Доклады АН ВШ РФ

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК
ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Print ISSN: 1727-2769    Online ISSN: 2658-3747
English | Русский

Последний выпуск
№1(62) январь - март 2024

Широкополосные сигналы и их радиоприем в радиосистемах с антенными решетками с применением многомерного преобразования Фурье

Выпуск № 1 (54) январь-март 2022
Авторы:

Зима Дарья Николаевна
DOI: http://dx.doi.org/10.17212/1727-2769-2022-1-37-50
Аннотация

В работе рассмотрен подход к обработке широкополосных пространственно-вре­менных сигналов на основе метода максимального правдоподобия в присутствии внешних активных помех в системах с цифровыми антенными решетками, на примере линейных антенных решеток. Подход основан на представлении сигналов и помех, регистрируемых антенной решеткой, в виде многомерных пространственно-временных процессов, т. е. функций пространственной и временной координат, что обусловлено пространственным распределением элементов антенной решетки. При приеме широкополосного сигнала на фоне помех его обработка не всегда может быть разделена на пространственную и временную. Отнесение сигнала к сигналу широкополосному в пространственном смысле зависит от частотной полосы спектра сигнала и размеров антенной решетки. Алгоритм обработки пространственно-временных сигналов на основе метода максимального правдоподобия является оптимальным и обладает наилучшими характеристиками. Обработка, осуществляемая в многомерной частотной области, позволяет упростить алгоритм обработки ввиду диагонального характера корреляционной матрицы помех. Рассмотрен прием сигнала с полностью известными параметрами. Подход строится на примере линейной антенной решетки с обобщением полученных результатов применительно к плоской цифровой антенной решетке.


Ключевые слова: пространственно-временной сигнал, широкополосный сигнал, активные помехи, байесовская обработка, пространственно-распределенные антенные элементы, цифровая антенная решетка

Список литературы
  1. Активные фазированные антенные решетки / под ред. Д.И. Воскресенского, А.И. Канащенкова. – М.: Радиотехника, 2004. – 488 с.
  2. Пономарев Л.И., Вечтомов В.А., Милосердов А.С. Бортовые цифровые многолучевые антенные решетки для систем спутниковой связи / под ред. Л.И. Пономарева. – 2-е изд. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2018. – 197 с.
  3. Ратынский М.В. Адаптация и сверхразрешение в антенных решетках. – М.: Радио и связь, 2003. – 200 с.
  4. Садомовский А.С. Использование широкополосных сигналов в системах радиосвязи // Радиоэлектронная техника. – Ульяновск, 2011. – № 1 (4). – С. 161–165.
  5. Lukin K.A. Radar design using Noise/Randome waveforms // 2006 International Radar Symposium, IRS-2006. – Krakow, 2006. – P. 1–4. – DOI: 10.1109/IRS.2006.4338071.
  6. Нечаев Ю.Б., Борисов Д.Н., Пешков И.В. Автокалибровочный алгоритм компенсации амлитудно-фазовых ошибок в каналах цифровой антенной решетки // Вестник ВГУ. Серия: Физика. Математика. – 2011. – № 1. – С. 59–69.
  7. Адаптивные антенные решетки. В 2 ч. Ч. 1 / В.А. Григорьев, С.С. Щесняк, В.Л. Гулюшин и др.; под общ. ред. В.А. Григорьева. – СПб.: Университет ИТМО, 2016. – 179 с.
  8. Адаптивные антенные решетки. В 2 ч. Ч. 2 / В.А. Григорьев, С.С. Щесняк, В.Л. Гулюшин и др.; под общ. ред. В.А. Григорьева. – СПб.: Университет ИТМО, 2016. – 118 с.
  9. Далматов А.Д., Елисеев А.А., Лукошкин А.П. и др. Обработка сигналов в радиотехнических системах. – Ленинград: Ленинградский университет, 1987. – 400 с.
  10. Zima D., Spector A., Sokolova D. Spatiotemporal spectral analysis of signals and active interference in radar with digital antenna arrays // VI International Conference on Information Technology and Nanotechnology (ITNT-2020). – Samara, Russia, 2020. – DOI: 10.1109/ITNT49337.2020.9253256.
  11. Zima D.N., Spector A.A. , Sokolova D.O. Investigation and modeling of the spatiotemporal signal recorded by the digital antenna array // IEEE 22nd International Conference of Young Professionals in Electron Devices and Materials (EDM). – Altai Republic, Russia, 2021. – P. 218–221. – DOI: 10.1109/EDM52169.2021.9507710.
  12. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. – М.: Высшая школа, 2000. – 462 с.
  13. Якубов В.П. Статистическая радиофизика. – Томск: НТЛ, 2006. – 132 с.
  14. Зима Д.Н., Спектор А.А. Пространственно-временная обработка широкополосных сигналов в радиолокационных системах с линейной цифровой антенной решёткой в присутствии активных помех // Автометрия. – 2021. – Т. 57, № 2. – С. 4–12. – DOI: 10.15372/AUT20210201.
  15. Зима Д.Н., Соколова Д.О., Спектор А.А. Пространственно-временная обработка широкополосных сигналов на основе модели линейного предсказания // Доклады Академии наук высшей школы Российской Федерации. – 2020. – № 4 (49). – С. 17–31. – DOI: 10.17212/1727-2769-2020-4-17-31.
Благодарности. Финансирование

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта
№ 19-37-90069

Для цитирования:

Зима Д.Н. Широкополосные сигналы и их радиоприем в радиосистемах с антенными решетками с применением многомерного преобразования Фурье // Доклады АН ВШ РФ. – 2022. – № 1 (54). – C. 37–50 – doi: 10.17212/1727-2769-2022-1-37-50

For citation:

Zima D.N. Shirokopolosnye signaly i ikh radiopriem v radiosistemakh s antennymi reshetkami
s primeneniem mnogomernogo preobrazovaniya Fur'e [Broadband signals and their radio reception in radio systems with antenna arrays using the multidimensional Fourier transform]. Doklady Akademii nauk vysshei shkoly Rossiiskoi Federatsii = Proceedings of the Russian higher school Academy of sciences, 2022, no. 1 (54), pp. 37–50. DOI: 10.17212/1727-2769-2022-1-37-50.

Просмотров: 690