Алгоритм адаптивной фильтрации помех в цифровых антенных решетках спутниковой связи

Авторы

Чистяков В. А.

АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва», ул. Ленина, 52, Железногорск, Красноярский край, 662972, Россия

e-mail: vitalys1367@mail.ru

Аннотация

Приведена работа алгоритма адаптивной фильтрации узкополосных полезных сигналов на фоне активных шумовых помех, путем формирования нулей в диаграмме направленности антенной решетки в направлении мешающих сигналов. Алгоритм основан на методе прямого обращения корреляционной матрицы сигналов поступающих на вход антенной системы. Эффективность работы алгоритма представлена на примере плоской прямоугольной 25-ти элементной антенной решетки. Предложены решения основных проблем, связанные с обращением корреляционной матрицы. Результаты работы показали эффективное подавление помех, что доказывает сформированная диаграмма направленности адаптивной антенной решетки и выходной спектр сигнала антенной системы.

Ключевые слова

адаптивная фильтрация, корреляционная матрица, диаграмма направленности, спектр сигнала, антенная решетка, источники радиосигналов, помехозащита

Библиографический список

1. Ратынский М.В. Адаптация и сверхразрешение в антенных решетках. – М.: Радио и связь, 2003. – 200 с.

2. Джиган В.И. Адаптивная фильтрация сигналов: теория и алгоритмы. – М.: Техносфера, 2013. – 528 с.

3. Липовцев Ю.В., Третьякова О.Н. Основы высшей математики для инженеров. – М.: Вузовская книга, 2009. – 484 с.

4. Кестер У. Аналого-цифровое преобразование. – М.: Техносфера, 2007. – 1016 с.

5. Wu JD. Audio quality improvement of vehicular hands-free communication using variable step-size affine-projection algorithms // International Journal of Wavelets, Multiresolution and Information Processing, 2010, vol. 8, no. 6, pp. 875 - 894.

6. Ahmad M.S., Kukrer O., Hocanin A. A 2-D recursive inverse adaptive algorithm // Signal, Image and Video Processing, 2010, vol. 1, pp. 1 - 6.

7. Paulo S.R. Diniz. Adaptive filtering: algorithms and practical implementation, New York, Springer US, 2013, 652 p.

8. Зимин А.С., Криницкий Г.В. Применение многоантенных систем для повышения помехозащищенности систем спутниковой радионавигации на подвижных объектах // Труды МАИ. 2012. № 51. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=29151

9. Lewis F.L. Optimal estimation: with an introduction to stochastic control theory, New York, Wiley, 1986, 369 p.

10. Paleologu C., Benesty J., Ciochina S. Sparse adaptive filters for echo cancellation, CA, Morgan & Claypool, 2011, 124 p.

11. Dixit S., Nagaria D. LMS adaptive filters for noise cancellation // International Journal of Electrical and Computer Engineering, 2017, vol. 7, no. 5, pp. 2520 - 2529.

12. Щесняк С.С., Попов М.П. Адаптивные антенны. – Спб.: ВИККА им. А.Ф. Можайского, 1995. – 611 с.

13. Sally L. Wood, John R. Treichler, Michael J. Ready. Analysis of post-demodulator adaptive filter behavior to compensate for multipath channels for FSK signals // IEEE 13^th Digital Signal Processing Workshop, 2009, pp. 337 - 341.

14. Манохин А.Е. Выделение импульсного сигнала модельным компенсатором помех на фоне узкополосной нормальной помехи // Труды МАИ. 2013. № 67. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=41530

15. Richard W. Middlestead. Digital communications with emphasis on data modems, New York, Wiley, 2017, 824 p.

16. Bei X., Tamal B. Partial update least-square adaptive filtering, CA, Morgan & Claypool, 2014, 115 p.

17. Григорьев Л.Н. Цифровое формирование диаграммы направленности в фазированных антенных решетках. – М.: Радиотехника, 2010. – 141 с.

18. Harry L. Van Trees. Optimum Array Processing, New York, Wiley, 2002. 1400 p.

19. Грант П.М., Коуэн К.Ф.Н. Адаптивные фильтры. – М.: Мир, 1988. – 392 с.

20. Johnson Don H., Dudgeon D. Array signal processing, Englewood Cliffs, Prentice Hall, 1993, 537 p.

21. Григорьев В.А., Щесняк С.С., Гулюшин В.Л., Распаев Ю.А., Лагутенко О.И. Адаптивные антенные решетки. – Спб.: Университет ИТМО, 2016. – 118 с.

22. Van Veen B.D., Buckley K.M. Beamforming: A versatile approach to spatial filtering // IEEE ASSP Magazine, 1988, vol. 5, no. 2, pp. 4 - 24.

Скачать статью