Устройство пространственного подавления помех
Техническое решение (полезная модель) относится к технике связи, в частности, к антенным системам, предназначенным для работы в составе систем беспроводной передачи данных. Сущность заявленного технического решения заключается в том, что в антенную решетку с антенными излучателями, фидерными трактами, введено устройство цифрового формирования диаграммы направленности решетки, с возможностью подавления N-2 помех с одновременной установкой главного луча в требуемом направлении, где N - количество элементов в антенной решетке.
Техническое решение (полезная модель) относится к технике связи, в частности, к антенным системам, предназначенным для работы в составе систем беспроводной передачи данных.
Известна частично адаптивная антенная решетка (Монзинго Р.А. и Миллер Т.У. Адаптивные антенные решетки. М.: Радио и связь, 1986, с.179, 399. Российский патент на полезную модель №4900886/09, H 04 Q 7/30, опубл. 30.08. 1994 г.). Подавление помехи осуществляется посредством создания дополнительной диаграммы направленности, с использованием последовательного линейного изменения фазового распределения в симметрично расположенных относительно центра и равномерно распределенных по длине решетки элементах решетки, и вычитанием ее из основной диаграммы. Недостатком такого метода является снижение энергетики основного луча диаграммы направленности за счет перераспределения энергии, особенно в случае наличия нескольких помех.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является антенная система (Российский патент на полезную модель №97101678/09, H 01 Q 3/26, опубл. 01.10.1999 г.), формирующая провалы в диаграмме посредством взвешивания принимаемых сигналов от каждого излучателя, их разделении на два канала, суммировании сигналов, полученных с одноименных выходов делителей с соответственно прогрессивным нарастающим и убывающим фазовым сдвигом, обеспечивающим отклонение каждого луча по обобщенной координате на ±
U, где U - расстояние максимумов лучей до равносигнального направления, и последующем образовании суммарной и разностной диаграмм направленности. Весовые коэффициенты сигналов, принятых каждым
излучателем, выбирают равными алгебраической сумме весовых коэффициентов для данного излучателя, обеспечивающих формирование основной диаграммы направленности с максимумом, ориентированным в направлении U o, и четырех диаграмм направленности, компенсирующих каждую помеху, действующую с направления Uп, из которых две диаграммы направленности ориентированы соответственно в направлениях (Uп+U) и (Uп-U), a другие две диаграммы направленности им зеркально симметричны относительно равносигнального направления и ориентированы соответственно в направлениях (2Uo-U п-U) и (2Uo-Uп +U), причем веса симметричных пар компенсирующих диаграмм направленности выбирают одинаковыми. Недостатком такой системы является возможность компенсации только четырех помех.
Целью технического решения является увеличение количества подавляемых помех с минимальными потерями в энергетике главного луча, для обеспечения максимального отношения сигнал/(шум+помеха) на выходе системы.
Сущность заявленного технического решения заключается в том, что в антенную решетку с антенными излучателями, фидерными трактами, введено устройство цифрового формирования диаграммы направленности решетки, с возможностью подавления N-2 помех с одновременной установкой главного луча в требуемом направлении, где N - количество элементов в антенной решетке.
Комплексные весовые коэффициенты, требуемые для подавления помех, вычисляются, по определенным углам прихода, решением системы уравнений:
Здесь Ji - комплексная амплитуда тока на каждом элементе;
zi =ejkdxsin(
nulli), где nulli - угловое направление нуля ДН, j - мнимая единица, 
- волновое число,
dx - межэлементное расстояние, 1<i<N-2;
zScan=e jkdxsin(Scan), где Scan - угловое направление на главный максимум ДН;
- допустимое уменьшение амплитуды главного лепестка ДН;
N - количество элементов в решетке.
На фиг. изображена структурная схема системы. Устройство содержит антенные излучатели 1, устройство преобразования частоты сигналов 2, устройство цифрового формирования диаграммы направленности 3.
Устройство предназначено для работы в составе интеллектуальных антенн базовых и абонентских станций беспроводных сетей передачи данных, для обеспечения пространственной селекции помех. В состав устройства входит ряд антенных излучателей 1. Конструкция каждого излучателя такова, что обеспечивает наилучший прием сигналов в заданном секторе обзора. Устройство преобразования частоты 2 осуществляет преобразование спектра принимаемого (передаваемого сигнала) в область видеочастот для цифровой обработки сигналов в устройстве цифрового диаграммобразования 3. Устройство 3 осуществляет вычисление весовых коэффициентов, умножение сигналов в каждом канале решетки на весовые коэффициенты с последующим их сложением. После чего сигнал поступает на выход, имея более высокое отношение сигнал/шум+помеха.
В частности, для работы в качестве точки доступа в беспроводную сеть передачи данных стандарта IEEE 802.11b разработано устройство пространственного подавления помех,
содержащее 4 печатных излучателя диапазона 2,45±0,05 ГГц, 4-х канальный модуль преобразования частоты и устройство цифрового диаграммообразования, осуществляющее формирование основного луча диаграммы направленности в направлении полезного сигнала и двух нулей для пространственного подавления помех.
Таким образом, разработано высокоэффективное устройство пространственного подавления помех.
Источники информации:
1. Монзинго Р.А. и Миллер Т.У. Адаптивные антенные решетки. М.: Радио и связь, 1986, с.179, 399.
2. Российский патент на полезную модель №4900886/09, H 04 Q 7/30, опубл. 30.08. 1994 г.
3. Российский патент на полезную модель №97101678/09, H 01 Q 3/26, опубл. 01.10.1999 г. - прототип.
Устройство пространственного подавления помех, включающее антенную решетку с антенными излучателями, фидерными трактами, отличающееся тем, что в него введено устройство цифрового формирования диаграммы направленности решетки, позволяющее подавлять N-2 помехи с одновременной установкой главного луча в требуемом направлении, где N - количество элементов в антенной решетке.
