Особенность использования планарных антенных решеток с центральной симметрией в схеме компенсатора помех

  • Павел [Pavel] Сергеевич [S.] Грибов [Gribov]
  • Мария [Mariya] Александровна [A.] Грибова [Gribova]
  • Александр [Aleksandr] Юрьевич [Yu.] Шатилов [Shatilov]
Ключевые слова: симметричная антенная решетка, компенсатор помех, подпространство источников помех, коэффициент подавления, диаграмма направленности

Аннотация

Рассмотрен вопрос эффективности функционирования компенсатора помех с антенной решеткой (АР) специального вида. Известно, что характеристики элементов решетки и их расположение непосредственно влияют на эффективность работы адаптивной системы. Показано, что использование планарных центрально-симметричных АР в схеме компенсатора помех сопровождается существенным недостатком функционирования адаптивной системы в целом, который заключается в том, что для подобных типов АР существуют частные случаи направлений прихода помех, т.е. помеховой обстановки, в которых компенсатор не способен подавить действующие помехи. При этом помехи статистически независимы, действуют с различных направлений и их количество на единицу меньше числа антенных элементов решетки. Это обстоятельство вызвано тем, что для рассматриваемых частных случаев помеховой обстановки ранг подпространства источников внешних помех оказывается меньше количества действующих помех, поэтому сформировать нули диаграммы направленности (ДН) АР в направлении всех помех не удается. Проанализирована задача поиска таких помеховых обстановок, для которых наблюдается указанный недостаток. На примере планарной четырехэлементной АР выполнен расчет особых направлений действия помех, для которых эффективность работы компенсатора мала. Полученные теоретические результаты подтверждены имитационным моделированием работы компенсатора. Модель устройства подавления помех составлена таким образом, что в нее не включены дестабилизирующие факторы, присутствующие в реальной аппаратуре. Это позволяет оценить влияние единственного фактора — особой помеховой обстановки. Результаты имитационного моделирования позволяют оценить эффективность функционирования компенсатора в неблагоприятной помеховой обстановке. Для рассматриваемого случая коэффициент подавления снижен до 2,7 дБ, а при отношении помеха/собственный шум на входе компенсатора равен 60 дБ, в результате чего действующие помехи проходят на выход компенсатора практически неподавленными. Функционирование компенсатора в благоприятной и неблагоприятной помеховых обстановках наглядно проиллюстрированы ДН АР. Для борьбы с указанным недостатком рекомендуется изменить геометрию АР, использовать избыточное количество АЭ и иные алгоритмы помехозащиты приемной системы.

Сведения об авторах

Павел [Pavel] Сергеевич [S.] Грибов [Gribov]

Место работы

кафедра Радиотехнических систем НИУ «МЭИ»

Должность

аспирант

Мария [Mariya] Александровна [A.] Грибова [Gribova]

Место работы

кафедра Радиотехнических систем НИУ «МЭИ»

Должность

аспирант

Александр [Aleksandr] Юрьевич [Yu.] Шатилов [Shatilov]

Учёная степень:

кандидат технических наук

Место работы

кафедра Радиотехнических систем НИУ «МЭИ»; АО «КБ НАВИС»

Должность

доцент; начальник отделения базовых технологий интеграционных навигационных систем

Литература

1. Корогодин И.В., Перов А.И., Днепров В.В., Савельев С.А. Экспериментальное исследование характеристик навигационного приемника с антенной решеткой и фокусировкой на навигационные спутники // Радионавигационные технологии. 2016. № 5. С. 100—105.

2. Dabak Ö.C. е. а. Interference suppression in a GPS receiver with 4 element array design and implementation of beamforming algorithms // Proc. Position, Location and Navigation Symp. (PLANS). Savannah (GA), 2016. Pp. 645—652.

3. Ширман Я.Д., Манжос В.Н. Теория и техника обработки радиолокационной информации на фоне помех. М.: Радио и связь, 1981.

4. Монзинго Р.А. Адаптивные антенные решетки. М.: Радио и связь, 1986.

5. Уидроу Б., Стринз С. Адаптивная обработка сигналов. М.: Радио и связь, 1989.

6. Бакитько Р.В. и др. ГЛОНАСС-принципы построения и функционирования. М.: Радиотехника, 2010.

7. Харисов В.Н. Экспериментальное исследование цифрового антенного компенсатора помех для приемника СРНС // Радиотехника. 2008. № 7. С. 51—55.

8. Харисов В.Н. Характеристики подавления помех в первом образце помехоустойчивой аппаратуры потребителей СРНС ГЛОНАСС/GPS с адаптивной антенной решеткой // Радиотехника. 2010. № 7. С. 127—136.

9. Харисов В.Н. Оценка характеристик подавления помех приемникам ГНСС с антенными решетками в реальных условиях // Радиотехника. 2013. № 7. С. 132—136.

10. Antcom [Офиц. сайт] http://www.antcom.com/ (дата обращения 17.04.2017).

11. Ермолаев В.Т., Флаксман А.Г. Методы оценивания параметров источников сигналов и помех, принимаемых антенной решеткой. Нижний Новгород: Изд-во Нижегородского гос. ун-та им. Н.И. Лобачевского, 2007.

12. Гершман А.Б., Ермолаев В.Т. Анализ собственных чисел корреляционной матрицы входных колебаний адаптивной антенной решетки и возможности углового сверхразрешения в условиях коррелированных внешних источников излучения // Известия высших учебных заведений. Серия «Радиофизика». 1988. Т. 31. № 10. С. 1236—1240.

13. Марпл.-мл. С.Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения. М.: Мир, 1990.
---
Для цитирования: Грибов П.С., Грибова М.А., Шатилов А.Ю. Особенность использования планарных антенных решеток с центральной симметрией в схеме компенсатора помех // Вестник МЭИ. 2018. № 2. С. 123—128. DOI: 10.24160/1993-6982-2018-2-123-128.
#
1. Korogodin I.V., Perov A.I., Dneprov V.V., Savel'ev S.A. Eksperimental'noe Issledovanie Kharakte- ristik Navigatsionnogo Priemnika s Antennoy Reshetkoy i Fokusirovkoy na Navigatsionnye Sputniki. Radionaviga- tsionnye tekhnologii. 2016;5:100—105. (in Russian).

2. Dabak Ö.C. e. a. Interference Suppression in a GPS Receiver with 4 Element Array Design and Implementation of Beamforming Algorithms. Proc. Position, Location and Navigation Symp. (PLANS). Savannah (GA), 2016: 645—652.

3. Shirman Ya.D., Manzhos V.N. Teoriya i Tekhnika Obrabotki Radiolokatsionnoy Informatsii na Fone Pomekh. M.: Radio i Svyaz', 1981. (in Russian).

4. Monzingo R.A. Adaptivnye Antennye Reshetki. M.: Radio i Svyaz', 1986. (in Russian).

5. Uidrou B., Strinz S. Adaptivnaya Obrabotka Signalov. M.: Radio i Svyaz', 1989. (in Russian).

6. Bakit'ko R.V. i dr. GLONASS-printsipy Postroeniya i Funktsionirovaniya. M.: Radiotekhnika, 2010. (in Russian).

7. Kharisov V.N. Eksperimental'noe Issledovanie Tsifrovogo Antennogo Kompensatora Pomekh dlya Priem- nika SRNS. Radiotekhnika. 2008;7:51—55. (in Russian).

8. KharisovV.N. Karakteristiki Podavleniya Pomekh v Pervom Obraztse Pomekhoustoychivoy Apparatury Potrebiteley SRNS GLONASS/GPS s Adaptivnoy Antennoy Reshetkoy. Radiotekhnika. 2010;7:127—136. (in Russian).

9. Kharisov V.N. Otsenka Kharakteristik Podavleniya Pomekh Priemnikam GNSS s Antennymi Reshetkami v Real'nykh Usloviyakh. Radiotekhnika. 2013;7132—136. (in Russian).

10. Antcom [Ofits. Sayt] http://www.antcom.com/ (Data Obrashcheniya 17.04.2017). (in Russian).

11. Ermolaev V.T., Flaksman A.G. Metody Otsenivaniya Parametrov Istochnikov Signalov i Pomekh, Prini- maemykh Antennoy Reshetkoy. Nizhniy Novgorod: Izd- vo Nizhegorodskogo Gos. Un-ta im. N.I. Lobachevskogo, 2007. (in Russian).

12. Gershman A.B., Ermolaev V.T. Analiz Sobstvennykh Chisel Korrelyatsionnoy Matritsy Vkhodnykh Kolebaniy Adaptivnoy Antennoy Reshetki i Vozmozhnosti Uglovogo Sverkhrazresheniya v Usloviyakh Korrelirovan- nykh Vneshnikh Istochnikov Izlucheniya. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedeniy. Seriya «Radiofizika». 1988;31;10:1236—1240. (in Russian).

13. Marpl.-ml. S.L. Tsifrovoy Spektral'nyy Analiz i Ego Prilozheniya. M.: Mir, 1990. (in Russian).
---
For citation: Gribov P.S., Gribova М.А., Shatilov А.Yu. Specific Features Pertinent to the Use of Planar Antenna Arrays with Central Symmetry in Interference Cancellers. MPEI Vestnik. 2018;2:123—128. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2018-2-123-128.
Опубликован
2019-02-05
Раздел
Радиотехника и связь (05.12.00)