Устройство для защиты информационного сигнала от воздействия имитационной помехи

Полезная модель относится к области техники передачи и приема информации и может быть использована в устройствах для защиты информационного двоичного сигнала «1» и «0» от воздействия имитационной помехи. Содержит сумматор на два входа 1, амплитудный ограничитель преселектора радиоприемника 2 как нелинейное звено с зоной насыщения и последовательно соединенные между собой нелинейное звено с зоной нечувствительности 3 и интегратор 4 с цепью самообнуления, что обеспечивает расширение функциональных возможностей устройства для защиты информационного сигнала от воздействия помех, включая узкополосные интенсивные, трудно подавляемые, преднамеренные, какими являются имитационные помехи.

Полезная модель относится к области техники передачи и приема информации и может быть использована в устройствах для защиты информационного двоичного сигнала «1» и «0» от воздействия имитационной помехи.

Известно устройство для борьбы с помехами в системе связи «земля-космос» со скачкообразной перестраиваемой рабочей частотой, содержащее датчики-радиоприемники с диапазоном рабочих полос частот, превышающим с заданной вероятностью диапазон частот возможных помех, генератор искусственного шума, матрицу корреляции импульсных помех, искусственного шума и единичных радиопомех, цифровые фильтры выходных сигналов датчиков-радиоприемников, анализаторы частотного спектра и вычислитель вектора пространства состояний рабочих частотных полос свободных от помех и занятых помехами [1]. Появляющиеся в линии связи радиопомехи компенсируются сформированными искусственными шумами с заданной вероятностью.

Недостаток известного устройства заключается в сложности его технической реализации и большой уязвимости от воздействия преднамеренных помех, параметры которых близки и совпадают с информационным сигналом.

Наиболее близким известным техническим решением в качестве прототипа является цифровое радиоприемное устройство, содержащее сумматор на два входа и амплитудный ограничитель преселектора радиоприемника как нелинейное звено с зоной насыщения, а также известное устройство содержит цифро-аналоговый преобразователь и последовательно соединенные преселектор, сумматор на два входа, усилитель, аналого-цифровой преобразователь на два выхода, контроллер на два выхода и блок цифровой обработки на два входа, один их которых подключен к одному из выходов аналого-цифрового преобразователя, один из выходов контроллера соединен через цифро-аналоговый преобразователь с одним из входов сумматора [2]. С помощью контроллера формируется корректирующий сигнал, который после его цифроаналогового преобразования компенсирует на входах сумматора помеху.

Недостаток прототипа состоит в том, что при появлении помехи, параметры которой близки к параметрам информационного сигнала, сформированный контроллером компенсирующий сигнал подавит информационный сигнал, что свидетельствует об ограниченных функциональных возможностях этого известного устройства.

Целью полезной модели является расширение функциональных возможностей устройства для защиты информационного сигнала от воздействия помех, включая узкополосные интенсивные, трудно подавляемые, преднамеренные, какими являются имитационные помехи.

Указанная цель достигается тем, что, кроме известных и общих отличительных признаков, а именно: сумматора на два входа и амплитудного ограничителя преселектора радиоприемника как нелинейного звена с зоной насыщения, предлагаемое устройство для защиты информационного сигнала от воздействия имитационной помехи содержит последовательно соединенные между собой нелинейное звено с зоной нечувствительности и интегратор с цепь самообнуления, выход которого подключен к одному входу сумматора, другой вход которого связан с входом устройства и с входом нелинейного звена с зоной нечувствительности, выход сумматора подключен к входу радиоприемника, зона насыщения которого равна зоне нечувствительности нелинейного звена с зоной нечувствительности.

Новизна полезной модели состоит в том, что предлагаемое устройство содержит последовательно соединенные между собой нелинейное звено с зоной нечувствительности и интегратор с цепью самообнуления, выход которого подключен к одному входу сумматора, другой вход которого связан с входом устройства и с входом нелинейного звена с зоной нечувствительности, выход сумматора подключен к входу радиоприемника, зона насыщения которого равна зоне нечувствительности нелинейного звена с зоной нечувствительности, что обеспечивает защиту информационного сигнала от воздействия имитационной помехи.

Структурная схема предлагаемого устройства для защиты информационного сигнала от воздействия имитационной помехи изображена на чертеже, где обозначено: 1 - сумматор на два входа; 2 - радиоприемник с зоной насыщения; 3 - нелинейное звено с зоной нечувствительности, равной зоне насыщения радиоприемника 1; 4 - интегратор с цепью самообнуления (саморазряда).

В исходном положении выход сумматора 1 подключен к входу радиоприемника 2 с зоной насыщения. Вход нелинейного звена 3 с зоной нечувствительности подсоединен к одному входу сумматора и к входу устройства, а выход нелинейного звена 3 подключен через интегратор 4 к другому входу сумматора 1. Зона насыщения радиоприемника 2 установлена такого значения, что информационный сигнал не подвергается амплитудному ограничению.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Если аддитивная смесь информационного сигнала и имитационной помехи не превышает зону насыщения радиоприемника 2, то негативного явления подавления информационного сигнала имитационной помехой не наблюдается. Интегратор 4 не вступает в работу, так как выходной сигнал нелинейного звена 3 с зоной нечувствительности равен нулю.

Как только аддитивная смесь информационного сигнала и имитационной помехи превысит зону насыщения радиоприемника 2, то возникает негативное явление подавления информационного сигнала имитационной помехой. Среднее значение выходного сигнала радиоприемника 2 уменьшается до нулевого значения по мере роста амплитуды имитационной помехи. При этом среднее значение выходного сигнала радиоприемника 2 соответствует мощности элементарного символа «1» или «0» принимаемого двоичного информационного сигнала.

Для восстановления мощности элементарного символа «1» или «0» принимаемого двоичного информационного сигнала на выходе радиоприемника 2 предлагается задержать состояние его насыщения на время, пропорциональное площади ограниченной (срезанной) части принятой аддитивной смеси информационного сигнала и имитационной помехи. Для чего на другой вход сумматора 1 подают компенсирующий сигнал с выхода интегратора 4. Выходной сигнал интегратора 4 пропорционален площади упомянутой ограниченной (срезанной) части принятой аддитивной смеси информационного сигнала и имитационной помехи, так как на его вход поступает с выхода нелинейного звена 3 эта аддитивная смесь.

При снижении уровня аддитивной смеси информационного сигнала и имитационной помехи ниже уровня амплитудного ограничения радиоприемника 2 выходной сигнал интегратора 4 задерживает состояние амплитудного насыщения радиоприемника 2 на время саморазряда интегратора 4, восстанавливая мощность принимаемых элементов двоичного кода информационного сигнала, что обеспечивает его защиту от воздействия имитационной помехи.

Промышленная осуществимость полезной модели обосновывается тем, что в ней использованы известные в аналоге и прототипе узлы и элементы по своему прямому функциональному назначению. В организации-заявителе изготовлен действующий образец устройства в 2011 г.

Положительный эффект от использования полезной модели состоит в том, что расширяются функциональные возможности устройства для защиты информационного сигнала от воздействия трудно подавляемой помехи, какой является имитационная помеха, путем автоматического формирования компенсирующего сигнала, равного проинтегрированной ограниченной (срезанной амплитудным ограничителем радиоприемника 2) части аддитивной смеси информационного сигнала и имитационной помехи.

Источники информации:

1. Заявка 2008144959 RU на изобретение «Способ и устройство борьбы с помехами в системе связи», приоритет: 13.04.2007, МПК Н04В 1/713, заявитель: Таль (FR), авторы: Шевалье Паскаль и др., (аналог).

2. Патент 89311 на полезную модель РФ, Цифровое радиоприемное устройство, приоритет: 8.07.2009, МПК Н04В 1/12, авторы: Канаков В.А., Кузнецов П.В., патентообладатель: ГОУ ВПО «Нижегородский ГУ им. Лобачевского», (прототип).

Устройство для защиты информационного сигнала от воздействия имитационной помехи, содержащее сумматор на два входа и амплитудный ограничитель преселектора радиоприемника как нелинейное звено с зоной насыщения, отличающееся тем, что дополнительно содержит последовательно соединенные между собой нелинейное звено с зоной нечувствительности и интегратор с цепью самообнуления, выход которого подключен к одному входу сумматора, другой вход которого связан с входом устройства и с входом нелинейного звена с зоной нечувствительности, выход сумматора подключен к входу радиоприемника, зона насыщения которого равна зоне нечувствительности нелинейного звена с зоной нечувствительности.