналого-цифровой преобразователь 37, второй фазовый детектор 38, второй аналого-цифровой преобразователь 39, фазовращатель 40. The transmitter-receiver unit 3 (see FIG. 2) comprises an
Блок суммирования (см. фиг.3) сдержит N сумматоров 41. The summing unit (see figure 3) will hold
Комплексный умножитель (см. фиг.4) содержит первый 42, второй 43, третий 44 и четвертый 45 умножители действительных чисел, первый алгебраический двухвходовый сумматор 46, второй алгебраический двухвходовый сумматор 47. The complex multiplier (see figure 4) contains the first 42, second 43, third 44 and fourth 45 real multipliers, the first algebraic two-
Накопители 11 и 28 (см. фиг.5) содержат два идентичных рекурсивных цифровых фильтра 48 и 49 первого порядка, каждый из которых включает последовательно соединенные первый умножитель 50, алгебраический сумматор 51, запоминающее устройство 52 и второй умножитель 53. Storage devices 11 and 28 (see FIG. 5) contain two identical first-order recursive
Схема вычисления квадрата модуля 13, входящая в первый блок 7 оценки вектора весовых коэффициентов (см. фиг.6) содержит, первый 54 и второй 55 квадраторы, выходы которых подключены к входам сумматора 56. The calculation circuit of the square of module 13, which is included in the first block 7 for estimating the vector of weight coefficients (see Fig. 6), contains first 54 and second 55 squares, the outputs of which are connected to the inputs of the adder 56.
Первый делитель 12, входящий в первый блок 7 оценки вектора весовых коэффициентов и делитель 29, входящий во второй блок 16 оценки вектора весовых коэффициентов, реализуют операцию деления комплексного числа а+jb на действительное число С и содержат (см. фиг.7) два идентичных делителя 57, 58 действительных чисел. The
Второй делитель 15, входящий в первый блок 7 оценки вектора весовых коэффициентов, представляет собой делитель действительных чисел. The
Блок 9 постоянных запоминающих устройств содержит (см. фиг.8) N постоянных запоминающих устройств 59. Block 9 read-only memory contains (see Fig.8) N read-
Пространственный согласованный фильтр 17 выполняет операцию весового суммирования и нормирования комплексных отсчетов и содержит (см. фиг.9) N комплексных умножителей 60, блок суммирования 61, делитель 62. Spatial matched
Первый 26 и второй 25 фильтры нулевых доплеровских частот, а также фильтр 18 нулевых доплеровских частот содержит (см.фиг.10) два идентичных нерекурсивных цифровых фильтра 63 и 64 первого порядка, каждый из которых содержит запоминающее устройство 65 и сумматор 66. The first 26 and second 25 filters of zero Doppler frequencies, as well as a filter of 18 zero Doppler frequencies contains (see figure 10) two identical non-recursive
Блок 24 постоянных заминающих устройств, входящий во второй блок 16 оценки вектора весовых коэффициентов, содержит (см. фиг.11) N постоянных запоминающих устройств 67. The
Работа адаптивного компенсатора пассивных помех заключается в следующем. В режиме приема отраженная от областей местных предметов и движущихся гидрометеоров электромагнитная волна улавливается антенными элементами 2, а затем усиливается и преобразуется приемно-передающими блоками 3N каналов обработки 1. На выходах фазовых детекторов 36 и 38 (см. фиг.2) выделяется комплексная огибающая пассивных помех, которая в аналого-цифровых преобразователях 37 и 39 подвергается временной дискретизации с периодом Тд и после амплитудного квантования преобразуется в многоразрядный параллельный двоичный код. Дискретные отсчеты комплексной огибающей помехи для одного элемента дальности на выходах всех N приемно-передающих блоков 3 представим (без учета эффектов квантования) в виде суммы двух векторов, каждый из которых содержит N элементов
(l) = (l)+(l) = U1expj2π(l-1)F1Tп+ +→
→+ U2expj2π(l-1)F2Tп+, (1) где U1 и U2, F1 и F2, Φ1 и Φ2 - амплитуды, доплеровские частоты и начальные фазы отражений от местных предметов и движущихся гидрометеоров соответственно:
l - номер зондирования,
= 1; exp (jΨsinφ1); ...; exp[j(N-1)sinφ1], (2)
= 1; exp (jΨsinφ2); ...; exp[j(N-1)sinφ2] - (3) транспонированные векторы фазового распределения отражений от местных предметов и движущихся гидрометеоров на раскрыве антенных элементов;
t - операция транспортирования.;
Ψ=2 π d/λо
d - расстояние между антенными элементами;
λо - длина электромагнитной волны;
φ1 и φ2 - углы между нормалью к линии антенных элементов и направлениями на местные предметы и движущиеся гидрометеоры соответственно.The adaptive passive jammer is as follows. In the receiving mode, the electromagnetic wave reflected from the areas of local objects and moving hydrometeors is captured by the
(l) = (l) + (l) = U 1 exp j 2π (l-1) F 1 T n + + →
→ + U 2 exp j 2π (l-1) F 2 T n + , (1) where U 1 and U 2 , F 1 and F 2 , Φ 1 and Φ 2 are the amplitudes, Doppler frequencies and initial phases of reflections from local objects and moving hydrometeors, respectively:
l is the sounding number,
= 1; exp (jΨsinφ 1 ); ...; exp [j (N-1) sinφ 1 ] , (2)
= 1; exp (jΨsinφ 2 ); ...; exp [j (N-1) sinφ 2 ] - (3) transposed vectors of the phase distribution of reflections from local objects and moving hydrometeors at the aperture of antenna elements;
t - transportation operation .;
Ψ = 2 π d / λ о
d is the distance between the antenna elements;
λ about - the length of the electromagnetic wave;
φ 1 and φ 2 are the angles between the normal to the line of antenna elements and the directions to local objects and moving hydrometeors, respectively.
Отсчеты комплексной огибающей помехи на выходах приемно-передающих блоков 3 первого и второго каналов обработки представляют первый и второй элементы вектора (l) и определяются соотношениями V1(l)=U1exp{j[2 π(l-1)F1Tп+Φ1] } +U2exp{ j[2π(l-1)F2Tп+Φ2] } , V2(l)= U1exp{j[2π(l-1)F1Tп+Φ1] }exp(jΨsinφ1)+
+U2 exp{j[2π(l-1)F2Tп+Φ2]}exp(jΨsinφ2)
Эти отсчеты поступают на первый 26 и второй 25 фильтры нулевых доплеровских частот, которые не пропускают дискретные отсчеты отражений от движущихся гидрометеоров. Полагая F1 ≈0 и F2>F1, на выходах этих фильтров имеем:
Z1(l)=U1exp(j Φ1),
Z2(l)=U1exp(j Φ2)exp(j Ψsin φ1).The samples of the complex envelope of interference at the outputs of the transmit-receive units 3 of the first and second processing channels represent the first and second elements of the vector (l) and are determined by the relations V 1 (l) = U 1 exp {j [2 π (l-1) F 1 T n + Φ 1 ]} + U 2 exp {j [2π (l-1) F 2 T n + Φ 2 ]}, V 2 (l) = U 1 exp {j [2π (l-1) F 1 T n + Φ 1 ]} exp (jΨsinφ 1 ) +
+ U 2 exp {j [2π (l-1) F 2 T n + Φ 2 ]} exp (jΨsinφ 2 )
These samples arrive at the first 26 and second 25 filters of zero Doppler frequencies, which do not pass the discrete samples of reflections from moving hydrometeors. Assuming F 1 ≈0 and F 2 > F 1 , at the outputs of these filters we have:
Z 1 (l) = U 1 exp (j Φ 1 ),
Z 2 (l) = U 1 exp (j Φ 2 ) exp (j Ψsin φ 1 ).
На выходе комплексного умножителя 27 второго блока 16 оценки вектора весовых коэффициентов формируется величина
y1(l) = Z1(l)Z
y 1 (l) = Z 1 (l) Z
В накопителе 28 осуществляется усреднение этих величин за несколько элементов разрешения по дальности, что в пределе дает математическое ожидание от комплексной экспоненты, умноженное на некоторый коэффициент К. На выходе накопителя 28 имеем оценку
(l) = KU
- оценка угла φ1.In drive 28, these values are averaged over several range resolution elements, which in the limit gives the mathematical expectation of the complex exponent multiplied by some coefficient K. At the output of drive 28, we have the estimate
(l) =
- an estimate of the angle φ 1 .
На выходе блока 23 вычисления модуля формируется величина
= KU
= 1; exp(-jΨsin); ... ; exp[-j(N-1)Ψsin)]
Полагая, что φ1 можно записать
= (4)
Значения элементов вектора подаются на первые N входов пространственного согласованного фильтра 17, на вторые N входов которого через вторые блоки 20 задержки каналов обработки поступают отсчеты комплексной огибающей помехи (1), задержанные на время, которое необходимо для формирования вектора во втором блоке 16 оценки вектора весовых коэффициентов. В пространственном согласованном фильтре 17 осуществляется весовое суммирование отсчетов помехи и их нормировка, которые дают на выходе фильтра 17 следующую величину:
Y1(l) = (l)/N = (l)+(l)/ N, где η- знак хромитовой сопряженности, т.е. комплексного сопряжения и транспортирования.At the output of module calculation unit 23, a value is formed
=
= 1; exp (-jΨsin ); ...; exp [-j (N-1) Ψsin )]
Assuming that φ 1 can be written
= (4)
Vector Element Values fed to the first N inputs of the spatial matched
Y 1 (l) = (l) / N = (l) + (l) / N, where η is the sign of chromite conjugacy, i.e. integrated pairing and transportation.
Учитывая, что F1 ≈0 и = N, получаем
Y1(l) = U1exp (jφ1) + (l)/ N (5) Поскольку фильтр 18 нулевых доплеровских частот не пропускает составляющие с частотой F2, на вторые входы комплексных умножителей 19 поступает только первое слагаемое выражение (5):
Y2(l)=U1exp(j Φ1) (6) В комплексных умножителях 19 происходит умножение этой величины на комплексно-сопряженные элементы вектора . Произведения на выходах комплексных умножителей 19 запишем в виде вектора
(l) = Y2(l)= U1exp(jφ1) (7)
Поэтому на выходах вычитателей 22 каналов 1 обработки образуются разности, представляющие собой элементы следующего вектора:
(l) = (l)-(l)
Учитывая, что F1 ≈0, и соотношения (1) и (7), получаем
(l) = U2expj2Π(l-1)F2Tп+ (8)
Таким образом, мешающие отражения от местных предметов на выходах вычитателей 22 каналов 1 обработки оказались скомпенсированными, т.е. на выходах вычитателей 22 формируются величины, состоящие только из дискретных отсчетов комплексной огибающей отражений от движущихся гидрометеоров. Третьи блоки 21 задержки каналов обработки осуществляют задержку отсчетов на время, необходимое для выполнения операций в пространственном согласованном фильтре 17 и операции умножения в комплексных умножи- телях 19.Given that F 1 ≈0 and = N, we obtain
Y 1 (l) = U 1 exp (jφ 1 ) + (l) / N (5) Since the filter 18 of zero Doppler frequencies does not pass components with a frequency of F 2 , only the first term expression (5) arrives at the second inputs of the complex multipliers 19:
Y 2 (l) = U 1 exp (j Φ 1 ) (6) In
(l) = Y 2 (l) = U 1 exp (jφ 1 ) (7)
Therefore, at the outputs of the subtractors 22 of the processing channels 1, differences are formed, which are elements of the following vector:
(l) = (l) - (l)
Given that F 1 ≈0, and relations (1) and (7), we obtain
(l) = U 2 exp j 2Π (l-1) F 2 T n + (8)
Thus, the interfering reflections from local objects at the outputs of the subtractors 22 of the processing channels 1 turned out to be compensated, i.e. at the outputs of the subtractors 22, values are formed that consist only of discrete readings of the complex envelope of reflections from moving hydrometeors. The third blocks 21 of the processing channel delay delay the samples by the time required to perform operations in the matched
Последующая обработка направлена на компенсацию отражений от движущихся гидрометеоров. Subsequent processing is aimed at compensating reflections from moving hydrometeors.
В качестве критерия эффективности заявляемого адаптивного компенсатора воспользуемся коэффициентом подавления помехи:
Кп= -10lg(Pвых/Рвх), где Рвых и Рвх - мощность помехи соответственно на выходе и входе компенсатора.As a criterion for the effectiveness of the proposed adaptive compensator, we use the interference suppression coefficient:
K n = -10lg (P out / P Rin) wherein P O and P Rin - interference power respectively to outlet and inlet compensator.
Таким образом, эффективность адаптивного компенсатора инвариантна по отношению к направлениям прихода мешающих отражений. Это выгодно отличает предлагаемый адаптивный компенсатор от прототипа, эффективность которого существенно падает при наличии мешающих отражений, приходящих с двух различных направлений. Thus, the efficiency of the adaptive compensator is invariant with respect to the directions of arrival of interfering reflections. This distinguishes the proposed adaptive compensator from the prototype, the effectiveness of which decreases significantly in the presence of interfering reflections coming from two different directions.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5048284 RU2013784C1 (en) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | Adaptive compensator of passive interferences |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5048284 RU2013784C1 (en) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | Adaptive compensator of passive interferences |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013784C1 true RU2013784C1 (en) | 1994-05-30 |
Family
ID=21607282
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5048284 RU2013784C1 (en) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | Adaptive compensator of passive interferences |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2013784C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7145503B2 (en) | 2001-11-12 | 2006-12-05 | Telstra Corporation Limited | Surface wave radar |
RU183966U1 (en) * | 2018-07-12 | 2018-10-11 | Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации | Hydrometeor interference suppression device |
-
1992
- 1992-06-16 RU SU5048284 patent/RU2013784C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Ю.В. Иванов и др. Оценка эффективности подавления помехи вкогерентно-импульсной радиолокационной станции с фазированной антенной решеткой. Вопросы радиоэлектроники, сер. ОВР, 1991, вып.19, рис.3б. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7145503B2 (en) | 2001-11-12 | 2006-12-05 | Telstra Corporation Limited | Surface wave radar |
RU183966U1 (en) * | 2018-07-12 | 2018-10-11 | Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации | Hydrometeor interference suppression device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ahmad et al. | Synthetic aperture beamformer for imaging through a dielectric wall | |
Blunt et al. | Adaptive pulse compression via MMSE estimation | |
US7714782B2 (en) | Phase arrays exploiting geometry phase and methods of creating such arrays | |
Miller et al. | RFI suppression for ultra wideband radar | |
US7292663B1 (en) | Efficient space-time adaptive processing (STAP) filter for global positioning system (GPS) receivers | |
Chan et al. | The least squares estimation of time delay and its use in signal detection | |
Chen et al. | MIMO radar space–time adaptive processing using prolate spheroidal wave functions | |
Fante et al. | Wideband cancellation of interference in a GPS receive array | |
EP1738192B1 (en) | System and method for dynamic weight processing | |
CA2072287A1 (en) | Complementary-sequence pulse radar with matched filtering following doppler filtering | |
Touzi et al. | The principle of speckle filtering in polarimetric SAR imagery | |
US4086592A (en) | Digital sidelobe canceller | |
Gierull | Moving target detection with along-track SAR interferometry | |
US20100265133A1 (en) | Method for suppressing multipath errors in a satellite navigation receiver | |
Amein et al. | A new chirp scaling algorithm based on the fractional Fourier transform | |
Chen et al. | Implementation of an adaptive wideband digital array radar processor using subbanding for enhanced jamming cancellation | |
EP1521097A2 (en) | Pulse compression processor | |
US5841395A (en) | Localized interference nulling preprocessor | |
RU2013784C1 (en) | Adaptive compensator of passive interferences | |
US6963303B1 (en) | Adaptive filter to reduce multipath | |
Leabman | Adaptive band-partitioning of rinterference cancellation in communications systems | |
Farina | Optimised radar processors | |
Mateos-Núñez et al. | Design of mutually incoherent arrays for DoA estimation via group-sparse reconstruction | |
Mandal et al. | An adaptive clutter suppression technique for moving target detector in pulse Doppler radar | |
Moghadam et al. | Direction of arrival (DOA) estimation with extended optimum co-prime sensor array (EOCSA) |