RU60272U1 - Устройство коррекции межканального рассогласования приемных каналов в цифровой фар - Google Patents
Устройство коррекции межканального рассогласования приемных каналов в цифровой фар Download PDFInfo
- Publication number
- RU60272U1 RU60272U1 RU2006111001/22U RU2006111001U RU60272U1 RU 60272 U1 RU60272 U1 RU 60272U1 RU 2006111001/22 U RU2006111001/22 U RU 2006111001/22U RU 2006111001 U RU2006111001 U RU 2006111001U RU 60272 U1 RU60272 U1 RU 60272U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- digital
- signal processing
- pilot
- receiving channels
- adder
- Prior art date
Links
- 238000012937 correction Methods 0.000 title description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 2
- 108091006146 Channels Proteins 0.000 description 33
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Предложено устройство коррекции межканального рассогласования приемных каналов в цифровой ФАР, содержащее делитель пилот-сигнала, цифровой сумматор, блок обработки сигналов, цифровую ФАР, включающую в себя приемные каналы, содержащие последовательно соединенные излучатель, направленный ответвитель, аналоговый и цифровой приемники. Отличается тем, что оно дополнительно содержит цифровой коммутатор, вычислитель весовых коэффициентов и генератор шумового пилот-сигнала. Введение цифрового коммутатора, вычислителя весовых коэффициентов, генератора шумового пилот-сигнала обеспечивает: - стабильность диаграммы направленности антенны, что повышает точность измерения координат РЛС; - разделение функций задач обработки сигналов, упрощающее построение блока обработки сигналов, что повышает производительность его работы и упрощает построение цифровой ФАР РЛС.
Description
Предлагаемое устройство относится к радиолокации и может быть использовано в радиолокационных станциях (РЛС).
Радиолокационные системы, в которых диаграмма направленности антенны (ДНА) образуется путем когерентного суммирования сигналов приемных каналов, ее параметры в значительной мере определяются разбросами коэффициентов усиления приемных каналов и фазовыми ошибками, а также параметрами элементов антенной решетки.
Величина этих разбросов может настолько исказить ДНА, что произойдет ухудшение коэффициента направленного действия (КНД) антенны и снизится динамический диапазон (ДД).
Цифровой метод формирования диаграммы направленности позволяет реализовать компенсацию разброса коэффициентов усиления и фазовых ошибок каналов и избежать необходимость обеспечения с высокой точностью идентичности и стабильности амплитудно-фазовых характеристик приемных каналов.
Коррекция межканального рассогласования осуществляется в период «молчания» РЛС (такой промежуток времени отводится для функционального контроля (ФК)) и подстройки аппаратуры. Подстройка аппаратуры осуществляется с помощью пилот-сигнала, в качестве которого используется источник излучения. Сигналы от эталонного источника излучения служат для калибровки и периодически подаются на входы многоканальной приемной системы.
Поскольку наибольший интерес представляют разбросы между каналами, то в качестве опорного (основного) канала выбирается один из каналов, расположенных в центре цифровой фазированной антенной решетки (ЦФАР). Затем решается задача минимизации разности между основным каналом и
каналом, выбранным для коррекции. Минимизация производится путем соответствующей подстройки весового коэффициента W, который приводит к минимальной ошибке Δmin:
Δmin=Uo-WUк,
где Uo - напряжение сигнала основного канала;
Uк - напряжение сигнала регулируемого канала.
Эти операции осуществляются в блоке обработки сигналов (БОС).
Известны устройства коррекции межканального рассогласования приемных каналов ЦФАР [1].
Наиболее близким по технической сущности и выполняемой функции является устройство коррекции межканального рассогласования приемных каналов в ЦФАР, предложенное Бартоном [2], содержащее цифровой сумматор, БОС, ЦФАР, включающую в себя излучатель, направленный ответвитель, аналоговый и цифровой приемники, выбранное за прототип. Структурная схема прототипа приведена на фиг.1.
Такое устройство имеет следующее недостатки:
- в качестве пилот-сигнала используется непрерывный радиочастотный сигнал, для обеспечения стабильности которого требуется самостоятельная система подстройки, что усложняет аппаратуру, увеличивает стоимость и снижает надежность;
- оценка ошибок межканального рассогласования, вычисление весовых коэффициентов, подстройка рассогласованных приемных каналов выполняются в БОС, являются дополнительными операциями и требуют увеличения производительности вычислительных средств, что проводит к усложнению БОС.
Сущность предлагаемого устройства заключается в том, что оно содержит делитель пилот-сигнала, цифровой сумматор, БОС, ЦФАР, включающую в себя приемные каналы, которые содержат последовательно соединенные излучатель, направленный ответвитель, аналоговый и цифровой
приемники. Отличается тем, что оно дополнительно содержит цифровой коммутатор, вычислитель весовых коэффициентов и генератор шумового пилот-сигнала. Выход шумового пилот-сигнала подключен к делителю пилот-сигнала. Два выхода цифрового приемника каждого приемного канала подключены к цифровому коммутатору. Выходы цифрового коммутатора подключены к цифровому сумматору и к вычислителю весовых коэффициентов, два выхода которого подключены к цифровому сумматору.
Введение в устройство цифрового коммутатора, вычислителя весовых коэффициентов, генератора шумового пилот-сигнала обеспечивает:
- стабильность ДНА, что повышает точность измерения координат РЛС;
- разделение функций задач обработки сигналов, упрощающее построение БОС, что повышает производительность его работы и упрощает построение ЦФАР РЛС.
Сущность предлагаемого устройства поясняется структурной схемой, приведенной на фиг.2.
Предложенное устройство содержит ЦФАР 1, цифровой коммутатор 2, вычислитель весовых коэффициентов 3, генератор пилот-сигнала 4, делитель пилот-сигнала 5, цифровой сумматор 6, блок обработки сигналов 7.
Цифровая фазированная антенная решетка 1 содержит приемные каналы 8, включающие в себя излучатель 9, направленный ответвитель 10, аналоговый 11 и цифровой 12 приемники.
Излучатель 9 подключен к входу направленного ответвителя 10, выход которого подключен к аналоговому приемнику 11, а второй вход - к делителю пилот-сигнала 5, вход которого подключен к генератору пилот-сигнала 4. Два выхода (х и у) цифрового приемника 12 каждого приемного канала 8 подключены к соответствующим входам цифрового коммутатора 2, выходы которого подключены к соответствующим входам цифрового сумматора 6 и к входам вычислителя весовых коэффициентов 3. Два выхода вычислителя
весовых коэффициентов 3 подключены к цифровому сумматору 6, выходы которого подключены к блоку обработки сигнала 7.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
В качестве шумового пилот-сигнала предлагается использовать собственные шумы, аналогичные приемному каналу ЦФАР. Мощность собственных шумов приемного канала выражается формулой:
где k - постоянная Больцмана, равная 1,38·10-23 Дж/град;
Т0 - абсолютная комнатная температура, примерно равная 300°К;
Δf - полоса частот, в которой существует шум;
Кш - коэффициент шума;
КМ - усиление приемного канала мощности.
Как показала практика, устройства шумового пилот-сигнала не требуют охвата корректирующего контура адаптивным управлением.
Шумовой сигнал проходит через аналоговую часть приемного канала, оцифровывается и поступает на коммутатор, где осуществляется разветвление на два направления. По одному направлению сигнал поступает непосредственно на сумматор, а по другому через устройство клапанирования - на аппаратуру вычисления коэффициентов подстройки.
В аппаратуре вычислителя рассчитываются весовые коэффициенты по квадратурам, вычисляются ошибки межканального рассогласования и рассчитывается среднее значение величины ошибки.
После этого среднее значение величины ошибки поступает в сумматор, где суммируется с сигналом подстроечного канала и полученная сумма поступает в БОС. На этом процесс регулировки заканчивается и наступает рабочий режим работы РЛС. Условно процесс операции регулировки изображен на фиг.3.
Структурная схема вычислителя весовых подстроечных коэффициентов и ошибок межканального рассогласования изображена на фиг.4.
Работа вычислителя начинается в служебной зоне с поступлением на вход устройства импульса начала работы (HP). При поступлении импульса HP в устройстве вырабатывается сигнал, в соответствии с которым на все устройства поступают команды управления, обеспечивающие работу в данном режиме.
В первые N дискретов по дальности (примем N=16) происходит запись шестнадцати выборок шумового пилот-сигнала основного канала и каналов, подлежащих подстройке, в оперативное запоминающее устройство.
Одновременно выборки из каналов, подлежащих регулировке, поступают на схему вычисления нормирующего множителя α1:
В следующие 16 дискретов из ОЗУ считываются 16 записанных выборок из каналов, подлежащих регулировке, и производится нормировка:
Далее осуществляется вычисление комплексных весовых подстроечных коэффициентов по формулам:
После этого оценивается разность в каждом дискрете между сигналами основного канала и подстроечных каналов:
и вычисляется среднее значение разности для квадратурных каналов х и у:
Описанные операции проводятся с каждым каналом, подлежащим коррекции.
Вычисленные средние значения в рабочем режиме в качестве поправки поступают в каждый регулируемый приемный канал ЦФАР.
Порядок работы предложенного устройства приведен на фиг.5.
Предлагаемое устройство вычислителя для двух каналов было промакетировано. Испытания показали положительные результаты. Оно принято к использованию. В качестве элементной базы использовалась ПЛИС EPF10R100AQC.
Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:
1. Forrest Griffiths, Pell Williams, Digital Beamforming for Bistatic Radar Receiver, Inf Conf on Antennas and Propagation, UK, 1983.
2. P.Barton, Digital Beamforming for Radar, IEE Droc, Vol.127, Pt, No4, Aug. 1980.
Claims (1)
- Устройство коррекции межканального рассогласования приемных каналов в цифровой фазированной антенной решетке, содержащее делитель пилот-сигнала, цифровой сумматор, блок обработки сигналов, цифровую фазированную антенную решетку, включающую в себя приемные каналы, содержащие последовательно соединенные излучатель, направленный ответвитель, аналоговый и цифровой приемники, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит цифровой коммутатор, вычислитель весовых коэффициентов и генератор шумового пилот-сигнала, выход которого подключен к входу делителя пилот-сигнала, при этом два выхода цифрового приемника каждой приемной линии подключены к соответствующим входам цифрового коммутатора, выходы которого подключены к соответствующим входам цифрового сумматора и к входам вычислителя весовых коэффициентов, а два выхода вычислителя весовых коэффициентов подключены к цифровому сумматору.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006111001/22U RU60272U1 (ru) | 2006-04-06 | 2006-04-06 | Устройство коррекции межканального рассогласования приемных каналов в цифровой фар |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006111001/22U RU60272U1 (ru) | 2006-04-06 | 2006-04-06 | Устройство коррекции межканального рассогласования приемных каналов в цифровой фар |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU60272U1 true RU60272U1 (ru) | 2007-01-10 |
Family
ID=37761843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006111001/22U RU60272U1 (ru) | 2006-04-06 | 2006-04-06 | Устройство коррекции межканального рассогласования приемных каналов в цифровой фар |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU60272U1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2389038C2 (ru) * | 2008-06-06 | 2010-05-10 | Открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро аппаратостроения" | Моноимпульсная радиолокационная станция с автоматической калибровкой |
| RU186029U1 (ru) * | 2018-10-16 | 2018-12-26 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Устройство автоматической частотнозависимой компенсации амплитудных и фазовых рассогласований каналов ЦАР |
-
2006
- 2006-04-06 RU RU2006111001/22U patent/RU60272U1/ru active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2389038C2 (ru) * | 2008-06-06 | 2010-05-10 | Открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро аппаратостроения" | Моноимпульсная радиолокационная станция с автоматической калибровкой |
| RU186029U1 (ru) * | 2018-10-16 | 2018-12-26 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Устройство автоматической частотнозависимой компенсации амплитудных и фазовых рассогласований каналов ЦАР |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111638494B (zh) | 数字波束合成系统多通道幅相校正方法 | |
| US6317612B1 (en) | Method for estimating spatial parameters of transmission channels by estimating a spatial covariance matrix | |
| CN115208487B (zh) | 幅相校准方法和系统 | |
| CN111273267B (zh) | 基于相控阵非相干散射雷达的信号处理方法、系统、装置 | |
| EP2078211A2 (en) | Methods and systems for signal selection | |
| CN107329127B (zh) | 一种用于雷达系统dbf功能检测的相位线性分析方法及系统 | |
| US20190353743A1 (en) | Reconfigurable analog-to-digital conversion sampling of antennas for phase interferometry | |
| KR20190007221A (ko) | 로그-영역 안테나 어레이 보간에 기반한 수신신호의 도래각 추정 방법과 이를 위한 장치 | |
| KR101971685B1 (ko) | 빔포밍 gps 항재밍 시스템의 자체 교정 장치 및 방법 | |
| CN118688731A (zh) | 雷达的相位误差补偿装置和方法以及雷达装置 | |
| RU60272U1 (ru) | Устройство коррекции межканального рассогласования приемных каналов в цифровой фар | |
| US6700537B2 (en) | Method for calibrating a wideband direction finding system | |
| RU2641615C2 (ru) | Способ и устройство для калибровки приемной активной фазированной антенной решетки | |
| JP7012914B1 (ja) | アレーアンテナの校正装置および校正方法 | |
| JP6415392B2 (ja) | 信号処理装置 | |
| KR101324172B1 (ko) | 다채널 디지털 수신장치의 신호도착시간(ｔｏａ) 보정방법 및 장치 | |
| US20230198552A1 (en) | Transmitter, receiver, transmission method, reception method, and non-transitory computer readable storage medium for performing beamforming in wireless transmission | |
| RU146840U1 (ru) | Устройство компенсации неравномерностей амплитудных и фазовых характеристик каналов цифровой афар | |
| Sadler | Accuracy of adcock watson-watt DF in the presence of channel errors | |
| CN112566015B (zh) | 一种基于毫米波的定位信息获取方法及系统 | |
| RU2618520C1 (ru) | Способ угловой ориентации объекта по радионавигационным сигналам космических аппаратов | |
| KR102710110B1 (ko) | 가상 수신신호 생성을 이용한 도래각 추정 방법 및 장치 | |
| RU186029U1 (ru) | Устройство автоматической частотнозависимой компенсации амплитудных и фазовых рассогласований каналов ЦАР | |
| RU2284043C1 (ru) | Способ калибровки компьютерно-интерферометрических систем на подвижных платформах | |
| JP2014190897A (ja) | 積分装置 |