Антенна с обработкой сигналов

Приемная антенная система (как правило, антенная решетка или ее аналог), где наряду с обычным линейным когерентным суммированием сигналов (или вместо него) применяются нелинейная, адаптивная (саморегулирующаяся) или частотно-временная обработка сигналов и их последовательное накопление во времени. При этом преследуются следующие цели: улучшение разрешающей способности антенны без увеличения ее габаритов, снижение уровня боковых лепестков диаграммы направленности (ДН), максимизация отношения сигнал-шум. К рассматриваемому классу относятся антенны с синтезированной апертурой (см. Апертурный синтез), антенны с нелинейной обработкой сигналов и зависящими от времени параметрами, адаптивные антенны и др.

Наиболее эффективное применение (в радиолокации и радиоастрономии) нашли антенны с синтезированной апертурой. Если источник излучения и приемная антенна движутся друг относительно друга, можно синтезировать апертуру существенно большую, чем собственный раскрыв антенны, производя последовательно во времени прием, накопление и когерентное суммирование сигналов с комплексными весовыми коэффициентами. Фазы весовых коэффициентов должны компенсировать фазовые сдвиги, обусловленные взаимным расположением и относительным перемещением антенны и источника излучения, а амплитуды весовых коэффициентов - формировать необходимое распределение амплитуды на синтезированной апертуре.

К антеннам с нелинейной обработкой сигнала обычно относят приемные антенные решетки, у которых выходной сигнал является произведением (или корреляционной функцией) сигналов от отдельных элементов решетки. Их целесообразно использовать при достаточно сильных сигналах от некогерентных источников, а также тогда, когда есть возможность производить накопление сигнала во времени. Поэтому антенны с нелинейной обработкой находят применение в радиоастрономии.

Антенны с зависящими от времени параметрами также выполняются в виде антенных решеток, у которых размеры раскрыва или распределение поля в нем периодически модулируются во времени; ДН такой антенной решетки является суперпозицией гармоник, кратных частоте модуляции, причем каждой гармонике соответствует своя парциальная ДН, определенным образом ориентированная в пространстве. Изменения частоты модуляции параметров антенны сопровождаются сканированием парциальных диаграмм.

Применение обратных связей в аналоговой системе когерентной амплитудно-фазовой обработки сигналов, принимаемых элементами антенной решетки, позволяет обеспечить оптимальное управление уровнями ДН антенной решетки в направлениях прихода полезных или помеховых сигналов. Такой тип обработки реализуется в адаптивных антеннах.