Подавитель узкополосных помех при приеме импульсных сигналов
Полезная модель относится к области радиотехники и может быть использована в системах радиосвязи, радионавигации, обнаружения импульсных сигналов в условиях воздействия сосредоточенных по спектру помех. С целью уменьшения искажений полезного импульсного сигнала, посредством подстройки компенсирующего напряжения под сигнал помехи, в подавитель введены входной полосовой фильтр 1 и схема совпадения 5, а в каждый блок компенсации введен формирователь 7. Полоса пропускания входного полосового фильтра определяется шириной спектра полезного сигнала, с целью недопустить прохождения на выход устройства помеховых сигналов с рабочими частотами, лежащими вне этой полосы. Формирователи предназначены для формирования сигналов, которые поступают на схему совпадения, предназначенную для формирования управляющего сигнала длительностью, равной длительности полезного сигнала. Существенное снижение уровня искажений полезного сигнала достигается тем, что при его формировании в сумматоре происходит только компенсация помех, без подавления гармонических составляющих полезного сигнала на частоте помехи.
Полезная модель относится к области радиотехники и может быть использована в системах радиосвязи, радионавигации, обнаружения импульсных сигналов в условиях воздействия сосредоточенных по спектру помех. Например, в системах гроэообнаружения при приеме сигналов атмосфериков на фоне узкополосных помех, создаваемых радиостанциями ОНЧ-НЧ диапазонов.
В качестве аналога может служить устройство для подавления узкополосных помех, содержащее сумматор, синхронизируемый генератор, блок автоматической регулировки амплитуды, первый вход которого соединен с выходом сумматора, второй вход соединен с выходом синхронизируемого генератора, а выход подключен к входу сумматора через фазоинвертор, другой вход сумматора является входом, а выход - выходом устройства [I].
Однако при наличии нескольких помех суммарно одинаковой интенсивности аналог работает неустойчиво.
Другим аналогом является устройство подавления узкополосных помех, содержащее выходной сумматор, вход которого является входом устройства, полосовых фильтров, входы которых соединены с входом устройства, и блоков компенсации узкополосной помехи, вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего полосового фильтра, а вход соединен с соответствующим дополнительным выходом сумматора. Каждый блок компенсации узкополосной помехи содержит блок автоматической регулировки коэффициента передачи и фазовращатель, выход которого является выходом блока компенсации узкополосной помехи [2].
Этот аналог обладает недостаточной помехозащищенностью в силу того, что помеха, попавшая в полосу пропускания полосового фильтра, ослабляется вместе с полезным сигналом, лежащим в полосе этого полосового фильтра.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является устройство подавления узкополосных помех, которое принято за базовый объект, содержащее выходной сумматор, вход которого является входом устройства, полосовые фильтры, входы которых соединены с входом устройства, и блоки компенсации узкополосной помехи, вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего полосового фильтра, а выход - с соответствующим дополнительным входом выходного сумматора, каждый блок компенсации узкополосной помехи содержит блок автоматической регулировки коэффициента и фазовращатель, выход которого является выходом блока компенсации узкополосной помехи, выход выходного сумматора соединен с дополнительным входом каждого блока компенсации узкополосной помехи, в каждый блок компенсации узкополосной помехи введены дополнительный полосовой фильтр, вход которого является дополнительным входом блока компенсации узкополосной помехи, а выход соединен с первым входом блока автоматической регулировки коэффициента передачи, управляющий вход является входом блока компенсации узкополосной помехи, а вькод соединен с входом фазовращателя, соединенные последовательно синхронизируемый генератор, вход которого соединен с входом блока компенсации узкополосной помехи, а выход - со вторым входом блока автоматической регулировки коэффициента передачи, и частотный детектор, выход которого соединен с управляющим входом фазовращателя.
В прототипе, в отличие от аналогов приняты меры, снижающие ослабление составляющих полезного сигнала на частоте помехи. С этой целью в него введены пороговые устройства. Они срабатывают только тогда, когда напряжение на входах соответствующих полосовых фильтров превышает пороговое значение. Это означает, что на входе устройства действуют помехи с частотами, равными частотам настройки соответствующих фильтров. В этот момент начинают перестраиваться под сигнал помехи элементы компенсации. Однако использование пороговых устройств будет эффективно лишь когда в данном канале амплитуда
помехи будет превышать напряжение, выделенное полосовым фильтром из широкополосного полезного сигнала.
Основным недостатком прототипа являются значительные искажения полезного сигнала, особенно в случае, приема импульсных сигналов большой амплитуды. Действительно, при одновременном действии полезного импульсного сигнала и узкополосной помехи полосовой фильтр прототипа выделяет суммарный сигнал, определенный совокупностью узкополосной помехи и соответствующей частотной составляющей импульсного сигнала. Именно этой совокупностью синхронизируются генераторы и устройства подстройки амплитуды и фазы компенсирующего напряжения. Особенно велики будут искажения при больших соотношениях сигнал-помеха в данном канале. В этом случае пороговое устройство будет срабатывать и на приход полезного сигнала, который отличить от помехи в данном канале невозможно.
Целью предполагаемой полезной модели является уменьшение искажений полезного импульсного сигнала, посредством подстройки компенсирующего напряжения под сигнал помехи.
Поставленная цель достигается тем, что в подавитель узкополосных помех при приеме импульсных сигналов, содержащем выходной сумматор, N полосовых фильтров соединенных последовательно с блоками компенсации узкополосной помехи, причем входы полосовых фильтров объединены с входом сумматора, выходы блоков компенсации подключены к соответствующим дополнительным входам выходного сумматора, выход которого соединен с дополнительными входами каждого блока компенсации, при этом каждый блок компенсации содержит пороговую схему, синхронизируемый генератор, частотный детектор, автоматический регулятор коэффициента передачи, дополнительный полосовой фильтр, вход которого является дополнительным входом блока компенсации, и фазовращатель, выход которого является выходом блока компенсации, далее в каждом блоке компенсации управляющий вход пороговой схемы и вход
синхронизируемого генератора объединены и являются входом блока, выход синхронизируемого генератора соединен с частотным детектором, а также через автоматический регулятор коэффициента передачи со вторым входом пороговой схемы, выход которой подключен к входу фазовращателя, управляющий вход фазовращателя соединен с выходом частотного детектора, выход дополнительного полосового фильтра подключен к управляющему входу автоматического регулятора коэффициента передачи, дополнительно введены входной полосовой фильтр и схема совпадения, вход полосового фильтра является входом устройства подавления, а выход его соединен с входами выходного сумматора и полосовых фильтров, в каждый блок компенсации узкополосной помехи дополнительно введен формирователь, в каждом из которых вход подключен к выходу пороговой схемы, выход формирователя подключен к соответствующему входу схемы совпадения, а выход схемы совпадения соединен с управляющим входом синхронизируемого генератора, автоматического регулятора коэффициента передачи и фазовращателя каждого блока компенсации.
На фиг.1 представлена структурная электрическая схема 'предложенной полезной модели.
Подавитель узкополосных помех при приеме импульсных сигналов содержит: входной полосовой фильтр 1, выходной сумматор 2, полосовые фильтры 3, блоки компенсации узкополосной помехи 4, схему совпадения 5. Каждый блок компенсации узкополосной помехи состоит из пороговой схемы 6, формирователя 7, синхронизируемого генератора 8, блока автоматической регулировки коэффициента передачи 9, дополнительного полосового фильтра 10, фазовращателя 11 и частотного детектора 12.
Рассмотрим работу подавителя узкополосных помех при приеме импульсных сигналов, когда на входе присутствует только совокупность узкополосных помех без полезного сигнала. В этом случае работа устройства не отличается от работы прототипа. Отфильтрованный полосовым фильтром 3 сигнал
узкополосной помехи поступает на вход синхронизируемого генератора 8, частота и фаза которого подстраиваются под среднюю частоту узкополосной помехи, попадающей в полосу частот данного блока компенсации 4. Сигнал с выхода синхронизируемого генератора 8 подается через блок регулировки коэффициента передачи 9, пороговую схему 6 и фазовращатель 11 на один из входов выходного сумматора 2. Пороговый блок 6, управляемый сигналом с выхода полосового фильтра 3, определяет время действия узкополосной помехи и в соответствии с ним коммутирует компенсирующий сигнал на выходной сумматор 2. Дополнительный полосовой фильтр 10 служит для выделения неподавленного остатка помехи. Фазовращатель 11 предназначен для компенсации дополнительного фазового сдвига компенсирующего напряжения, возникающего за счет неравномерной фазочастотной характеристики полосового фильтра 3.
При поступлении на вход подавителя полезного импульсного сигнала происходит срабатывание пороговых схем 6 во всех блоках компенсации узкополосной помехи 4, так как импульсные сигналы являются широкополосными. Для обеспечения срабатывания всех пороговых устройств при приеме полезного сигнала полосовые фильтры 3 должны перекрывать только диапазон частот спектра полезного импульсного сигнала. В этих целях также предусмотрен входной полосовой фильтр 1, который имеет ширину полосы пропускания, равную ширине спектра полезного сигнала и предотвращает прохождение на выход, устройства помех, рабочие частоты которых лежат вне этой полосы. Выходные импульсы со всех пороговых схем 6 проходят через формирователи 7 на схему совпадения 5. Схема совпадения срабатывает и на ее выходе появляется управляющий сигнал, длительность которого равна длительности полезною импульсного сигнала. Этот сигнал поступает на управляющие входы синхронизируемого генератора 8, устройства автоматической регулировки коэффициента передачи 9 и фазовращателя 11, запрещая их перестройку. Поэтому на выходах блоков компенсации узкополосной помехи в течение времени действия полезного
импульсного сигнала будут вырабатываться компенсационные напряжения, определяемые только помеховой обстановкой, непосредственно предшествующей приходу полезного сигнала.
В результате в сумматоре 2 будет происходить только компенсация помех, без подавления гармонических составляющих полезного сигнала на частоте помехи.
Таким образом, в результате подстройки компенсирующего напряжения под сигнал помехи, ставшей возможной в результате введения в подавитель уэкополосных помех при приеме импульсных сигналов полосового фильтра, схемы совпадения, а в каждый блок компенсации узкополосной помехи - формирователя, искажения полезного сигнала любой его амплитуды в сравнении с прототипом существенно снижаются.
Устройство найдет применение в высокоточных системах анализа полезных импульсных сигналов, когда по параметрам сигнала оцениваются параметры излучателя.
ЛИТЕРАТУРА
1. А.С. СССР Н 324715, кл. Н 04 К 3/00, 1971.
2. Патент Великобритании Н 12008881, кл. 0015 7/36, 1966.
3. А.С. СССР М 1099390, Кл. Н 04 В 1/10, 1984 - прототип.
Подавитель узкополосных помех при приеме импульсных сигналов, содержащий выходной сумматор, полосовые фильтры, соединенные последовательно с блоками компенсации узкополосной помехи, причем входы полосовых фильтров соединены с входами сумматора, выходы блоков компенсации подключены к соответствующим входам выходного сумматора, выход выходного сумматора соединен с управляющими входами каждого блока компенсации, при этом каждый блок компенсации содержит пороговую схему, синхронизируемый генератор, автоматический регулятор коэффициента передачи, частотный детектор, полосовой фильтр, вход которого является управляющим входом блока компенсации и фазовращатель, выход которого является выходом блока компенсации, в каждом блоке компенсации управляющий вход пороговой схемы и вход синхронизируемого генератора объединены и являются входом блока, выход синхронизируемого генератора соединен с частотным детектором, а также через автоматический регулятор коэффициента передачи, со вторым входом пороговой схемы, выход которой подключен ко входу фазовращателя, управляющий вход которого соединен с выходом частотного детектора, выход полосового фильтра подключен к управляющему входу автоматического регулятора коэффициента передачи, отличающийся тем, что в него дополнительно введен входной полосовой фильтр и схема совпадения, полоса пропускания входного полосового фильтра определяется шириной спектра полезного сигнала, его вход является входом устройства подавления, а выход соединен с входами выходного сумматора и полосовых фильтров, в каждый блок компенсации узкополосной помехи дополнительно введен формирователь, вход которого подключен к выходу пороговой схемы, выходы формирователей подсоединены к соответствующим входам схемы совпадения, а выход схемы совпадения соединен с управляющими входами синхронизируемого генератора, автоматического регулятора коэффициента передачи и фазовращателя каждого блока компенсации.
