Thuật toán xử lý không gian thích nghi các tín hiệu ở mạng anten số

Nghiên cứu nhằm để giải quyết hiệu quả bài toán phát hiện mục tiêu của đài radar trong điều kiện nhiễu và mục tiêu phức tạp cần phải sử dụng hiệu quả hơn sự khác biệt trong cấu trúc các tín hiệu thu ở các mốc không gian và thời gian. Trong mối quan hệ này thì mạng anten số có một loạt những ưu điểm, cho phép thay đổi theo chương trình hay thích nghi hình dạng và định hướng không gian của Giản đồ hướng mạng anten tương ứng với tình huống radar xảy ra. Mời các bạn cùng tham khảo!

Hội Thảo Quốc Gia 2015 Điện Tử, Truyền Thông Cơng Nghệ Thơng Tin (ECIT 2015) +ӝL7KҧR4XӕF*LDYӅĈLӋQ7ӱ7UX\ӅQ7K{QJYj&{QJ1JKӋ7K{QJ7LQ(&,7 THUẬT TỐN XỬ LÝ KHƠNG GIAN THÍCH NGHI CÁC TÍN HIỆU Ở MẠNG ANTEN SỐ Lê Ngọc Uyên Nguyễn Trung Thành Viện Ra đa, Viện Khoa học Công Nghệ Quân sự/ Bộ Quốc phòng Email: uyenvrd2006@gmail.com, ntt7680@gmail.com  Abstract— Để giải hiệu toán phát mục tiêu đài radar điều kiện nhiễu mục tiêu phức tạp cần phải sử dụng hiệu khác biệt cấu trúc tín hiệu thu mốc không gian thời gian Trong mối quan hệ mạng anten số có loạt ưu điểm, cho phép thay đổi theo chương trình hay thích nghi hình dạng định hướng khơng gian Giản đồ hướng mạng anten tương ứng với tình radar xảy Những khả mạng anten số cho phép giải có hiệu tối ưu hố xử lý khơng gian - thời gian tín hiệu điều kiện bất định tiền định cấu trúc tham số phản xạ nhiễu Keywords- Mạng anten số, xử lý khơng gian thích nghi, Tín hiệu trực giao, Tổng hợp giản đồ hướng thu số hoá trực tiếp đầu phần tử anten Sơ đồ cấu trúc đơn giản phần thu loại đa mơ tả hình Trong tất có 2n+1 phần tử anten an , , a0 , an với giản đồ đẳng hướng tạo nên hệ tương tự biến đổi trường điện từ đầu vào mạng anten thành tín hiệu vơ tuyến tần số mang modul thu thực toán khuếch đại, biến đổi tần số lọc tín hiệu cao tần không phụ thuộc vào kênh phần tử thu Tương ứng với tham số tin tức tín hiệu (biên, tần, pha) kênh thu phần tử tuyến tính Các tín hiệu đầu kênh thu biến đổi thành dạng số trực tiếp trung tần hay kênh cầu phương sử dụng tách pha cầu phương Các tín hiệu số song song đưa tới đầu vào tổ hợp tính tốn số (máy tính chun dụng) thực tốn xử lý tín hiệu nhận nhờ nhóm phần tử mạng an ten I ĐẶT VẤN ĐỀ Ở đài đa đại sử dụng phương pháp số, phương tiện số, vượt giới hạn giải toán xử lý tin tức Khuynh hướng ứng dụng phương pháp số tạo tín hiệu thăm dị (phát) cho phép mở rộng đáng kể khả tin tức đài Rađa nguồn tin tức đa chức Phương pháp số với kết sử dụng để giải toán tạo tia, điều khiển giản đồ hướng anten chỉnh méo phương pháp pha Với phương pháp số điều khiển phương pháp pha xây dựng hệ thống chỉnh sửa sai số có hiệu xạ theo vị trí góc giản đồ hướng Đồng thời tạo điều khiển giản đồ hướng mạng anten thiết lập pha phần tử, nói chung liên quan đến tổn hao lượng Kết là, khả tạo tia có hình dạng theo yêu cầu hạn chế Đồng thời hạn chế khả tạo đồng thời nhiều tia, tức giản đồ hướng nhiều tia Vì vậy, tương lai, tiện lợi tạo tia phương pháp số tia giản đồ hướng thị tần tạo phát đặc trưng không gian an ten nhờ cộng trọng lượng tín hiệu đầu phức từ phần tử (nhóm phần tử) mạng anten biến đổi dạng số Tiếp đó, việc cân nhắc trọng lượng cộng thực nhờ thiết bị số, thay khối cao tần tương tự Khi ta có mạng anten số Nghiên cứu lý thuyết kĩ thuật sử dụng phương pháp số tạo điều khiển giản đồ hướng mạng anten phát, thu hướng phát triển tương lai Phương pháp số kĩ thuật tính tốn rađa tiếp cận bước tới Ra đa mạng an ten số, tín hiệu ISBN: 978-604-67-0635-9 Hình Sơ đồ cấu trúc đơn giản tuyến thu radar với mạng anten số Ra đa với mạng anten số so sánh với Ra đa có anten mạng pha có ưu điểm sau: - Khơng bị mát xoay pha - Không bị hạn chế sử dụng phương pháp xử lý số đặc biệt với tín hiệu thu liệu Ra đa 297  Hội+ӝL7KҧR4XӕF*LDYӅĈLӋQ7ӱ7UX\ӅQ7K{QJYj&{QJ1JKӋ7K{QJ7LQ(&,7 Thảo Quốc Gia 2015 Điện Tử, Truyền Thông Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015) - Xuất khả tạo nhiều tia điều khiển không phụ thuộc với giản đồ hướng an ten Để giải hiệu toán Ra đa đại, ưu điểm sau định Khi thực phương pháp số tất chức hoạt động Rađa bản, trình thu tín hiệu phản xạ hay xạ từ đối tượng khác: Tạo giản đồ hướng nhiều tia mạng anten (Mạng anten), điều khiển giản đồ hướng mạng anten, xử lí tín hiệu thu liệu Ra đa, thích nghi với thay đổi mơi trường ngồi Sử dụng kĩ thuật tính tốn số tất bước thu thập, xử lí tin tức Ra đa, ưu việt liên quan đến đặc trưng kĩ thuật (ổn định tham số, tin cậy đơn giản chuyển chương trình…) đảm bảo mở rộng chức tăng đặc trưng chất lượng nhờ: - Mở rộng phạm vi toán cần giải quyết, ứng dụng phương pháp thuật toán đại sử dụng thành - Ứng dụng cấu trúc thích nghi đảm bảo giải có hiệu tốn Rađa điều kiện phức tạp thay đổi nhanh Sơ đồ thể Hình liên kết kênh thu Rađa với mạng anten máy tính chuyên dụng, thực chất sơ đồ tính tốn dạng chun dụng để giải tốn thu, xử lí tin tức Ra đa - hệ thời gian thực gồm tất phương tiện tính tốn thời gian thực thực thuật toán tổng thể vận hành hệ thống Thuật toán tổng thể hệ thống gồm giải tốn rời rạc, lượng tử tín hiệu, xử lý khơng gian tín hiệu, cắt nhiễu tiêu cực, tích luỹ tín hiệu, phát hiện, ước lượng toạ độ, nhận dạng, bám hàng loạt tính tốn khác mục tiêu Những kết qủa tính tốn nhiều nguồn tài liệu để thực thuật tốn xử lí số tín hiệu cần tác động nhanh hệ tính tốn Rađa đa chức có loại hệ thống với mạng anten cố định, cho phép thực quét diện tia theo hai toạ độ: phương vị β, góc tà ε Để quét 3600 theo góc phương vị thường liên kết 4-5 mạng anten Khi hồn tồn loại bỏ việc quay anten khơng cịn hạn chế nhịp độ quét không gian bám mục tiêu điều kiện nhiễu phức tạp, song kích thước, tính phức tạp, giá thành cao với công nghệ cũ Những khả kĩ thuật tính tốn số khả hệ thống điều khiển tối ưu cho phép ngày tạo cách xay dựng đài rađa đa chức hỗn hợp nguyên tắc, thực chế độ quay anten quét điện giản đồ hướng sử dụng mạng anten phẳng đảm bảo quét điện theo phương vị góc tà đồng thời với quay mạng anten theo phương vị chuyển động Đài có số chất lượng cao hơn, song kích thước giá thành cao Tiếp tục phát triển, tính đến yếu tố phép toán tạo giản đồ hướng phát thu, xử lý tin tức phân bố nguyên thời gian, lượng rađa đa chức với mạng anten cố định mạng anten quay khơng có khác biệt thực chất xem xét phương pháp thuật toán toán này, đề xuất rađa đa chức với mạng anten cố định Như lưu ý, sử dụng phương pháp số tạo giản đồ hướng mạng anten thu, cho phép mở rộng đáng kể tính dự trữ phương pháp ứng dụng thuật toán xử lý tin tức điều khiển, đảm bảo nâng cao hiệu suất tổng thê Đồng thời số hoá tín hiệu thu đầu cụm mạng anten để tạo giản đồ hướng xử lý tín hiệu (đặc biệt xử lý khơng gian) u cầu thiết bị tính tốn tốc độ cao Chính vậy, tạo giản đồ hướng mạng anten số thu thường dẫn đến hợp phần tử thu mạng thành mạng (modul), bên chúng hợp tín hiệu thu (tạo giản đồ hướng modul) thực nhờ thiết bị tương tự, sau tín hiệu đầu mạng biến đổi thành dạng số tất bước xử lý thực số Số phần tử xạ liên kết thành mạng theo thiết kế cụ thể tương ứng với tài ngun tính tốn cụ thể Lưu ý rằng, modul lớn mạng thu số điều khiển chức phức tạp, bị tiêu hao theo hiệu suất điều khiển so với mạng anten số hố tín hiệu đầu phần xử lý xạ Tính tốn điều kiện ban đầu nêu sở phân tích kết nghiên cứu thiết kế biết sơ đồ cấu trúc sơ rađa đa chức với modul mạng anten tạo số giản đồ hướng thu, hình Hình Sơ đồ cấu trúc sơ rađa đa chức với modul mạng anten tạo số giản đồ hướng thu Thành phần sơ đồ gồm hệ thống bản: Phần tạo điều khiển giản đồ hướng mạng anten tia phát, thành phần hệ gồm khối tạo phân chia tín hiệu phát, xử lý điều khiển tia giản đồ hướng anten, mặt điều khiển cum Mҥng anten hệ thống dịch pha điều khiển đầu vào xạ phát Phần tạo mạng con, khuếch đại, dao dộng tương can, tạo số tín hiệu đầu mođul mạng anten Trong thành phần hệ gòm cộng, mođul thu gồm khuếch đại cao tần, biến đổi tần số, khuếch đại trung tần, tách pha biến đổi số thành phần cầu phương tín hiệu thu hệ thống Phân hệ tạo số điều khiển giản đồ hướng mạng anten thu thực dạng khối số riêng biệt Phân hệ 298  Hội +ӝL7KҧR4XӕF*LDYӅĈLӋQ7ӱ7UX\ӅQ7K{QJYj&{QJ1JKӋ7K{QJ7LQ(&,7 Thảo Quốc Gia 2015 Điện Tử, Truyền Thông Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015) liên quan trực tiếp theo kênh hồi dẫn với khối xử lý khơng gian thích nghi tín hiệu nối tác động nhiễu tạp tích cực Phân hệ xử lý số tín hiệu đa thu gồm điều khiển thích nghi hệ xử lý, dưa tin cho người dùng tin Phân hệ thực nhờ hệ tính tốn số chun dụng đặc biệt (bộ vi xử lý) 'f AP - Giải thông mạng anten Việc xử lý không gian - thời gian tối ưu tín hiệu trường hợp dẫn đến cộng dao động thu vector trọng lượng tìm từ quan hệ: f R W(s,T )G (t - s)ds X(t)X(T ) ³f đây: W(s,T ) - Vector hệ số trọng lượng II LẬP LUẬN BÀI TỐN, MƠ HÌNH CÁC TÍN HIỆU VÀ NHIỄU Theo tính chất lọc hàm delta, từ (6) có: W(s,T ) Xem xét tốn xử lý khơng gian tối ưu, xác hố mơ hình tín hiệu nhiễu đầu mạng anten số.[1] X i (T ) hướng tới tín hiệu z Z (2) phần tử thứ i mạng anten NJ (t ) - Biên độ phức điện áp nhiễu nguồn C Theo giả thiết đắn mơ hình tạp trắng cho nội tạp nhiễu ngoài, ma trận tương quan nhiễu tổng R(t,s) xác định biểu thức Ở : R > @ RG (t  s) (3) n R0  ¦ N J X (Q J ) X *T (Q J ) (4) J R0 - ma trận chéo ( M u M ) mật độ công suất phổ nội tạp kênh thu N J - Mật độ công suất phổ nhiễu từ nguồn J đây: i * i f ³ Y¦ (t )X (t )dt * (9) (10) f 1 tương quan đảo R , biểu diễn (7) Khi điều kiện bất định hướng tác động cường độ nhiễu, đại lượng cần phải ước lượng sở hoàn cảnh nhiễu xảy Giả thiết thoả mãn điều kiện: 'f p  'fJ  'f AP ¦ Y (t )W (T ) * X i (Q J ) - Vector cột phân bố biên độ - pha M N (t ).N *T (s) / f Y (t ) W* (t )dt ³ f ¦ N (8) anten với hệ số trọng lượng phức Wi (T ) đưa vào theo kênh thu Xử lý thời gian dẫn đến việc tính tốn tích phân tương quan phức, phương pháp lọc - tương quan Sơ đồ cấu trúc đơn giản phép xử lý không gian - thời gian tối ưu tín hiệu radar đa chức mơ tả hình Xử lý khơng gian theo hình thực cách cộng tương can trọng lượng theo kênh tín hiệu đầu phần tử mạng anten dẫn đến tạo giản đồ hướng thu Xử lý thời gian thực lọc phối hợp (LPH), thích luỹ tương can hay khơng tương can tách biên độ Dữ liệu đầu vào xử lý không gian - thời gian đưa đến đầu vào thiết bị điều khiển (PY), thực toán toán phát tín hiệu ước lượng toạ độ điểm dấu phát Vì vậy, để xây dựng sơ đồ xử lý khơng gian có tín hiệu mạng anten cần biết vector trọng lượng W(T ) hay ma trận N (t ) - Vector cột biên độ phức điện áp nội tạp R(s, t ) f Vì vậy, xử lý không gian - thời gian chia không gian thời gian (9) thực cộng trọng lượng biên độ phức dao động Yi (t ) thu nhờ phần tử mạng n J * Khi (8) dẫn đến dạng Ti tín hiệu nhiễu nguồn (7) T Y (t ) W* (T ) W* (t )dt ³f Y (t ) Y (t ) W (T ) ¦ T J X (Q J ) f Y T (t ) W* (t , T )dt ³f Tách từ (8) tổng trọng lượng xử lý không gian: exp(  jTi ) phụ thuộc vào N (t )  ¦ X (Q J ) N J (t ) W(T )W(t) đây: W(T ) R X (T ) ; W(t) 2X(t) Tổng tích phân trọng lượng (tín hiệu ra) xử lý khơng gian - thời gian tối ưu dạng: Nhiễu giả thiết trình ngẫu nhiên dừng tạo nguồn không tương quan lẫn Vector cột biên độ phức điện áp nhiễu nội tạp đầu phần tử anten thể dạng: N (t ) 2R -1 X (T ) X (t ) -1 (1) Tín hiệu có ích dạng : X (t , T ) X (t ) X (T ) X(t)- đại lượng vô hướng mô tả luật thay đổi theo thời gian biên độ phức dao động tín hiệu chung phần tử mạng anten Vector X (T ) - phân bố biên độ - pha tín hiệu mặt mở mạng anten, phụ thuộc vào dạng gần sóng (cầu, phẳng) tham số mơi trường truyền sóng Với sóng phẳng X (T ) (6) III MẠNG ANTEN THÍCH NGHI, NGUYÊNTẮC XÂY DỰNG VÀ HOẠT ĐỘNG (5) 'f p - giải thông thiết bị xử lý Trong điều kiện hoàn cảnh bên thay đổi đa dạng ngẫu nhiên xạ nhiễu (nhiễu tích cực), Để đảm 'f J - Độ rộng hiệu dụng phổ lượng tín hiệu nhiễu 299  Hội+ӝL7KҧR4XӕF*LDYӅĈLӋQ7ӱ7UX\ӅQ7K{QJYj&{QJ1JKӋ7K{QJ7LQ(&,7 Thảo Quốc Gia 2015 Điện Tử, Truyền Thông Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015) bảo yêu cầu hiệu phát bám đối tượng khơng, mạng anten thích nghi sử dụng rơng rãi Xo(t) Vì nhờ tín hiệu chuẩn Xo(t) phân biệt đâu tín hiệu có ích nhiễu, đảm bảo việc tạo giản đồ hướng mạng anten với vùng lõm hướng nguồn nhiễu [2,3] Để khắc phục khó khăn thấy để thực mạng anten số hồn tồn thích nghi, có phương pháp: Thứ là chuyển tiếp đến thích nghi Modul mạng anten số, tích luỹ tương tự tín hiệu nhóm phân tử mạng anten, từ lọc thích nghi số tín hiệu đầu Modul theo sơ đồ hình Khi tín hiệu đầu nhận rõ ràng khơng trùng với tín hiệu đầu mạng thích nghi tồn phần, kết tương ứng xem tự thích nghi Một phương pháp khác sử dụng rộng rãi thực tế thiết kế mạng anten số (mạng anten số thích nghi) Trong để thích nghi sử dụng phần phần tử (mạng xây dựng theo Modul không theo Modul), mạng gọi thích nghi cục Sơ đồ cấu trúc đơn giản thích nghi cục tuyến tính với kênh tách biệt sử dụng để thích nghi M N phần tử mạng anten thể hình Hình Sơ đồ cấu trúc đơn giản phép xử lý không gian - thời gian tối ưu tín hiệu radar đa chức Mạng anten gọi thích nghi, hiệu suất hoạt động phải cực đại theo tiêu chuẩn định trước, điều kiện bên thay đổi đảm bảo việc hiệu chỉnh liên tục hình dạng Giản đồ hướng chúng sở phân tích mơi trường ngồi điều kiện hoạt động đài rađa Sơ đồ cẩu trúc mạng anten thích nghi tuyến tính tạo giản đồ hướng phương pháp số (mạng gọi mạng anten số thích nghi) trình bày hình Phần tử lọc số thích nghi để tạo hệ số w1 , , wM , xem xét trọng lượng tín hiệu mạng anten biến đổi sơ dạng số modul thu tương tự số Ở lọc tín hiệu chuẩn biết Xo(t) thích nghi với mạng anten, tức tín hiệu đầu mạng U (t) so sánh với Khi tín hiệu sai lệch tạo H (t ) Xo(t) + U (t) Hình Sơ đồ cấu trúc đơn giản thích nghi cục tuyến tính với kênh tách biệt sử dụng để thích nghi M N phần tử mạng anten Nguyên tắc tạo Giản đồ hướng tổng hợp mạng anten thích nghi tuyến tính với kênh bù khử thể hình 6, Fo( T ) Giản đồ hướng kênh chính, F1( T ), F2( T ) Giản đồ hướng kênh bù khử, F*( T ) Giản đồ hướng tổng có tác động nguồn nhiễu từ hướng T 1, T Hình Sơ đồ cẩu trúc mạng anten thích nghi tuyến tính tạo giản đồ hướng phương pháp số Fo (T ) Fo* (T ) Dùng lọc thích nghi để tính tốn điều khiển hệ số trọng lượng phức Wm (m=1,2,3 M) tương ứng với tiêu chuẩn tối ưu chọn Khi tín hiệu thu (khơng có Xo(t)), coi tín hiệu nhiễu hệ thống điều chỉnh hệ số trọng lượng cho loại trừ khỏi tín hiệu đầu Kết hướng có tín hiệu thiết lập giản đồ hướng mạng anten Nếu tín hiệu thu Xo(t), hệ thống giữ tín hiệu đầu với biên độ pha giống FK (T ) FK1 (T ) T0 T1 T T Hình Giản đồ hướng tổng hợp mạng anten thích nghi tuyến tính với kênh bù khử 300  Hội+ӝL7KҧR4XӕF*LDYӅĈLӋQ7ӱ7UX\ӅQ7K{QJYj&{QJ1JKӋ7K{QJ7LQ(&,7 Thảo Quốc Gia 2015 Điện Tử, Truyền Thông Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015) M (Y1* >K @X >K @ IV TỐI ƯU HĨA XỬ LÝ KHƠNG GIAN CÁC TÍN HIỆU TRONG MẠNG ANTEN THÍCH NGHI, PHƯƠNG PHÁP THỐNG KÊ RM = Nhiệm vụ lọc thích nghi mạng anten điều chỉnh liên tục hệ số trọng lượng W, đảm bảo tối ưu hoá tiêu chuẩn xác định hiệu suất xử lý khơng gian tín hiệu Tiêu chuẩn hiệu suất xác định thuật tốn làm việc lọc thích nghi cần phải chọn từ yêu cầu với đặc trưng mạng anten thích nghi chế độ làm việc thiết lập Phạm vi tiêu chuẩn hiệu suất sử dụng rộng rãi gồm có: x Tiêu chuẩn cực tiểu sai số trung bình bình phương độ lệch tín hiệu đầu mạng anten thích nghi với tín hiệu chuẩn cho trước AДP với kênh x Tiêu chuẩn cực tiểu phương sai nhiễu đầu với mạng anten thích nghi kênh tách biệt Ngồi cịn có tiêu chuẩn quan trọng hiệu suất thuật tốn thích nghi tốc độ hội tụ trình thiết lập lực tính tốn thực hiên cơng cụ tính tốn Thuật tốn tốt trường hợp cụ thể cần chọn tính đến nhiều yếu tố khác gồm đặc trưng tín hiệu nhiễu, tồn tin tức tiền định, tốc độ thích nghi cần thiết để thể thiết bị tính tốn 4.1 Thuật tốn tạo hệ số trọng lượng theo tiêu chuẩn cực tiểu phương sai sai số Xem xét hệ thống thích nghi số, tất phần tử mạng anten nhau, ngồi tham số tín hiệu mong đợi biết, thu thay tham số tín hiệu chuẩn (hình 4) Trong hệ thống thực xử lý trọng lượng phức tín hiệu số đến từ tất phần tử mạng anten , tạo điện áp đầu so sánh với tín hiệu chuẩn, hiệu chúng tín hiệu sai lệch: (11) H [K] = Xo [K] – WT* Y[K] = Xo [K] – YT* [K] W Ở đây: Y [K] = T = M(Y* [K]X0 [K]) – Vector modul tương quan tín hiệu thu Y[K] tín hiệu chuẩn X0 [K] Nếu tín hiệu nhiễu N[K] khơng tương quan với tín hiệu chuẩn X0 [K] tức: M(N[K]X0 [K]) = thì: RM [K] = M(Xm [K] X0 [K]), đặc trưng cho phân bố biên – pha tín hiệu có ích kênh thu tương ứng với phân bố biên pha tín hiệu chuẩn Từ (12), phương sai tín hiệu sai lệch hàm bình phương W, ma trận RM [K] xác định dương, nên hàm б H [K] có cực tiểu nhất, cịn vector Wopt tương ứng б HMin [K] tìm từ nghiệm phương trình: dV H2 >K @ dW T ’¦ WV H2 >K @ Kết vi phân nhận được: ’¦ WV H2 >K @ = - 2RM [K] + 2RM [K] Wopt = Từ đó: 1 (13) Wopt = R M [K]RM [K] Phương trình (13) gọi phương trình “ Vinhera – xovpha” Vì nghiệm nhận nghiệm có tên Vinhexovsco” Để giải phương trình (13) ước lượng cần thiết ma š T 1 trận tương quan nghịch đảo R M [K] vector rM [K] tính q trình thích nghi theo mẫu tín hiệu đầu phần tử mạng anten hay hồi quy, cách tính xác hố liên tiếp ước lượng Sau tính ước lượng Wopt , viết biểu thức cho giá trị cực tiểu phương sai sai số lệch tín hiệu đầu mạng Y1 [K] Y2 [K] Ym [K] T – Vector hình W1 W2 Wm WM - WM M (YM* >K @X >K @ bao phức tín hiệu Mạng anten thời điểm Kt W= M (Y2* >K @X >K @ 1 1 anten với tín hiệu chuẩn - б HMin [K] Tính đến R M =(R M )T , – Vector với Hecmit, nên với ma trận tương quan, biểu thức cuối cho phương sai sai số tối thiểu có dạng: tham số trọng lượng T* - Dấu hiệu chuyển vị liên hiệp phức Ym [K] = Xm [K] + Nm [K] m=1,2, M Xm [K] - Mẫu hình bao phức tín hiệu có ích Nm [K] - Mẫu hình bao phức nhiễu Tín hiệu sai lệch H [K] đến đầu vào lọc thích nghi, thực nhiệm vụ tính tốn kỳ vọng bình phương sai số (phương sai tín hiệu sai số) Sau biến đổi không phức tạp nhận được: M( H [K]) = бs2 [K] = M(Xo2[K])-2WTiRM [K] + Ti (12) W RM [K] W Ở đây: RM [K] = M(Y* [K] YT [K]) – Ma trận tương quan diện áp kênh mạng anten thích nghi (hệ số ½ bỏ qua khơng đáng kể) Thêm vào là: RM [K]= RMX [K] + RMN [K] Ở đây: RMX [K] - Ma trận tương quan tín hiệu có ích, RMN [K] – Ma trận tương quan nhiễu б HMin [K] = M(X o š T M >K @ ) - r [K] š 1 M š * M R [K] r [K] (14) Qua nhiều lần khảo sát nghiên cứu, tổng hợp tài liệu [1, 2, 3] tối ưu vecto W theo tiêu chuẩn khác cần phải tính thống kê, trường hợp xem xét - tức nghiệm tối ưu dần đến nghiệm phương trình “ Vinhera – xovpha” 4.2 Thuật tốn tạo hệ số trọng lượng theo tiêu chuẩn cực tiểu phương sai nhiễu đầu mạng anten Bài toán tối ưu hoá mạng anten trường hợp xác định thuật tốn tối ưu để tính vector trọng lượng W tín hiệu bù khử Thay hiệu suất chọn tiêu chuẩn kênh cực tiểu phương sai (công suất) nhiễu đầu mạng anten điều kiện tín hiệu có ích khơng có Viết biên độ phức tín hiệu đầu mạng anten dạng U6 301  >K @ = U o >K @ - W T * YM >K @ (15) +ӝL7KҧR4XӕF*LDYӅĈLӋQ7ӱ7UX\ӅQ7K{QJYj&{QJ1JKӋ7K{QJ7LQ(&,7 Hội Thảo Quốc Gia 2015 Điện Tử, Truyền Thông Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015) >K @ - Biên độ phức tín hiệu kênh * Y M >K @ - Véctơ cột M chiều biên độ phức tín Trong sơ đồ tính đến hỗ dẫn tương quan mạnh, để tính RM K , thay Uo K sử dụng tín hiệu đầu mạng anten Ở đây: U o > @ U >K @ hiệu kênh bù khử Bình phương điện áp mạng anten viết dạng: U * > @ >K @ T = U > @ >K @ - 2WTY * M >K @ U V KẾT LUẬN o >K @ Hoàn thiện phương pháp thuật tốn xử lí số tín hiệu liệu Kết hợp hài hoà sử dụng thuật toán dạng song song hoá để giảm thời gian thực cơng việc Hồn thiện sở liệu kiến trúc công cụ tính tốn số dạng chun dụng để xử lý tín tức số Ra đa Phân bố tối ưu tốn xử lý cơng cụ tính tốn điều khiển chương trình điều khiển thiết bị Thiết kế ứng dụng phương pháp hệ thống cách thống để thiết kế chi tiết phần tử hệ tính tốn tin tức liên kết Ra đa có mạng anten với máy tính, từ đặc điểm thuật toán riêng thuật toán tổng thể xử lý tin tức điều khiển tính đến ảnh hưởng mơi trường ngồi Trong mạng anten mà ta xem xét có tác động nhiễu tạp tích cực theo cánh sóng phụ, hướng tác động cuả chúng tạo vùng lõm sâu giản đồ hướng mạng anten , cánh sóng giản đồ hướng bị méo không đáng kể; TÀI LIỆU THAM KHẢO +WTY M K Y M K W* Giá trị trung bình (phương sai nhiễu đầu mạng anten) V 62 >K @ = M(U 02 >K @ ) -2W Tr >K @ + WTRM >K @ W* > @ * M(Y M > @ Ở đây: RM K = K nhiễu kênh bù khử M T YM (16) >K @ ) – Ma trận tương quan M (Y1* >K @U >K @) rM >K @ = M (Y2* >K @U o >K @) M (YM* >K @U o >K @) > @ rM K - Véctơ hố tương quan tín hiệu đầu kêmh kênh bù khử Giá trị tói ưu véctơ hệ số trọng lượng, trước tính từ điều kiện: dV 62 dW T* [1] Маркович И.И., Семеняк П.Л., Цифровая пространственно-временная обработка сигналов в многоканальной гидроакустической системе // Информационно-измерительные и управляющие системы Т – 2008 – №3 – С 72-75 [2] Ковалев Э.П., Маркович И.И.Реализация алгоритмов цифровой пространственно-временной обработки гидроакустических сигналов в многолучевых эхолотах Труды IX Всероссийской конференции «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики» (ГА-2008) – СПб.: Наука, 2008.– С 183-187 [3] Маркович И.И., Жирнов В.С Интеллектуальная система цифрового формирования и обработки сигналов в многолучевом эхолоте Материалы IX Международной научно-технической конференции «Искусственный интеллект Интеллектуальные системы» Донецк: ИПИИ, Наука i освiта Т 2.– 2008 – С 54-58 [4] Слюсар В Цифровые антенные решетки будущее радиолокации / В Слюсар ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес – 3/2011 – С 42-46 [5] Скачков В.В Адаптивный алгоритм компенсации гауссовой шумовой помехи с произвольным пространственным спектром мощности / В.В Скачков, Ю.М Поповнин // Научно-технический сборник – 2012 – №3 ч.1 – С 64-70 [6].Харланов А.В Поляризационные характеристики радиоволны и их использование в адаптивной фильтрации сигналов / А.В Харланов // Збірник наукових праць Севастопольського ВМІ ім П.С Нахімова – Севастополь, 2011 – Вип 1(12) – С 41-51 2rM >K @  RM >K @ ¦OPT Từ nhận được: 1 WOPT = R M rM = > @ (17) Biểu thức (17) tương tự (13) mục trước Trong biểu thức để tính véctơ tối ưu yêu cầu cần phải ước lượng ma trận tương quan đảo vectơ tương quan số tín hiệu kênh chuẩn kênh tham gia bù khử nhiễu Sơ đồ cấu trúc xử lý thích nghi số mạng anten thích nghi cục mơ tả hình Hình Cấu trúc xử lý thích nghi số 302  ... thực mạng anten số hoàn tồn thích nghi, có phương pháp: Thứ là chuyển tiếp đến thích nghi Modul mạng anten số, tích luỹ tương tự tín hiệu nhóm phân tử mạng anten, từ lọc thích nghi số tín hiệu. .. khối xử lý không gian thích nghi tín hiệu nối tác động nhiễu tạp tích cực Phân hệ xử lý số tín hiệu đa thu gồm điều khiển thích nghi hệ xử lý, dưa tin cho người dùng tin Phân hệ thực nhờ hệ tính... gọi mạng anten số thích nghi) trình bày hình Phần tử lọc số thích nghi để tạo hệ số w1 , , wM , xem xét trọng lượng tín hiệu mạng anten biến đổi sơ dạng số modul thu tương tự số Ở lọc tín hiệu