Радиоприемное устройство с адаптивным подавлением помех

 

Использование: радиотехника, радиоприемные устройства. Сущность изобретения: радиоприемное устройство с адаптивным подавлением помех содержит блок режекции 1, включающий коммутаторы 1', режекторные фильтры 1'', избирательную цепь 2, усилитель радиочастоты 3 с избирательной нагрузкой, тракт преобразования и усиления 4, а также смеситель 5, первый полосовой фильтр 6, первый усилитель промежуточной частоты (УПЧ0 7, образующие перестраиваемый полосовой фильтр, регулируемый амплитудный ограничитель 8 по минимуму, второй полосовой фильтр 9, второй УПЧ 10, амплитудный детектор 11 и усилитель постоянного тока 12, образующие индикатор наличия помех, синтезатор частот 13, блок управления 14, включающий панель управления 15 и контрольный модуль 16, и тракт детектирования 17. Радиоприемное устройство с адаптивным подавлением помех подавляет сосредоточенные по спектру помехи без возникновения при этом нежелательных нелинейных эффектов, т.к. блок режекции включен до первого нелинейного элемента радиоприемного устройства с адаптивным подавлением помех. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемных устройствах радиосвязи, радиовещания и другого назначения.

Большая насыщенность радиоэлектронных средств, электрических приборов и устройств вызывает взаимные помехи и усложняет работу радиоприемных устройств. При этом наибольшее влияние на условия приема оказывают, в первую очередь, сосредоточенные по спектру частот помехи, создаваемые радиопередающими устройствами, поэтому целесообразно дополнить радиоприемник, устройством подавления помех, которое необходимо включать до первого нелинейного элемента, радиоприемника, чтобы предотвратить возникновение в нем нежелательных нелинейных эффектов.

Уже известны устройства подавления помехи, содержащие генератор с фазовой автоподстройкой частоты, два смесителя, коммутатор, режекторный фильтр, элемент задержки [1] на вход которого поступает аддитивная смесь полезного широкополосного сигнала и узкополосной помехи. В этом случае генератор осуществляет захват помехи и слежение за ней с точностью до фазы. Частота узкополосной помехи на выходе первого смесителя совпадает с частотой сигнала генератора. Частота настройки режекторного фильтра выбирается равной частоте узкополосной помехи, поэтому эта помеха подавляется режекторным фильтром.

Устройство может использоваться для подавления только одной узкополосной помехи при приеме обязательно широкополосного сигнала, когда уровень узкополосной помехи выше уровня сигнала. Устройство не способно предотвратить нелинейные эффекты, т.к. режекторный фильтр включен после смесителя, а в смесителе возникают нелинейные эффекты, создаваемые узкополосной помехой.

Известно устройство подавления узкополосных помех, содержащее n блоков режекции, включенных последовательно, каждый из которых перестраивается по частоте [2] При поступлении на вход устройства аддитивной смеси, состоящей из n узкополосных помех и широкополосного сигнала, причем уровень помехи выше уровня принимаемого сигнала, осуществляется настройка блоков режекции на подавление узкополосных помех. Поскольку режекторные фильтры в этой устройстве включены до первого нелинейного элемента, то нелинейные эффекты не создаются, кроме того, устройство способно подавить множество помех. Устройство может использоваться только при приеме широкополосного сигнала и для каждого режекторного фильтра требуется отдельная достаточно сложная система настройки.

Наиболее близким к изобретению является радиоприемное устройство с адаптивным подавлением помех, содержащее последовательно соединенные избирательную цепь, усилитель радиочастоты с избирательной нагрузкой, тракт преобразования и усиления, и тракт детектирования, вход которого является выходом радиоприемного устройства с адаптивным подавлением помехи, последовательно соединенные перестраиваемый полосовой фильтр, вход которого подключен к выходу усилителя радиочастоты с избирательной нагрузкой, и индикатор наличия помехи, а также блок режекции, при этом избирательная цепь, усилитель радиочастоты с избирательной нагрузкой и источник гетеродинного напряжения тракта преобразования и усиления выполнены синхронно перестраиваемыми по частоте [3] которое подавляет помехи при приеме узкополосного сигнала. Обнаружение сигнала помехи, его оценка и включение режекторного фильтра на подавление помехи осуществляется вручную, т. е. устройство обладает малым быстродействием в обнаружении, оценке и подавлении помехи, при этом осуществляется подавление только одной помехи в принимаемом диапазоне частот, кроме того, в режекторном фильтре для его перестройки применяются нелинейные элементы варикапы, что вызывает нелинейные эффекты под воздействием сигнала и помех.

Технический результат изобретения увеличение быстродействия при одновременном увеличении числа подавляемых помех и уменьшение нелинейных эффектов.

Для этого в радиоприемное устройство с адаптивным подавлением помех 5, содержащее последовательно соединенные избирательную цепь, усилитель радиочастоты с избирательной нагрузкой, тракт преобразования и усиления, и тракт детектирования, выход которого является выходом радиоприемного устройства с адаптивным подавлением помех, последовательно соединенные перестраиваемый полосовой фильтр, вход которого подключен к выходу усилителя радиочастоты с избирательной нагрузкой, и индикатор наличия помехи, а также блок режекции, при этом избирательная цепь, усилитель радиочастоты с избирательной нагрузкой и источник гетеродинного напряжения тракта преобразования и усиления выполнены синхронно перестраиваемыми по частоте, введен блок управления, блок режекции выполнен в виде N, где N 1, 2 n последовательно соединенных перестраиваемых по частоте и коммутируемых режектных фильтров и подключен к входу избирательной цепи, перестраиваемый полосовой фильтр выполнен в виде последовательно соединенных смесителя, первого полосового фильтра и первого усилителя промежуточной частоты, индикатор, наличия помехи выполнен в виде последовательно соединенных регулируемого амплитудного ограничителя по минимуму, второго полосового фильтра, второй усилителя промежуточной частоты, амплитудного детектора и усилителя постоянного тока, тракт преобразования и усиления выполнен с двойным преобразователем частоты, источник гетеродинного напряжения выполнен в виде синтезатора частот с тремя выходами сигналов разных частот, первый из которых подключен к гетеродинному входу смесителя, второй и третий подключены к гетеродинным входам первого и второго смесителей тракта преобразования и усиления с двойным преобразованием частота, при этом вход блока управления подключен к входу усилителя постоянного тока, первая выходная шина блока управления подключена к управляющему входу регулируемого амплитудного ограничителя минимуму, вторая выходная шина подключена к входу синтезатора частот, третья и четвертая выходные шины блока управления подключены к входу управления частотой и входу коммутации блока режекции соответственно, пятая выходная шина к входам перестройки по частоте избирательной цепи и усилителя частоты с избирательной нагрузкой.

На чертеже представлена структурная электрическая схема радиоприемного устройства с адаптивным подавлением помехи.

Радиоприемное устройство с адаптивным подавлением помехи содержит блок режекции 1, избирательную цепь 2, усилитель радиочастоты 3 с избирательной нагрузкой, тракт преобразования и усиления 4, а также смеситель 5, первый полосовой фильтр 6 и первый усилитель промежуточной частоты 7, образующие перестраиваемый полосовой фильтр, регулируемый амплитудный ограничитель 8 по минимуму, второй полосовой фильтр 9, второй усилитель промежуточной частоты 10, амплитудный детектор 11 и усилитель постоянного тока 12, образующие индикатор наличия помехи, синтезатор частот 13, блок управления 14, включающий панель управления 15 и контрольный модуль 16 и тракт детектирования 17, 6 при этом блок режекции включает в себя коммутаторы 11 режекторные фильтры 1.

Радиоприемное устройство с адаптивным подавлением помех работает следующим образом.

Настройка радиоприемного устройства с адаптивным подавлением помех на частоту желательного сигнала осуществляется ручным способом или автоматически по заданной программе путем подачи команд с блока управления 14 на вход синтезатора частот 13 и на входы перестройки по частоте избирательной цепи 2 и усилителя радиочастоты 2 с избирательной нагрузкой. Во время настройки радиоприемного устройства не желательный сигнал изменение частот на выходах синтезатора частот 13 эквивалентно изменению частотных гетеродинного напряжения на входах первого, а при необходимости, и второго смесителей тракта преобразования и усиления 4.

По окончании настройки радиоприемного устройства на частоту желательного сигнала из блока управления 14 на вход синтезатора частот 13 поступает команда о начале автоматического сканирования гетеродинного напряжения смесителя 5 перестраиваемого полосового фильтра, в диапазоне частот равном полосе пропускания фильтров избирательной цепи 2 и усилителя радиочастоты 2 с избирательной нагрузкой и в котором находится желательный сигнал, путем подачи кодовых команд одновременно с третьего выхода блока управления 14 подаются команды на перестройку блока режекции 1 по частоте. При этом происходит сканирование всего этого диапазона частот с заданным шагом за исключением частот, входящих в полосу , где f_o центральная частота желательного сигнала, F ширина полос желательного сигнала, f_зад ширина полосы частот задержания блока режекции.

Рассмотрим один цикл обнаружения помехи в диапазоне частот принимаемого сигнала.

При первом периоде сканирования величина порога ограничения регулируемого амплитудного ограничителя 8 по минимуму задаваемая вручную или по сигналу первой выходной шины блока управления, максимальна.

По окончании первого периода сканирования величина порога ограничения автоматически понижается на шаг, затем начинается второй период сканирования и т.д. Шаг понижения величины порога ограничения задается блоком управления 14 или же зафиксирован в самом регулируемом амплитудном ограничителе 8.

Если помеха отсутствует, то на выходе регулируемого амплитудного ограничителя 8 сигнал отсутствует и сканирование продолжается до тех пор, пока величина порога ограничения регулируемого амплитудного ограничителя 8 не достигнет определенной минимальной величины, которая устанавливается при разработке устройства или задается из блока управления 14.

При достижении минимальной величины порога ограничения поступает команда на синтезатор частот 13 об остановке изменения гетеродинного напряжения на смесителе и прекращении перестройки по частоте блока режекции 1, цикл обнаружения помех завершился.

Повторный цикл обнаружения помех в этом диапазоне может начаться по командам с блока управления 14 через определенное время, которое также задается.

Если присутствует помеха, превышающая по уровню одну из величин порога ограничения регулируемого амплитудного ограничителя 8, то во время сканирования при некоторой величине порога ограничения на выходе регулируемого амплитудного ограничителя 8, и следовательно, на входе БУ 14. Этот сигнал является командой на остановку сканирования частот в синтезаторе частот 13 и перестройку по частоте блока режекции 17. Командой на четвертой выходной шине блока управления 14 осуществляется включение в цепь прохождения сигнала одного из режекторных фильтров 1, входящих в блок режекции 1, который и настроен на частоту помехи. Помеха при этом подавляется и на выходе регулируемого амплитудного ограничителя 8, а следовательно, и на входе блоке управления 14 сигнал исчезает, а сканирование частот и перестройка по частоте блока режекции 1 продолжается и цикл обнаружения помех продолжается до его завершения.

При перестройке радиоприемного устройства на другую частоту необходимо произвести сброс с блока управления 14, при этом блок режекции и синтезатор частот приводятся в начальное состояние.

Таким образом происходит обнаружение помех, их оценка и подавление. В результате подавления сосредоточенных по спектру помех блоком режекции 1 до первого нелинейного элемента радиоприемного устройства, который находится в усилителе радиочастоты с избирательной нагрузкой, нелинейные эффекты предотвращаются и, следовательно, не влияют на качество желательного сигнала, снимаемого с выхода тракта детектирования 1. Смеситель 5 преобразует сигналы диапазона частот, в котором находится частота желательного сигнала, в сигнал постоянной промежуточной частоты. Этот сигнал выделяется первым полосовым фильтром 6 и усиливается в первом усилителе промежуточной частоты и поступает далее на регулируемый амплитудный ограничитель 8. Сигнал с выхода регулируемого амплитудного ограничителя 8 выделяется во втором полосовом фильтре 9, усиливается во втором усилителе промежуточной частоты 10, детектируется амплитудным детектором 11 и усиливается в усилителе постоянного тока 12, с выхода которого поступает на вход блока управления 4.

Формула изобретения

Радиоприемное устройство с адаптивным подавлением помех, содержащее последовательно соединенные избирательную цепь, усилитель радиочастоты с избирательной нагрузкой, тракт преобразования и усиления и тракт детектирования, выход которого является выходом радиоприемного устройства с адаптивным подавлением помех, последовательно соединенные перестраиваемый полосовой фильтр, вход которого подключен к выходу усилителя радиочастоты с избирательной нагрузкой, и индикатор наличия помехи, а также блок режекции, при этом избирательная цепь, усилитель радиочастоты с избирательной нагрузкой и источник гетеродинного напряжения тракта преобразования и усиления выполнены синхронно перестраиваемыми по частоте, отличающееся тем, что в него введен блок управления, блок режекции выполнен в виде N, где N 1, 2 n, последовательно соединенных перестраиваемых по частоте и коммутируемых режекторных фильтров и подключен к входу избирательной цепи, перестраиваемый полосовой фильтр выполнен в виде последовательно соединенных смесителя, первого полосового фильтра и первого усилителя промежуточной частоты, индикатор наличия помехи выполнен в виде последовательно соединенных регулируемого амплитудного ограничителя по минимуму, второго полосового фильтра, второго усилителя промежуточной частоты, амплитудного детектора и усилителя постоянного тока, тракт преобразования и усиления выполнен с двойным преобразованием частоты, источник гетеродинного напряжения выполнен в виде синтезатора частот с тремя выходами сигналов разных частот, первый из которых подключен к гетеродинному входу смесителя, второй и третий подключены к гетеродинным входам первого и второго смесителей тракта преобразования и усиления с двойным преобразованием частоты, при этом вход блока управления подключен к выходу усилителя постоянного тока, первая выходная шина блока управления подключена к управляющему входу регулируемого амплитудного ограничителя по минимуму, вторая выходная шина подключена к входу синтезатора частот, третья и четвертая выходные шины блока управления подключены к входу управления частотой и входу коммутации блока режекции соответственно, пятая выходная шина к выходам перестройки по частоте избирательной цепи и усилителя радиочастоты с избирательной нагрузкой.

РИСУНКИ

Рисунок 1