§ 13.5. ВИДЫ АДАПТИВНЫХ СИСТЕМ

Адаптивная система управления амплитудным распределением в антенной решетке. Такая система (рис. 13.12) предназначена для подавления сигналов и помех, приходящих с направлений, отличных от направления главного лепестка диаграммы направленности.

Рис. 13.12. Структурная схема адаптивной системы управления с амплитудным распределением в антенной решетке

Система состоит из антенных элементов, на вход каждого из которых поступает аддитивная смесь сигнала и помехи Выходные сигналы антенных элементов суммируются и образуют выходной сигнал антенной решетки:

где вектор весовых коэффициентов; — вектор входных сигналов; число антенных элементов в решетке.

В устройстве адаптации осуществляется оптимальная весовая обработка принятых сигналов. В качестве критерия оптимальности могут использоваться различные величины: минимум средней квадратической

ошибки, максимальное отношение мощности сигнала к мощности помех и др. Найдем алгоритм адаптации цифрового УА при использовании критерия минимума средней квадратической ошибки. В этом случае ошибка где желаемый выходной сигнал. С учетом выражения (13.43) средняя квадратическая ошибка получается следующей:

где матрицы корреляционных моментов.

Градиент при минимальном значении среднеквадратической ошибки Из этого условия находят оптимальный вектор весовых коэффициентов: Это выражение является уравнением Винера для рассматриваемой задачи, решение которого связано со значительными трудностями из-за большого объема вычислений и ее обращения. Поэтому для поиска оптимального вектора целесообразно использовать метод наискорейшего спуска (13.40), в соответствии с которым

Градиент единичного отсчета вычисляют по формуле

Таким образом, алгоритм адаптации имеет вид

Реализация этого алгоритма сводится к суммированию текущего значения весового коэффициента с входным сигналом, умноженным на ошибку.

Быстродействие процесса адаптации зависит от собственных значений матрицы Переходный процесс адаптации является суммой экспонент с постоянными времени

В рассматриваемой системе необходимо знать желаемый выход который формируется так, чтобы его характеристики были аналогичными принимаемому сигналу.

Адаптивный фазовый суммарно-разностный пеленгатор. Выходное напряжение такого пеленгатора (см. рис. 3.8) определяется формулой (3.11). С учетом нестабильности параметров суммарного и разцостного каналов эта

формула принимает вид

где коэффициенты усиления разностного и суммарного каналов; отношение коэффициентов усиления высокочастотных каналов; фазовая неидентичность высокочастотных каналов; а — фазовая неидентичность суммарного и разностного каналов.

Рис. 13.13. Структурная схема адаптивного пеленгатора

В том случае, когда

На рис. 13.13 показана структурная схема адаптивного пеленгатора, обеспечивающая компенсацию ошибок, возникающих из-за неидентичности суммарного и разностного каналов. Достигается это следующим образом. Измеряется ошибка отклонения сигнала на выходе пеленгатора от желаемого значения. С этой целыо в состав адаптивного пеленгатора включена модель, на вход которой подается контрольный сигнал этот же сигнал подается в суммарный канал и с запаздыванием на в разностный. На выходе модели по контрольному сигналу формируется желаемый сигнал пеленгатора. По измеряемой ошибке и выходному сигналу пеленгатора в устройстве адаптации создается сигнал, под

действием которого изменяется коэффициент усиления разностного канала за счет чего и достигается компенсация влияния нестабильности коэффициента на точность работы пеленгатора.

Определим алгоритм адаптации при цифровом способе его реализации. В качестве критерия качества работы пеленгатора примем минимум средней квадратической ошибки: где Градиент функции по коэффициенту т.е. равен произведению ошибки и сигнала на выходе модели. Поэтому алгоритм адаптации с методом наискорейшего спуска (13.40) получается следующим: На рис. 13.14 показаны графики, иллюстрирующие процессы адаптации при различных значениях нестабильности суммарного и разностного каналов.

Рис. 13.14. Графики, иллюстрирующие процессы адаптации при различных значениях нестабильности суммарного и разностного каналов

(см. скан)