• Цветков Дмитрий Евгеньевич (Tsvetkov D. E.) оператор научной роты, Военная академия связи им. Маршала Советского Союза С. М. Будённого. Санкт-Петербург, Россия
    Operator of the scientific company, Military Academy of Communications named after Marshal of the Soviet Union S. M. Budyonny. St. Petersburg, Russia.
    tsvetkovde123@gmail.com
  • Федоров Павел Николаевич (Fedorov P. N.) старший научный сотрудник НИО-4 Военной академии связи им. Маршала Советского Союза С.М. Будённого. Санкт-Петербург, Россия
    Senior Researcher of the Research Institute-4 of the Military Academy of Communications named after Marshal of the Soviet Union S. M. Budyonny. St. Petersburg, Russia.
    fedorovpn1@yandex.ru
диаграмма направленностипространственная фильтрациявесовые коэффициентыалгоритмы адаптациибезопорные алгоритмыметоды подпространствматрица ковариацииматематическое моделированиеподавление помехробастность
radiation patternspatial filteringweight coefficientsadaptation algorithmsunsupported algorithmssubspace methodscovariance matrixmathematical modelinginterference suppressionrobustness
Русский

Цель работы состоит в анализе и разработке математической модели алгоритма адаптации весовых коэффициентов для адаптивных антенных решеток (ААР), а также в оценке его эффективности при подавлении сложных пространственно-распределенных радиопомех.

Методы исследования: математическое и имитационное моделирование в программной среде MatLab, а также методы матричной алгебры, теории случайных процессов и статистической радиотехники для расчета корреляционных матриц и весовых векторов. Для оценки качества пространственной фильтрации использовался сравнительный анализ вычислительной сложности классических градиентных методов и селективности современных робастных безопорных алгоритмов при различных угловых распределениях источников помех. Результаты исследования показали, что для мобильных систем с жесткими ограничениями аппаратных ресурсов наиболее эффективным является алгоритм наименьших средних квадратов (LMS), который благодаря линейной вычислительной сложности обеспечивает уверенное формирование глубоких нулей в направлении источников помех. При этом установлено, что в условиях априорной неопределенности и отсутствия опорного сигнала классические методы теряют работоспособность, что требует перехода к безопорным алгоритмам. Моделирование сложных многокомпонентных помех выявило критическую уязвимость стандартного метода LCMV к ошибкам пеленгации, приводящую к эффекту самоподавления полезного сигнала. Для решения этой проблемы успешно протестирован модифицированный робастный алгоритм RAIS-LCMV. Испытания доказали, что его применение в стационарных режимах инициализации позволяет итеративно реконструировать фактический вектор направленности на основе глубокого анализа собственных векторов ковариационной матрицы. Это полностью исключает эффект самоподавления и гарантирует формирование многолучевых глубоких провалов диаграммы направленности точно на источники комбинированных помех, сохраняя при этом максимальный коэффициент передачи в направлении целевого сигнала. Практическая ценность исследования заключается в комплексном обосновании гибридного подхода к пространственной фильтрации, объединяющего высокоточную инициализацию решетки робастным алгоритмом RAIS-LCMV в стационарном режиме с последующим переходом на малозатратные градиентные методы в динамике. Математически доказана эффективность данного подхода для устранения эффекта самоподавления сигнала в условиях многокомпонентного радиоэлектронного противодействия.

English

The aim of the work is to analyze and develop a mathematical model of the algorithm for adapting weight coefficients for adaptive antenna arrays (AAR), as well as to assess its effectiveness in suppressing complex spatially distributed radio interference. The research method is mathematical and simulation modeling in the MatLab software environment, as well as methods of matrix algebra, theory of random processes and statistical radio engineering for calculating correlation matrices and weight vectors. To assess the quality of spatial filtering, a comparative analysis of the computational complexity of classical gradient methods and the selectivity of modern robust unsupported algorithms at different angular distributions of sources was used interference. The results of the study showed that for mobile systems with severe hardware resource constraints, the least mean squares (LMS) algorithm is the most effective, which, due to linear computational complexity, provides a confident formation of deep zeros in the direction of interference sources. At the same time, it was established that under conditions of a priori uncertainty and the absence of a reference signal, classical methods lose their performance, which requires a transition to unsupported algorithms. Simulation of complex multi-component interference revealed a critical vulnerability of the standard LCMV method to direction finding errors, leading to the effect of self-rejection of the desired signal. To solve this problem, the modified robust RAIS-LCMV algorithm was successfully tested. The tests proved that its use in stationary initialization modes makes it possible to iteratively reconstruct the actual directional vector based on an in-depth analysis of the eigenvectors of the covariance matrix. This completely eliminates the effect of self-rejection and ensures that multipath deep dips are generated precisely to the sources of combined interference, while maintaining the maximum transmission ratio in the direction of the target signal. 3 Dmitry E. Tsvetkov, operator of the scientific company, Military Academy of Communications named after Marshal of the Soviet Union S. M. Budyonny. St. Petersburg, Russia. E-mail: tsvetkovde123@gmail.com 4 Pavel N. Fedorov, Senior Researcher of the Research Institute-4 of the Military Academy of Communications named after Marshal of the Soviet Union S. M. Budyonny. St. Petersburg, Russia. E-mail: fedorovpn1@yandex.ru ЦВЕТКОВ Д. Е., ФЕДОРОВ П. Н. DOI: 10.21681/3034-4050-2026-3-13-20\n20 The practical value of the study lies in the comprehensive substantiation of a hybrid approach to spatial filtering, which combines high-precision lattice initialization by the robust RAIS-LCMV algorithm in a stationary mode with the subsequent transition to low-cost gradient methods in dynamics. The effectiveness of this approach for eliminating the effect of signal self-suppression in conditions of multicomponent electronic countermeasures is mathematically proved.

Источники финансирования не указаны.

No funding sources reported.

DOI10.21681/3034-4050-2026-3-13-20ЖурналТелекоммуникации и связьГод2026Номер№3 (12)Страницы13–20ISSNПИ №ФС77-88069
  1. Zvonarev V. V., Pitrin A. V., Popov A. S. Metodika rascheta koehfficienta napravlennogo dejstviya adaptivnoj antennoj reshetki pri nalichii pomeh // Izv. vuzov. Priborostroenie, 2025. – V. 68. – No 3. – Pp. 198–206.
  2. An Adaptive Five-Element Array Antenna Based on Miniaturised Polarisation-Insensitive Absorptive Metamaterial for Anti-Jamming Applications / G. Wang, X. Tang, F. Huang [et al.] // IET Microwaves Antennas & Propagation, 2025. – Vol. 19. – No. 1. – P. e70056.
  3. Shima, K. Data-Aided SMI Algorithm Using Common Correlation Matrix for Adaptive Array Interference Suppression / K. Shima, K. Maruta, Ch. Ju. Ahn // IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences, 2021. – Vol. E104.A. – No 2. – Pp. 404–411.
  4. Kashchenko I. E. Regulyarizaciya RLS-algoritma dlya adaptivnyh sistem vvoda cifrovyh predyskazhenij / I. E. Kashchenko, A. P. Pavlov // Radiotehnika, 2024. – V. 88. – No 1. – Pp. 141–148.
  5. An efficient normalized LMS algorithm / A. Zerguine, Ja. Ahmad, M. Moinuddin [et al.] // Nonlinear Dynamics, 2022. – Vol. 110. – No. 4. – Pp. 3561–3579.
  6. Praneet R. J., Kumar C. A., Rajendra N. A novel sign variable step size LMS (SiVSS-LMS) algorithm for adaptive beamforming // CSIT, 2020. – 8 (4). – Pp. 377–384.
  7. Bojko I. A., Glushankov E. I., Lyalina A. Zh. Algoritmy adaptivnoj obrabotki signalov v geostacionarnyh sistemah // Trudy uchebnyh zavedenij svyazi, 2025. – V. 11. – No 5. – Pp. 74–83.
  8. Wnuk, M. Adaptive Antenna Array Control Algorithm in Radiocommunication Systems // Algorithms, 2024. – Vol. 17. – No 2. – P. 81.
  9. Glushankov E. I., Carik I. V., Carik V. I. Prostranstvenno-raspredelennaya tehnologiya adaptivnogo formirovaniya diagrammy napravlennosti antennoj reshetki // Nauchnye izvestiya, 2022. – No 29. – Pp. 165–170.
  10. Chistyakov V. A. Algoritm adaptivnoj fil'tracii pomeh v cifrovyh antennyh reshetkah sputnikovoj svyazi // Trudy MAI, 2019. – V.105. – Pp. 100–113.
  11. Meng, Zh. Robust widely linear beamforming using estimation of extended covariance matrix and steering vector / Zh. Meng, W. Zhou, S. Gazor // Eurasip Journal on Wireless Communications and Networking, 2020. – Vol. 2020. – No 1. – Pp. 1–20.
  12. Guo X., Chu L., Li B. Robust Adaptive LCMV Beamformer Based on an Iterative Suboptimal Solution // Radioengineering, 2015. – Vol. 24. – No 2. – P. 572–581. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ СИСТЕМ ВОЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯУДК 621.396