Подавление помех при использовании антенны интерферометра в нап

Карцан И.Н.; Карцан Р.В.; Ефремова С.В.

Решетневскуе чтения. 2013

- по дополнительной приемо-передающей аппаратуре ретрансляции;

- дополнительному программному обеспечению и протоколы взаимодействия для сопряжения МКСР «Луч» с системой ДЗЗ.

Библиографические ссылки

1. Токарева О. С. Обработка и интерпретация данных дистанционного зондирования Земли. Томск : Изд-во Том. политехн. ун-та, 2010. 148 с.

2. Основные характеристики многофункциональной космической системы ретрансляции «Луч» и основные положения по взаимодействию аппаратуры абонентов и бортовых ретрансляционных комплексов космических аппаратов «Луч-5А», «Луч-5Б» и «Луч-5В». 2012.

References

1. Tokareva O. S. Obrabotka i interpretacija dannyh distancionnogo zondirovanija Zemli (Processing and interpretation of data of remote sensing of Earth). Tomsk: Izd-vo Tomskogo politehnich. Un-ta, 2010. 148 s.

2. Osnovnye harakteristiki mnogofunkcional'noj kosmicheskoj sistemy retransljacii «Luch» i osnovnye polozhenija po vzaimodejstviju apparatury abonentov i bortovyh retransljacionnyh kompleksov kosmicheskih apparatov «Luch-5A», «Luch-5B» i «Luch-5V» (The main characteristics of multipurpose space system of relaying "Beam" and basic provisions on interaction of equipment of subscribers and onboard relaying complexes of Luch-5A, Luch-5B and Luch-5B). 2012.

УДК 629.7.05

ПОДАВЛЕНИЕ ПОМЕХ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ АНТЕННЫ ИНТЕРФЕРОМЕТРА В НАП*

И. Н. Карцан, Р. В. Карцан, С. В. Ефремова

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Россия, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31. E-mail: [email protected]

Реализацией помехоустойчивой угломерной системы является применение интерферометра, состоящего из отдельных идентичных антенных решеток. В каждой антенной решетке реализуется алгоритм подавления помех, а фазовые сдвиги для определения пространственной ориентации измеряются между сигналами, принятыми на эти решетки.

Ключевые слова: ГЛОНАСС, GPS, помехозащищенный навигационный приемник, пространственная ориентация объекта, блок фильтрации, надежность, аппаратура потребителя, навигационно-временная задача, математическое обеспечение, многоканальность.

INTERFERENCE REJECTION WHEN USING AN ANTENNA OF THE INTERFEROMETER IN THE NAP

I. N. Kartsan, R. V. Kartsan, S. V. Efremova

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russia. E-mail: [email protected]

Implementation of interference-angle measuring system is the use of the interferometer, which consists of separate identical arrays. Each array antenna interference cancellation algorithm is implemented and the phase shifts for determining the spatial orientation are measured between the signals received by these grilles.

Keywords: GLONASS, GPS, noise-free navigation receiver, spatial orientation of an object, a filtration unit, reliability, customer equipment, navigation temporary task, software, multichannel.

Анализ проведенных информационно-патентных поисков показывает, что на протяжении последних десятилетий российские, американские, израильские, и др. разработчики аппаратуры потребителя навигационной информации (АПНИ) ведут интенсивные исследования в области создания систем, позволяющих осуществлять эффективное подавление активных шумовых помех (АШП). Реализация таких систем

в промышленных масштабах пока еще не ведется.

Широкое внедрение НАП, работающей по сигналам КНС, в различные области применения требует на современном этапе значительного повышения помехоустойчивости аппаратуры, в том числе к преднамеренным помехам. По имеющимся оценкам, требуемый уровень устойчивости к широкополосным помехам, действующим в полосе полезного сигнала, со-

* Работа выполнена в рамках государственного контракта № 14.514.11.4092 от 21 июня 2013 г.

Системы управления, космическая навигация и связь

ставляет

J/

90а А. При всем многообразии методов борьбы с помехами все они базируются на использовании отличий (амплитудных, временных, частотных, угловых, поляризационных и т. д.) полезных и мешающих сигналов. Суть использования этих различий заключается в формировании минимумов (провалов) в угловых, поляризационных, частотных и пр. характеристиках приемника в соответствующих «направлениях» на источники помех, и максимумов в «направлении» на полезный сигнал. За счет этого компенсируется (подавляется) помеха и накапливается полезный сигнал с «направления», отличного от помеховых. Указанные операции реализуются в системах угловой, поляризационной, частотной и др. селекции, различные виды которых широко представлены в литературе [1-3] и реализованы на практике. Итоговый эффект такой обработки определяется уровнем и полнотой использования имеющихся различий, а также качеством учета каждого из них, зависящим от степени известности статистических характеристик сигналов и помех. Для реальных условий неполного знания и изменчивости этих характеристик во времени и пространстве в последние несколько десятилетий специалистами разных стран разработано множество методов и устройств адаптации к сигнально-помеховой обстановке, в той или иной мере преодолевающих трудности «априорной неопределенности».

В качестве основных направлений повышения помехоустойчивости НАП могут рассматриваться следующие подходы.

Уменьшение полос пропускания следящих систем, осуществляющих измерение параметров сигналов НКА за счет использования имеющейся априорной информации о динамических перемещениях антенной системы НАП (такая информация может, в частности, поступать от инерциальных навигационных средств, с которыми комплексируется НАП).

Интегральное слежение за полным набором сигналов НКА во всех частотных диапазонах.

Фильтрация узкополосных (в пределе - гармонических) помех в тракте обработки сигнала до коррелятора при помощи адаптивных цифровых фильтров либо с использованием технологий спектральной фильтрации, а также измерения параметров помехи и ее компенсации в цифровой части аппаратуры до корреляторов.

Обеспечение прямого вхождение в синхронизацию с сигналом ВТ ГЛОНАСС (эффективно в отношении узкополосных помех).

По имеющимся оценкам, перечисленные меры позволяют обеспечить работоспособность НАП при отношении помеха/сигнал на входе приемной антенны

на уровне

J/

'' 60...65 дБ. Дальнейшее повышение

помехоустойчивости НАП до уровня ~ 80...90 дБ

возможно только при условии применения пространственных методов борьбы с помехами:

использование адаптивных фазированных антенных решеток (АФАР), обеспечивающих формирование максимумов диаграммы направленности (ДН) в направлении на НКА;

использование АФАР, обеспечивающих формирование минимумов («провалов») ДН в направлении на источник помехи.

Принципиально решить проблемы обеспечения Вооруженных Сил Российской Федерации современными помехозащищенной НАП нового поколения.

Особенности построения помехоустойчивой угломерной НАП

Исходя из анализа особенностей построения угломерных систем и помехоустойчивой аппаратуры с пространственной селекцией видно, что эти системы основаны на применении многоантенных систем -фазовых интерферометров и адаптивных антенных решеток. Представляется весьма перспективной задача построения угломерной системы с функциями измерения пространственной ориентации и пространственной селекции помех на основе одной и той же антенной системы. В то же время задачи, решаемые этими системами, существенно различаются. Для подавления помех сигналы со всех антенн подвергаются взвешенному суммированию. Далее суммарный сигнал обрабатывается как единый, очищенный от помех. Для измерения пространственной ориентации требуется измерить фазовые сдвиги входного сигнала, принятые на различные антенны.

Одним из способов реализации помехоустойчивой угломерной системы является применение интерферометра, состоящего из отдельных идентичных антенных решеток. В каждой антенной решетке реализуется алгоритм подавления помех, а фазовые сдвиги для определения пространственной ориентации измеряются между сигналами, принятыми на эти решетки. Однако такой способ многократно усложняет построение антенной системы угломерной НАП.

Библиографические ссылки

1. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования / под ред. А. И. Перова, В. Н. Харисова, Изд. 4-е, перераб. и доп. М. : Радиотехника, 2010. 800 с.

2. Помехи сигналам глобальной навигационной спутниковой системы (GNSS) // Электронный бюллетень. Международная организация гражданской авиации. 2011.

3. Алгоршмчне забезпечення i нерщально-супутникових систем наюгацд: монографiя / Ф. М. Захарш, В. М. Синеглазов, М. К. Фмшшн. Киев : НАУ, 2010. -310 с

References

1. GLONASS. Principy postroenija i funkcioniro-vanija / pod red. A. I. Perova, V. N. Harisova, Izd. 4-e, pererab. i dop. M. : Radiotehnika, 2010. 800 s.

2. Pomehi signalam global'noj navigacionnoj sput-nikovoj sistemy (GNSS). Jelektronnyj bjulleten' // Mezhdunarodnaja organizacija grazhdanskoj aviacii. 2011.

3. Algoritmichne zabezpechennja i nercial'no-suputnikovih sistem navigacii': monografija / F. M. Zaharin, V. M. Sineglazov, M. K. Filjashkin. K. : NAU, 2010. 310 s.

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Карцан И. Н., Карцан Р. В., Ефремова С. В.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Карцан И. Н., Карцан Р. В., Ефремова С. В.

INTERFERENCE REJECTION WHEN USING AN ANTENNA OF THE INTERFEROMETER IN THE NAP

Текст научной работы на тему «Подавление помех при использовании антенны интерферометра в нап»