Determination of radiation pattern for linear antenna array with multistage adaptive compensator of interferences
Вісник НТУУ "КПІ". Серія Радіотехніка, Радіоапаратобудування.
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Determination of radiation pattern for linear antenna array with multistage adaptive compensator of interferences
Определение диаграммы направленности линейной решетки с многоступенчатым адаптивным компенсатором помех Визначення діаграми направленості лінійної решітки з багатоступеневим адаптивним компенсатором завад |
|
| Creator |
Semibalamut, K. M.
Khamula, S. V. Zhuk, S. Ya. Litvintsev, S. M. |
|
| Description |
Introduction. Adaptive compensation algorithms of interference in digital antenna array (DAA) are characterized by high computational complexity. As result, it makes it difficult to implement them in real time. A parallelization of computational processes and simultaneous processing in all parallel channels is one of the main directions of increasing the speed of processing. The approach based on block Gram-Schmidt orthogonalization makes it possible to synthesize multistage adaptive compensators of interference with parallel-sequential signal processing that similar to the architecture of multiprocessor computer systems. The signal processing in DAA based on multistage adaptive compensator of interference is more complex than in single-stage ones. Each stage has own set of weight coefficients. As result, a technique for calculating radiation pattern (RP) of a linear DAA with a multistage adaptive compensator of interference and certain architecture and parameters is required. Theoretical results. The block diagram of the adaptive compensator of interference by using block signal orthogonalization of compensation channels and consistent determination of the compensation error has a ladder form and includes some stages. Each stage consists groups of modules. Each module in the group is a multi-input weight adder. The complex signal envelope from the DAA output applies to the main channel of an adaptive compensator of interference. The technique for calculating RP of DAA with a multistage adaptive compensator of interference by using block orthogonalization of compensation channels signals includes the following steps: 1. Forming of the matrix impulse characteristics for the adaptive compensator of interference stages. 2. Calculation of the matrix impulse response for a multistage filter realizing an interference compensation procedure based on its factorized representation. 3. Determination of the weight coefficients of an equivalent single-stage adaptive compensator of interference in the form of multi-input weighted adder. 4. Calculation of the RP of DAA with an equivalent single-stage adaptive compensator of interference. Experimental results. RP analysis based on the proposed technique is carried out for six-element linear DAA with one-, two-, three- and six-stage adaptive compensators of interference and three jammers. The analysis confirms that considered adaptive compensators of interference have the same effectiveness of interference elimination. In the same time, they are characterized by the same accuracy of "zeros" formation on interference sources and the width of rejection zone for different values of correlation matrix conditioning of the interference. Conclusions. We propose the technique for calculating the RP of DAA with multi-stage adaptive compensator of interference by using the factorized representation of the matrix impulse response of a multistage filter. This compensator is based on block signals orthogonalization of compensating channels and provides parallel-sequence signal processing. На основе факторизованного представления матричной импульсной характеристики многоступенчатого фильтра предложена методика расчета диаграммы направленности цифровой линейной антенной решетки с многоступенчатым адаптивным компенсатором помех с блочной ортогонализацией сигналов компенсационных каналов, который обеспечивает параллельно-последовательную обработку сигналов. С помощью разработанной методики выполнен анализ диаграмм направленности шестиканальных цифровых антенных решеток с одно-, двух-, трех- и шестиступенчатыми автокомпенсаторами помех при различных помеховых ситуациях. Вступ. Алгоритми адаптивної компенсації завад у цифрових антенних решітках (ЦАР) характеризуються високою обчислювальною складністю, що ускладнює їх реалізацію в реальному масштабі часу. Одним з основних напрямків підвищення швидкодії обчислювальних засобів є розпаралелювання алгоритмів з наступною одночасною обробкою усіх паралельних каналів. Перспективним є підхід на основі блочної ортогоналізації Грама-Шмідта, який дозволяє синтезувати багатоступеневі адаптивні компенсатори завад (АКЗ) з паралельно-послідовною обробкою сигналів, адекватних архітектурі багатопроцесорних обчислювальних систем. Обробка сигналів у ЦАР на основі багатоступеневих АКЗ має більш складний характер у порівнянні з одноступеневими АКЗ. При цьому кожна ступень має свій набір вагових коефіцієнтів. Це обумовлює необхідність розробки методики, яка дозволить розрахувати форму діаграми направленості лінійної ЦАР з багатоступеневим АКЗ заданої архітектури і параметрами. Теоретичні результати. Структурна схема АКЗ з блочною ортогоналізацією сигналів компенсаційних каналів і послідовною процедурою обчислення похибки компенсації має ступеневий вигляд і включає ряд ступеней. Кожна ступень складається з груп модулів. Кожен модуль пристрою у групі модулів представляється схемою багатовходового вагового суматору. Комплексна обвідна сигналу з виходу ЦАР подається у основний канал АКЗ. Методика розрахунку діаграми направленості ЦАР з багатоступеневим АКЗ з блочною ортогоналізацією сигналів компенсаційних каналів включає наступні етапи: 1. Формування матричних імпульсних характеристик ступеней АКЗ. 2. Обчислення матричної імпульсної характеристики багатоступеневого фільтру, який реалізує процедуру компенсації завад, на основі її факторизованого представлення. 3. Визначення вагових коефіцієнтів еквівалентного одноступеневого АКЗ у вигляді багатовходового вагового суматору. 4. Розрахунок діаграми направленості ЦАР з еквівалентним одноступеневим АКЗ. Експериментальні результати. Аналіз діаграм направленості на основі розробленої методики виконано на прикладі 6-елементних лінійних ЦАР з 1-, 2-, 3- і 6-ступеневими АКЗ при наявності трьох постановників активних шумових завад. Проведений аналіз підтверджує однакові можливості по ефективності компенсації завад розглянутих АКЗ, як по точності формування "нулів" на джерела завад, так і по ширині зони режекції при різних значеннях обумовленості кореляційної матриці завад. Висновок. На основі факторизованого представлення матричної імпульсної характеристики багатоступеневого фільтру розроблено методику розрахунку діаграми направленості ЦАР з багатоступеневим АКЗ з блочною ортогоналізацією сигналів компенсаційних каналів, який забезпечує паралельно-послідовну обробку сигналів. |
|
| Publisher |
National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute"
|
|
| Date |
2018-09-30
|
|
| Type |
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
|
| Format |
application/pdf
|
|
| Identifier |
//radap.kpi.ua/radiotechnique/article/view/1479
10.20535/RADAP.2018.74.17-24 |
|
| Source |
Visnyk NTUU KPI Seriia - Radiotekhnika Radioaparatobuduvannia; No 74 (2018); 17-24
Вестник НТУУ "КПИ". Серия Радиотехника, Радиоаппаратостроение; № 74 (2018); 17-24 Вісник НТУУ "КПІ". Серія Радіотехніка, Радіоапаратобудування; № 74 (2018); 17-24 2310-0389 2310-0397 |
|
| Language |
rus
|
|
| Relation |
//radap.kpi.ua/radiotechnique/article/view/1479/1355
|
|
| Rights |
Авторське право (c) 2018 Семібаламут К.М., Жук С.Я., Хамула С.В., Літвінцев С.М.
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
|