В.Ю. Семёнов – к.ф.-м.н., ст. преподаватель, кафедра радиотехники, Нижегородский государственного университета им. Н.И. Лобачевского Е-mail: vitali.semenov@gmail.com
А.А. Подкопаев – аспирант,  кафедра радиотехники, Нижегородский государственного университета им. Н.И. Лобачевского Е-mail: podkolpaev.anton@yandex.ru

Постановка проблемы. Наличие активных широкополосных помех в эфире может свести на нет преимущества использования широкополосных сигналов. В связи с этим возникает необходимость адаптивной обработки входного процесса в приемном тракте для подавления помех, которая на практике часто сводится к нахождению весового вектора, обеспечивающего максимальный коэффициент подавления помех. Одним из вариантов решения является использование трансверсального фильтра со встроенной линией задержки, позволяющего производить весовое суммирование задержанных сигналов.

Цель. Рассмотреть одноканальный автокомпенсатор помехи на основе адаптивного трансверсального фильтра, обеспечивающий минимальную выходную мощность помехи на фоне тепловых шумов, и предложить метод подавления помехи, основанный на представлении весового вектора в виде разложения по степенным векторам.

Результаты. Получено аналитическое решение для оптимального весового вектора автокомпенсатора помехи, на основе которого построен адаптивный алгоритм формирования амплитудно-частотной характеристики фильтра. Основное преимущество предлагаемого трансверсального фильтра широкополосных помех заключается в адаптивной оценке числа действующих помех, занимаемой ими полосы частот и малом числе выборок на помеху для нахождения весовых коэффициентов. Произведена оценка вычислительной сложности предложенного метода и показано, что он имеет значительно меньшую вычислительную сложность по сравнению с методом непосредственного обращения корреляционной матрицы помех.

Практическая значимость. Представленные результаты показывают более высокую эффективность степенного метода по сравнению с методом непосредственного обращения корреляционной матрицы помех. При этом требуется выполнение значительно меньшего объема вычислений. Предложен практический подход по внедрению степенного метода в программное обеспечение за счет итеративной структуры самого алгоритма вычисления весового вектора.

Семенов В.Ю., Подкопаев А.А. Одноканальный автокомпенсатор широкополосной помехи на основе метода степенных векторов // Электромагнитные волны и электронные системы. 2020. Т. 25. № 1–2. С. 33−42. DOI: 10.18127/j15604128-202001-2-04.

Semenov V.Yu., Podkopaev A.A. Broadband single-channel auto-compensator based on method of power vectors. Electromagnetic wa

1. Радиоэлектронные системы. Основы построения и теория: Справочник / Под ред. Я.Д. Ширмана. М.: Радиотехника. 2007. 512 с.
2. Wei F., Defu J. Radar wideband digital beamforming based on time delay and phase compensation // International Journal of Electronics. 105:7, 1144−1158, DOI: 10.1080/00207217.2018.1426121.
3. Уидроу Б.И. Адаптивные компенсаторы помех. Принципы построения и применения // М.: ТИИЭР. 1975. Т. 63. № 12. С. 69−78.
4. Монзинго Р.А., Миллер Т.У. Адаптивные антенные решетки: Введение в теорию: Пер. с англ. М.: Радио и связь. 1986. 448 c.
5. Уидроу Б., Стирнз С. Адаптивная обработка сигналов: Пер. с англ. М.: Радио и связь. 1989. 440 с.
6. Zeeshan A., Song Y., Qiang D. Adaptive wideband beamforming based on digital delay filter // Journal of Microwaves, Optoelectronics and Electromagnetic Applications. September 2016. V. 15. № 3. P. 261−264.
7. Wei L. Adaptive broadband beamforming with spatial-only information // 15th International Conference on Digital Signal Processing. 2007. P. 575−578.
8. Tao D., Qiushi W., Yunxiao Z., Lixia J., Hao Z. Broadband Frost Adaptive Array Antenna with a Farrow Delay Filter // International Journal of Antennas and Propagation. 2018. V. 2018. ID 3574929. 7 p.
9. Guan Wang, Mingwei Shen, Jianfeng Li, DiWu, Daiyin Zhu. Wideband Transmitting Adaptive Digital Beamforming Based on SubBand Multiple Linear Constrained Minimum Variance Method // Progress In Electromagnetics Research M. 2018. V. 75. P. 113−120.
10. Bucciarelli M., Pastina D., Cristallini D., Sedehi M., Lombardo P. Integration of Frequency Domain Wideband Antenna Nulling and Wavenumber Domain Image Formation for Multi-Channel SAR // International Journal of Antennas and Propagation. 2016. V. 2016. ID 2834904. 13 p.
11. Hema N., Kidav J., Lakshmi B. VLSI Architecture for Broadband MVDR Beamformer // Indian Journal of Science and Technology. 2015. V. 8. P. 19−28.
12. Berkun R., Cohen I., Benesty J. Combined beamformers for robust broadband regularized superdirective beamforming // IEEE/ACM transactions on audio, speech and language processing. 2015. V. 23. № 5. P. 877−886.
13. Ермолаев В.Т., Семенов В.Ю., Сорокин И.С., Флаксман А.Г., Ястребов А.В. Регуляризация весового вектора адаптивной антенной решетки путем ограничения числа базисных векторов // Известия ВУЗов. Радиофизика. 2015. Т. 58. № 3. С. 235−243.
14. Ермолаев В.Т., Семенов В.Ю., Сорокин И.С., Флаксман А.Г. Применение метода степенных векторов для адаптивной обработки сигналов в многолучевых антенных решетках // Известия ВУЗов. Радиофизика. 2016. Т. 59. № 10. С. 948−955.
15. Тихонов А.И., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач. М.: Наука. 1979. 288 с.
16. Абрамович Ю.И. Регуляризованный метод адаптивной оптимизации фильтров по критерию максимума отношения сигнал/помеха // Радиотехника и электроника. 1981. Т. 26. № 3. С. 543−551.
17. Воеводин В.В. Линейная алгебра. М.: Наука. 1980. 400 с.
18. Максимов М.В. Защита от радиопомех. М.: Сов. радио. 1976.