Устройство для сложения разнесенных широкополосных сигналов с компенсацией помех

 

1. УСТРОЙСТВО ДЯЯ СЛОЖЙЙЙЯ РАЗНЕСЕНШХ ШИРОКОПОЛОСЮ1Х СИГНАЛОВ С КОМПЕНСАЦИЕЙ ПОМЕХ, содержащее п ветвей приема, выходы которых с т«1матор подключены к входу демодулятора , причем ветвь приема состоит из квадратурных каналов, каждый из которых вьвюлнен в виде последовательно соединенных синхронного детектора фильтра нижних частот (ФНЧ) и перемножителя, при этом выхоч ды перемножителей каждого квадратурного канала подключены к входам соответствующего дополнительного сумматора , а на входе каждой ветви приема включен усилитель-преовразователь , выход которого иепосредствейнр подключен к входу синхронного детектора квадратурного канала и через фазовращатель к входу синхронного детектора, другого квадратурного канала , другие входы синхронных детекторов объединены.с первым входсж усилителя-преобразователя и соедине .ны с выходом сумматора, о т л и ч аю щ е ее я тем, что, с целью повышения помехозащищенности устройства , в него введены блок компенсации, генератор псевдослучайной последовательности и п блоков формирования окгНалов, выходы которых подключены к входам блока компенсации, а другой вход-coeдиJяeн с выходом генератора псевдослучай й последовательности, причем выходы блока компенсации подключены к йтбрым входам усилителяпреобразователя Каждой ветви приема , при этом выход соот;ветствук1цего демодулятора подключен к входу соответствующего блока формирования сиг§ (Л налов, другие входы которого соединены с выходами ФНЧ каждой ветви приема. 2. Устройство по п. 1, отлиС чающееся тем, что блок компен сации содержит два блока вычитания, с гетеродин, выход которого подключен через первый смеситель к п)вому входу, первого блока вычитания, а через последовательно соединенные второй смеситель и перемножитель к tV9 .первому входу второго блока вычитаЮ ния, при этом выход первого блока,, вычитания подключен к первому входу СО второго перемножителя, причем объего диненные втоЕие входа блоков вычитания , вторфле объединенные входы двух перемножителей, вторые входы смесителей , выход второго перемножителя И выход второго блока вычитания являются соответственно входами и Г выходами блока компенсации.

СОКИ СОВЕТСКИ)(00UNMI

РЕСПУБЛИК

6В Н В 08

1.

OllMOAHME ИЗОБГЕт йИЯ .

Ю hQ

Ю

Cr©

Ь )

Ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ К ОТНЯТИЙ

Н ABlQPCktOMV СВИДКГВЛ СтВМ

4 (21 ) 3322353/18-09 (22) ° 20.07.81 (46) 07.06.83. Вюл. Р 21 (72) Д.Л. Вурачеико, М.A. Вознюк, . Н.В. Кожевников, B.П. Коржов, В.Д. Морозов, В.Н. Решетников и Н.Н. Ряузов (53) 621.396.49(088.8) (56) 1.Финк Л.N. Теория передачи дискретных сообщений. М., Связь

1969, с. 475, рис. 7 7.

2. Авторское свидетельство СССР.

9 603131, кл. Н 04 В 7/08, 1976 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ

РАЗНЕСЕННИХ ШИРОЕОПОЛОСНИХ СИГНАЛОВ

С КОМНЕНСА@НЕЙ HGNEX, содержащее П ветвей приема, выходы которых через сумматор подключены к входу демодулятора, причем ветвь приема состоит

as квадратурных каналов, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных синхронного детектора, фильтра нижних частот (ФНЧ) и перемножителя, при этом выхо- ды перемножителей каждого квадратурного канала подключены к входам со.ответствующего дополнительного сувваатора, а на входе каждой ветви приема включен усилитель-преобразователь, выход которого. непосредственно подключен к входу синхронного детектора квадратурного канала и через фазовращатель,к входу синхронного . детектора..другого квадратурного канала, другие входы синхронных детекторов объединены с первым входом усилителя-преобразователя и соединеЯ0.. 1022320 А ны с выходом сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыаения помехозащищенности устройст-. ва, в него введены блок компенсации, генератор псевдослучайной последовательности и h блоков формирования сигналов, выходы которых подключены к входам блока компенсации, а другой вход-соединен с выходом генератора

- псевдослучайной последовательности, причем выходы блока компенсации подключены к втбрым входам усилителяИреобразователя каждой ветви приема, при этом выход соответствукщего демодулятора подключен к входу соответствующего блока формирования сигналов, другие входы которого соеди« Я иены с выходами ФНЧ каждой ветви приема.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок компен сации содержит два блока вычитания, гетеродин, выход которого подключен

Ф через первый смеситель к первому входу первого блока вычитания, а через последовательно соединенные второй смеситель и перемножитель к первому входу второго блока вычитания, при этом выход первого блока: вычйтания подключен к первому входу второго перемножителя, причем объе" диненные вторые входы блоков вычитания, вторые объединенные входы двух перемножителей, вторые входы смесителей, выход второго перемножителя и выход второго блока вычитания являются соответственно входами и выходами блока компенсации;

1022320

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в устрой ствах разнесенного приема сигналов, подверженных амплитудным и фазовым замираниям,при воздействии помех.

Известно устройство, использующее принцип фазирования сигналов в ветвях разнесения и их когерентного сложения jl) .

Данное устройство обеспечивает понижение порогового отношения сигнал/шум в приемнике, однако оно характеризуется низкой помехозащищенностью при воздействии помех.

Известно устройство для сложении разнесенных широкополосных сигналов с компенсацией помех, содержащее ветвей приема, выходы которых через сумматор подключены к входу демодулятора, причем ветвь приема состоит из квадратурных каналов, каждый иэ которых выполнен в виде последовательно соединенных синхронного детектора, фильтра нижних частот (ФНЧ) и перемножителя, при этом выхоцы перемножителя каждого квадратурного канала подключены к входам соответ-. ствующего дополнительного сумматора, а на входе каждой ветви приема включен усилитель-преобразователь, выход которого непосредственно подключен к входу синхронного детектора квадратурного канала и через фазовращатель к входу синхронного детектора другого квадратурного канала, другие входы синхронных детекторов объединены с первым входом усилителя-преобразователя и соединены с выходом сумматора (2J .

Однако известное устройство имеет низкую помехозащищенность и не обеспечивает понижение порогового уровня приема при воздействии помех.

Цель изобретения -. повышение поме. хоэащищенности.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для сложения разнесенных широкополосных сигналов с компенсацией помех, содержащее ветвей приема, выходы которых через сумматор подключены к входу демодулятора, причем ветвь приема состоит иэ квадратурных каналов, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных синхронного детектора, фильтра нижних частот (ФНЧ) и перемножителя, при этом выходы перемножителей каждого квадратурного канала подключены к входам соответ-. ствующего дополнительного сумматора,. а на входе каждой ветви приема вклю чен усилитель-преобразователь, выход которого непосредственно подключен к входу сйнхронного детектора квадратурного канала и через фазовращатель к входу синхронного детектора другого квадратурного канала, другие входы синхронных детекторов объединены с первым входом усилителяпреобразователя и ссединены с выходом сумматора, введены блок компенсации, генератор псевдослучайной последовательцости и М блоков формирования сигналов, выходы которых подключены к входам блока, Компенсации, а другой, :вход соединен с выходом генератора псевдослучайной последовательности, причем выходы блока компенсации подключены к вторым входам усилите5

30 ля-преобразователя каждой ветви приема, при этом выход соответствующего демодулятора каждой ветви приема подключен к входу соответствующего блока формирования сигналов, другие входы которого соединены с выходами

ФНЧ каждой .ветви приема.

При этом блок компенсации содер.— жит два блока вычитания, гетеродин, :выход которого подключен через первый смеситель к первому входу первого блока вычитания, а через последовательно соединенные второй смеситель и перемножитель к первому входу второго блока вычитания, причем выход первого блока, вычитания подклю чен к первому входу второго перемножителя, объединенные вторые входы блоков вычитания, вторые объединенные входы двух перемножителей, вторые входы смесителей, выход второго перемножителя и выход второго блока вычитания являются соответственно входами и выходами блока компенса30, ции. образом.

На вход устройства воздействует смесь широкополосного сигнала а Sc(, 9е Я, t) узкополосной помехи S (p„,уд,Я„, t) и теплового шума

n(t) 60

$5 На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство для сложения разнесенных широкополосных сигналов с компенсацией помех содержит tl ветвей 1 при40 ема, каждая из которых состоит из синхронных детекторов 2, фильтров 3 нижних частот (ФНЧ), перемножителей . 4, сумматора 5, усилителя-преобразователя б, фазовращателя 7, а также сумматор 8, демодулятор 9, генератор

10 псевдослучайной последовательности {НСП), блок ll компенсации, и П

6локов 12 формирования сигналов.

Причем блок 11 компенсации содержит блоки 13 вычитания, перемножителя 14, смесителя 15 и гетеродин lб, а каждый из блоков 12 формирования сигналов содержит сумматор 17, синхронные детекторы 18, фазовращатель

19 и частотно-модулированный генератор (ЧИГ) 20.

Устройство работает следующим

1022320 гдето,q> и — случайные параметры соответственно коэффициента

I ослабления, фазы и параметра модуляции; а - опорный сигнал кодовой псевдослучайной последовательности.

Принимаемый сигнал y(t) после усиления поступает на вход блока 11 компенсации. Он состойт из двух ветвейз ветви -компенсации помехи (верхняя ветвь) и ветви компенсации сигнала (нижняя ветвь) ° Компенсация помехи осуществляется следующим образом.

В блоке 13 вычитания, на первый вход которого поступает аддитивная смесь сигнала, узкополосной помехи и флуктуационного шума, а на второй вход - оценка узкополосной помехи

Sя (pt +, (pд, й», t) осуществляется компейсация помехи, в результате .чего на его выходе будет аддитивная смесь сигнала, остатка помехи и

»флуктуационного .шума y(t) -8„(р„, . ф Q» t) . При совпадении кодовой псевдослучайной последовательности, фаложениой на,сигнал, с аналогичной последовательностью, вырабатываемой в генераторе 10, в перемножителе 14 происходит снятие псевдослу-., чайной последовательности .с сигнала и перемножение остатка помехи с данной последовательностью. В результате выполненной операции происходит свертка сигнала, в результате чего он становится узкополосным, а остаток помехи, промодулированный псевдослучайной последовательностью, становится широкополосным. При этом известно, что s.каналах с замираниями, если база сигнала В > 50, помеху, промодулированную псевдослучайной последовательностью, можно аппроксимировать белым гауссовым шумом. Таким образом, на входе ветви компенсации помехи будет присутство. вать узкополосный сигнал и шум с эквивалентной спектральной. плотность исМфйОСти где .Р - мощность остатка неском-. и ценсированной помехи;

 — база сигнала; .. V =1/Т - информационная скорость

И передачи, T - длитель ность посылки сигнала;

Н вЂ” спектральная плотность о мощности флуктуационного шума n {t), поступающего . на вход блока компенсации.

Компенсация сигнала во второй вет ви блока 11 компенсации происходит в блоке 13 вычитания, на первый вход которого поступает аддитивная смесь y(t), а на второй вход поступает с выхода перемножителя 14 блока компенсации оценка сигнала а» S (p,, у", 52, ). Таким образом, на вйходе блока 13 вычитания будет

5 аддитивная смесь остатка некомпенси-, рованного широкополосного сигнала, помехи и флуктуационного шума y(t)а В ° (1ц+, Ч », Я, М . учитывая, что база сигнала В > 50, остаток

10 нескомпенсированного кврокополосного сигнала. можно аппроксимировать белым гуассовым шумом. Таким образом, на входе ветви разнесенного приема помехи присутствует аддитивная смесь узкополосной помехи и шума..

Алгоритм обработки сигналов и формирования их оценочных значений осуществляется в ветви 1 приема, в суьыаторе 5, демодуляторе 9 и блоке

20 12 форрования на- Следует отметить, что алгоритм формирования оценок сигнала отличается от алгоритма формирования оценок помехи (формируемым блоком 12) лишь тем, что на оценку узкополосного сигнала (р, (с, Яс, t), получаемую на выходе смесителя 15, накладывается в перемножителе 14 псевдослучайная последовательность, вырабатываемая генератором 10 ПСП. Поэтому в даль-. нейшем рассмотрим только процесс обработки сигнала.

Аддитивная смесь узкополосного сигнала и шума с выхода ветви компенсации помехи блока 11 поступает на

Ç5 усилитель-преобразователь 6, полоса пропускания которого согласована с шириной спектра узкополосного сигнала. Оценка параметров сигнала производится в ветви 1 нриема, сумматоре

4() 8 и демодуляторе 9. Аддитивная смесь узкополосного сигнала и ослабленной усилителем-преобразователем 6 помехи поступает на входы демодуляторов 9, при этом на вход одного из них сигнал поступает через фазовращатель 7.

В демодуляторах 9 осуществляется ю фазирование на основании опорного напряжения-с фазой, подаваемого иа вторые входы синхронных детекторов . с выхода сумматора 5; Выходы демодуляторов 9 соединены с входами ФНЧ 3, где осуществляется оценка коэффициента ослабления р . В перемножителях

4 происходит перемножение принимаемого сигнала с оценочнывщ значениями коэффициента ослабления, полученными в квадратурных ветвях, результирующие напряжения подаются на соответствующие входы суэеиатора 5.

Сигналы с выходов ветвей 1 приема

60 подаются на соответствующие входы сумматора 8. Ввиду некоррелироваиности замираний сигнала в. ветвях 1 приема на выходе сумматора 8 резуль тирующий сигнал будет незамирающим.Выход сумматора 8 соединен с входом

1022320 демодулятора 9, где осуществляется оценка параметра 5?, .со вторыми вхо» дами демодуляторов 9 и управляющим входом усилителя-преобразователя 6 где осуществляется регулировка: коэф; фициента усиления в соответствии с уровнем результирующего сигнала.

Формирование оценки принимаемого сигнала осуществляется следующим образом.

Модуляционным параметром Я", по" лучаемим на выходе демодулятора 9, модулируется (частотно-модулируемый) гетеродин 16 (ЧИГ). Выходное напряжение генератора подается на входы синхронных детекторов 18 которые разделены фазовращателем 19 на.Я/2.

Детектирование происходит с учетом оценочных значений коэффициента ослабления, которые подаются с ФНЧ .3 квадратурных ветвей на вторые входы синхронных детекторов 2. Выходы синхронных детекторов 18 подсоединены к входам сумматора 17;3 "Оценка сигнала с несущей частотой ЧИГ 20, йолучаемая на выходе сумматора 17; подается на вход смесителя 15, на второй вход которого поступает напряжение гетеродина 16. Частота гетеродина

5 16 выбрана таким образом, чтобы на выходе смесителя 15 получить оценку узкополосного сигнала с несущей частотой, равной частоте узкополосного сигнала в ветви компенсации по10 мехи блока 11. В перемножителе 14 на оценку узкополосного сигнала накладывается псевдослучайная после,« довательность, в результате чего получаем оценку принимаемого широкополосного сигнала, которая подается на вход блока 13 вычитания.

Таким образом предлагаемая схема, позволяет получить выигрыш в отношу нии сигнал1,помеха как эа счет приме-. нения широкополосных сигналов, так и за счет компенсации помехи, что повышает помехозащищенность устройства.

Составитель T. Колпи кова;

Техред В.далекорей Корректор С. Шекмар

Редактор Ю. Ковач

Тираж 677 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, X-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4065/49

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4