Джиган, В. И.
Антенная решетка с частичной адаптацией на основе рекурсивного алгоритма по критерию наименьших квадратов в арифметике действительных чисел / В. И. Джиган. - Текст : электронный
// РАДИОТЕХНИКА. - Москва : Радиотехника, 2023. - № 1. - С. 144-157. - URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=50292579 (дата обращения: 30.05.2023). - URL: http://radiotec.ru/ru/journal/Radioengineering/number/2023-1/article/23234 (дата обращения: 30.05.2023).

Аннотация: Постановка проблемы. Вычислительная сложность (требуемое число арифметические операций, приходящихся на один отсчет обрабатываемых сигналов) адаптивной антенной решетки (ААР) складывается из сложности формирования луча (взвешивания и суммирования входных сигналов ААР) и сложности расчета ее весовых коэффициентов (адаптивного алгоритма). Сложность формирования луча невозможно уменьшить, так как она зависит от числа антенн ААР, которое выбирается, исходя из требуемых ширины этого луча и коэффициента усиления ААР. Однако сложность адаптивных алгоритмов можно уменьшить, если требуемое число адаптивно управляемых весовых коэффициентов ААР меньше, чем полное число ее весовых коэффициентов. Такую ААР, у которой выполняется это условие, называют частично адаптивной. В случае прямоугольной ААР частичная адаптация может быть обеспечена путем предварительного сложения в цифровом виде (в информационной полосе частот) сигналов, принимаемых антеннами строк и столбцов решетки. Если общее число принимаемых сигналов (полезного сигнала и помех) меньше общего числа строк и столбцов ААР, то этот прием позволяет снизить вычислительную сложность адаптивного алгоритма. В этом случае предварительное сложение сигналов уменьшает число адаптивно вычисляемых/управляемых весовых коэффициентов и одновременно обеспечивает практически такие же характеристики в установившемся состоянии, как и у полностью адаптивной ААР. Если же ААР является симметричной (ее весовые коэффициенты имеют нечетную симметрию в каналах, соответствующих симметрично расположенным по апертуре антеннам), то дальнейшее снижение вычислительной сложности может быть достигнуто за счет использования адаптивного рекурсивного алгоритма по критерию наименьших квадратов (Recursive Least Squares, RLS), в котором большинство вычислений выполняется в арифметике действительных чисел. Цель. Путем компьютерного моделирования подтвердить эффективность частичной адаптации в симметричной прямоугольной плоской антенной решетки с цифровым суммированием сигналов антенн ее строк и столбцов для использования суммарных сигналов для вычисления весовых коэффициентов ААР с помощью RLS-алгоритма на основе леммы об обращении матриц (Matrix Inversion Lemma, MIL) в арифметике действительных чисел. Результаты. Приведена архитектура частично адаптивной прямоугольной антенной решетки с суммированием сигналов строк и столбцов и с обработкой суммарных сигналов в арифметике действительных чисел, а также рассмотрена процедура вычисления ее весовых коэффициентов. В результате проведенного моделирования установлено, что рассматриваемая симметричная ААР в арифметике действительных чисел обеспечивает более короткий переходный процесс (примерно в 2 раза) и большее подавление помех (приблизительно на 3 дБ) в установившемся состоянии по сравнению с несимметричной ААР в арифметике комплексных чисел. Практическая значимость. Предложенный RLS-алгоритм может быть использован в приемной прямоугольной цифровой ААР при ограниченных вычислительных ресурсах на ее реализацию