1. Аналоговий кореляційний автокомпенсатор

Рисунок 1.4 Схема АК

Кореляційні автокомпенсатори (АК) завад, до цих пір широко застосовуються в радіолокаційній техніці, були запропоновані Я.Д. Ширманом і С.І. Красногорова на початку 60-х років минулого століття. Приблизно в цей же час такі пропозиції незалежно з'явилися і в США.

На рис. 1.4 приведена спрощена схема аналогового багатоканального кореляційного АК з нерегульованим основним каналом і системою з М - 1 паралельно включених регульованих допоміжних (компенсаційних) каналів.

Комплексна амплітуда (1.2) завади на її виході

(1.2)

дорівнює сумі комплексних амплітуд завади в основному каналі і лінійної комбінації (зваженої сумі) завад компенсаційних каналів y(t) = {y_l(t)}^M-1_l=1 ; компенсує заваду в основному каналі за рахунок спеціального приладу

(М- 1)-мирного вектору вагів k(t).

2. Цифрові кореляційні автокомпенсатори

Найпростіший цифровий АК виходить при дискретизації алгоритму (1.3а), (1.3б) в виді

(1.3б)

(1.3а)

Де нижній індекс «k» вказує номер рахунку відповідного процесу, Δ- часовий інтервал між ними. Недолік цього алгоритму, що він потребує великої кількості вибірок, а так як швидкодія для нас на першому місці, то цей метод буде рахувати не дуже точно.

3. Квазіньютоновскій алгоритм адаптації

На основі оцінки максимальної правдоподібності ПКМ загального вигляду в 1974 г. в статі I.S. Reed, I.D. Mallet и L.E. Breiinan запропонували новий для того часу метод адаптації, заснований на використанні як оцінки Ф невідомої кореляційної матриці (КМ) Ф вибіркової матриці

(1.4)

яка для комплексних нормальних векторів, що задовольняють умовам

(1.5)

є оцінкою максимальної правдоподібності (МП оцінкою) КМ загального вигляду. Зворотній їй матриця використовується в алгоритмі адаптивної просторової обробки сигналу на тлі шумової завади. Як видно з (1.72), МП оцінка КМ загального вигляду Ф пов'язана з матрицею А нормується через константу с_k = 1/К :

(1.6)

Де y - це вихідні сигнали на елементах антенної решітки.

Оскільки константа с_k не впливає на результуюче відношення сигнал - (завада + шум), оцінкою Ф КМ загального вигляду служить випадкова матриця А (1.72).

2. Математична модель антенних решіток

В даний час більшість систем пов'язаних з передачею, витягом і обробкою інформації є бездротовими. А саме в цьому випадку інформація передається за допомогою електромагнітних хвиль. Так при передачі вихідна інформація перетворюється в електромагнітну хвилю, а потім при прийомі відбувається зворотне перетворення. А саме з електромагнітної хвилі витягується цифровий (двійковий) код, який вже сприймається будь-яким програмним забезпеченням.

На рис.2.1 схематично показано основні етапи обробки при отриманні інформації за допомогою електромагнітних хвиль.

y(n)

y(t)

u(t)

Рисунок 2.1 Етапи обробки

Зробимо пояснень з даного малюнку. Так, антена—це елемент, який здійснює перетворення електромагнітної (або акустичної хвилі) в електричну напругу. Якщо ж ми говоримо не про прийом, а про передачу інформації, то перетворення здійснюється навпаки з електричного напруги в електромагнітну хвилю.

В результаті при прийомі на виході антени ми отримали сигнал u (t), який представляє прийняту інформацію як функцію безперервного часу t. Такі сигнали називаються аналоговими, а відповідно системи обробні подібні сигналу називаються аналоговими. Подібні системи характерні тим, що їх характеристики, а також вхідні і вихідні сигнали є функцією від безперервного часу t.

Розглянемо тепер наступний елемент на рис.2.2 - АЦП (аналого-цифровий перетворювач). Фактично це перетворювач з безперервної функції в двійковий код.

Квантування по рівню

Квантування по часу

y(n)

y(t)

y(n)

Рисунок 2.2 Аналого-цифровий перетворювач

Де квантувач в часі здійснює просто вибірку з неперервної функції її значень через інтервал (крок) часу Tд (рис 2.3).

Рисунок 2.3 Вибірка з неперервної функції

При такому виконаному перетворенні (вибірці відліків з безперервної функції) самі значення мають необмежену точність. У комп'ютері розрядність даних фіксована, тому необхідно виконати прив'язку реальних значень до наявної розрядної сітки (рис 2.4).

Рисунок 2.4 Прив'язка реальних значень до наявної розрядної сітки

Фактично після АЦП ми отримали цілі числа, які мають формат даних використовується в обчислювальній системі.

Повернемося тепер до антен і пояснимо основну характеристику— діаграму спрямованості (ДН). Найважливіша властивість антени— це вибірковість посилення прийнятого сигналу в залежності від напрямку приходу електромагнітної хвилі, яка даний сигнал створює. І діаграма спрямованості— це характеристика антени, яка цю вибірковість кількісно визначає. Можна сформулювати наступне визначення. Діаграма спрямованості— це залежність посилення прийнятого сигналу в залежності від напрямку його приходу. У загальному випадку діаграма спрямованості—це функція двох кутових напрямків:

   F (Ө, φ), де Ө—азимут, φ—кут місця.

Часто вибірковість прийому розглядається тільки по одній координаті (азимут). Це пов'язано з тим, що за іншою координаті антена є всенаправлена. Ми надалі будемо в основному розглядати саме цей випадок, а саме F (Ө) буде функцією тільки однієї кутової координати. На рис 1.5 показана типова діаграма спрямованості.

φ

Рисунок 2.5 Типова діаграма спрямованості

Видно, що у разі показаному на рис.2.5 в напрямку нульового азимута посилення прийнятого сигналу максимально, а на деяких напрямках приходу (де F (Ө) близько до нуля) спостерігається повне придушення прийнятого сигналу. Зауважимо, що крім основного максимуму в ДС є також бічні пелюстки (що є небажаним, але це характерно для будь ДС).

До цього ми використовували поняття сигнал. Тепер можна його більш точно сформулювати. Сигнал—це інформація представлена ​​у вигляді зміни в часі напруги (напруженості електромагнітного поля або іншого фізичного параметра).

В даний час використовуються в системах зв'язку антени представляють так звані антенні грати. Це сукупність декількох слабонаправленних антен, які за рахунок об'єднання забезпечують можливість ефективного зміни діаграми спрямованості. На рис 1.6 схематично показана антенна решітка

1-й эл. АР

N-й эл. АР

i-й эл. АР

2-й эл. АР

Рисунок 2.6 Антенна решітка

Де антенна система складається N елементів. Кожен елемент—це ненаправлена антена, і фактично ДС кожного елемента: F (Ө) = 1. Тобто з усіх напрямків посилення сигналу однакове. Саме значення ДС, нами прийняте, ролі не грає. Можна записати інше значення—головне Де у тому, що немає вибірковості посилення в різних напрямках. Така математична модель відповідає реальній ситуації і дуже популярна. Далі прийняті сигнали піддаються обробці. У більшості випадків ця обробка полягає у зміні фази і амплітуди (гармонійного) сигналу в кожному каналі. Саме цю ситуацію ми і будемо в основному розглядати. Далі (Рис 1.6) виходи всіх антенних елементів підсумовуються і фактично виходить одна антена, що складається з декількох антенних елементів. Зауважимо, що в даний час обробка сигналів (Рис 1.6) і наступне об'єднання каналів реалізується в обчислювальній системі.