УСТРОЙСТВО КОМПЕНСАЦИИ РАДИОПОМЕХ Российский патент 1994 года по МПК G01S7/36 

Изобретение относится к радиотехнике, к разделу электромагнитной совместимости средств радиосвязи, и может быть использовано для подавления непреднамеренных помех, создаваемых излучениями радиопередатчиков радиоприемникам, расположенным совместно на одном подвижном объекте, например, корабле.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и подавление контактных радиопомех.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений в отдельных точках устройства.

Устройство содержит радиопередатчик 1, делитель мощности 2, первый блок компенсационного сигнала 3, первый сумматор 4 и второй сумматор 5, второй блок компенсационного сигнала 6, блок моделирования контактной радиопомехи 7, генератор единичного импульса 8, генератор тактовых импульсов 9, делитель 10 импульсов и триггер 11. Каждый блок компенсационного сигнала состоит из двух квадратурных каналов, первый из которых состоит из управляемого аттенюатора 12, а второй - из фазовращателя на 90^о 13 и управляемого аттенюатора 14, сумматора 15 и двух корреляторов, состоящих каждый из перемножителей 16, 19, ключевых блоков 17, 20 и фильтров нижних частот 18, 21.

Второй блок компенсационного сигнала 6 аналогичен полностью первому блоку компенсационного сигнала 3.

Блок моделирования контактной радиопомехи 7 состоит из двух квадратурных каналов и сумматора. Каждый квадратурный канал состоит из последовательно соединенных фазовых детекторов 22, 26, фильтров нижних частот 23, 27, модуляторов 24, 28 и сумматора 29, во втором квадратурном канале имеется фазовращатель на 90^о 25.

Устройство работает следующим образом.

При работе радиопередатчика 1 излучаемое им электромагнитное поле наводит в приемной антенне напряжение n_o(t). Обычно амплитуда этого напряжения значительно превышает амплитуду полезного сигнала S_o(t) ввиду близости расположения приемных и передающих антенн на объекте: n_o(t) >> S_o(t). Эпюра наведенного напряжения n_o(t) в приемной антенне соответствует с точностью до постоянного множителя напряжению на выходе радиопередатчика 1 и выходе делителя мощности 2 и приведена на фиг. 2, е для случая работы радиопередатчика в режиме частотной телеграфии. Такое же напряжение n₂(t) = α n_o(t) наводится на соседней конструкции. Однако если в конструкции при движении объекта от вибрации образуется непостоянный контакт, то наведенное напряжение n₂(t) модулируется с частотой вибрации как по амплитуде, так и по фазе: в моменты замыкания и размыкания контакта в наведенном напряжении образуются скачки напряжения и фазы:
n₃(t) = n₂(t) H(j ω, t), где Н(j ω, t) - комплексная передаточная функция, соответствующая преобразованию наведенного напряжения в конструкции с непостоянным контактом в переизлученное.

Таким образом, в приемной антенне имеется суперпозиция двух напряжений: от передающей антенны и от конструкции с непостоянным контактом:
U_прм(t) = n_o(t) + n₃(t)
Эпюра этого напряжения приведена на фиг. 2, ж.

Для компенсации суммарного наведенного напряжения в устройстве используются два блока формирования компенсационных сигналов 3 и 6, которые управляются выходными напряжениями триггера 11 с помощью ключевых блоков 17 и 20. По сигналу с выхода генератора единичного импульса 8 (см. фиг. 2, а) запускается генератор тактовых импульсов 9, сигнал на выходе которого представлен на фиг. 2, б. Делитель 10 импульсов обеспечивает поступление импульсов (см. фиг. 2, в) на счетный вход триггера 11 с периодом, несколько превышающим время адаптации квадратурного компенсатора (τ_адап). В результате на первом и втором выходах триггера 11 последовательно во времени появляются сигналы (см. фиг. 2, г, д) длительностью τ_адап, поочередно переводящие ключевые блоки 17 и 20 первого и второго блоков компенсационного сигнала 3 и 6 в открытое состояние и замыкающие тем самым цепи обратной связи в каждом квадратурном компенсаторе.

В период времени, когда открыты ключевые блоки 17 и 20 первого блока компенсационного сигнала, происходит подстройка управляемых аттенюаторов 12 и 14 таким образом, что на выходе сумматора 15 (входе первого сумматора 4) формируется напряжение n_o^*(t), равное по амплитуде и противоположное по фазе напряжению n_o(t), наведенному в приемной антенне непосредственно от передающей антенны. В результате выходное напряжение первого сумматора 4 по истечении переходных процессов на время адаптации будет содержать напряжение контактной радиопомехи n₃(t) совместно с полезным сигналом S_o(t), который
S_o(t) << n₃(t)
В момент времени (см. фиг. 2, г, д) сигналом с второго выхода триггера 11 открываются ключевые блоки 17 и 20 второго блока компенсационного сигнала 6 и закрываются ключевые блоки 17 и 20 первого блока компенсационного сигнала 3. Входным сигналом для второго блока компенсационного сигнала 6 служит выходной сигнал блока моделирования контактной радиопомехи 7. Два квадратурных канала, состоящих каждый из фазового детектора 22 (26) и фильтра нижних частот 23 (27) производят оценку (выделение) напряжения, соответствующего комплексной передаточной функции Н(j ω, t) конструкции с непостоянным контактом.

Учитывая, что фазовый детектор 22 (26) является нелинейным элементом, на выходе которого подавляются слабые сигналы сильной помехой, его выходное напряжение будет практически определяться только напряжением модуляции контактной радиопомехи, составляющие полезного сигнала на его выходе будут отсутствовать. Эпюры квадратурных составляющих напряжения Н(j ω, t) на выходах фазовых детекторов 22 и 26 представлены на фиг. 2, к, л. Перепады в напряжениях соответствуют скачкам в изменении сопротивления конструкции с непостоянным контактом. Учитывая, что спектр напряжения, соответствующего вибрации конструкции, лежит в пределах 1. . . 30 Гц, использован фильтр нижних частот 23 (27) для подавления паразитных высокочастотных составляющих в напряжении n₃(t), не связанных с вибрацией конструкции.

Выходные напряжения фильтров нижних частот 23 (27) используются для модуляции квадратурных составляющих высокочастотного напряжения радиопередатчика 1, полученного на выходе делителя мощности 2 и поступающего на входы модуляторов 24 (28).

Таким образом, на выходе сумматора 29 моделируется напряжение контактной радиопомехи n₃^*(t), которое поступает на вход второго блока компенсационного сигнала 6, где в течение времени (t₂-t₃) подстраивается по амплитуде и в противофазе под напряжение контактной радиопомехи n₃(t), поступающее на вход второго сумматора 5 с выхода первого сумматора 4.

Во втором сумматоре 5 происходит компенсация напряжения контактной радиопомехи, и полезный сигнал S_o(t) поступает на выход устройства к радиоприемнику.

Таким образом, введение дополнительных блоков: второго блока компенсационного сигнала, второго сумматора блока моделирования контактной радиопомехи и элементов блока управления, позволило расширить функциональные возможности известного устройства и обеспечить наряду с подавлением на входе радиоприемника наведенного напряжения помех непосредственно от передающей антенны (компенсацию) также подавление наведенного напряжения контактных радиопомех, обусловленных переизлучением электромагнитного поля конструкцией с непостоянным контактом. (56) Системы и средства радиосвязи морской подвижной службы. Справочник. Под ред. К. К. Венскаускас и др. , Л. : Судостроение, 1986, с. 251.

Использование: для подавления непреднамеренных помех, создаваемых излучениями радиопередатчиков радиоприемниками. Сущность изобретения: устройство содержит радиопередатчик 1, делитель мощности 2, два блока компенсационного сигнала 2, 6, два сумматора 4, 5, блок 7 моделирования контактной радиопомехи, генератор единичного импульса 8, генератор тактовых импульсов 9, делитель импульсов 10, триггер 11, передающую антенну 1, приемную антенну 2, что позволяет подавить контактную радиопомеху. 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6; 2 - 1, 2 - 4 , 4 - 7, 7 - 6, 8 - 9 - 10 - 11 - 3, 11 - 6. 2 п. ф-лы, 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. УСТРОЙСТВО КОМПЕНСАЦИИ РАДИОПОМЕХ , содеpжащее последовательно соединенные pадиопеpедатчик, делитель мощности, блок компенсационного сигнала и пеpвый сумматоp, выход котоpого соединен с входом pазностного сигнала блока компенсационного сигнала, пpи этом втоpой выход делителя мощности соединен с входом пеpедающей антенны, пpи этом блок компенсационного канала состоит из двух квадpатуpных каналов, сумматоpа и двух паpаллельных коppелятоpов, состоящих каждый из пеpемножителя и фильтpа нижних частот, пpи этом каждый квадpатуpный канал состоит из упpавляемого аттенюатоpа, вход котоpого в пеpвом канале непосpедственно, а во втоpом канале чеpез фазовpащатель на 90^o соединен с входом блока компенсационного сигнала, а выходы соединены соответственно с пеpвым и втоpым входами сумматоpа, выходы фильтpов нижних частот соединены с упpавляющими входами соответственно пеpвого и втоpого упpавляемых аттенюатоpов, вход pазностного сигнала - с пеpвыми входами пеpемножителей, втоpые входы котоpых соединены в пеpвом коppелятоpе с входом блока компенсационного сигнала непосpедственно, а во втоpом коppелятоpе - чеpез фазовpащатель на 90^o, отличающееся тем, что в него дополнительно введены втоpой сумматоp, втоpой блок компенсационного сигнала, блок моделиpования контактной pадиопомехи и последовательно соединенные генеpатоp единичного импульса, делитель и тpиггеp, пpи этом в каждый коppелятоp каждого блока компенсационного сигнала введен ключевой блок между выходом пеpемножителя и входом фильтpа нижних чатсот, упpавляющий вход ключевого блока соединен с упpавляющим входом блока компенсационного сигнала, пеpвый и втоpой выходы тpиггеpа соединены с упpавляющими входами пеpвого и втоpого блоков компенсационного сигнала соответственно, пеpвый и втоpой входы блока моделиpования контактной pадиопомехи соединены соответственно с выходами делителя мощности и пеpвого сумматоpа, а его выход - с входом втоpого блока компенсационного сигнала, пеpвый и втоpой входы втоpого сумматоpа соединены соответственно с выходами пеpвого сумматоpа и втоpого блока компенсационного сигнала, а его выход - с входом pазностного сигнала втоpого блока компенсационного сигнала и является выходом устpойства. 2. Устpойство по п. 1, отличающееся тем, что блок моделиpования контактной pадиопомехи содеpжит два квадpатуpных канала и сумматоp, выход котоpого является выходом блока моделиpования контактной pадиопомехи, пpи этом каждый квадpатуpный канал состоит из последовательно соединенных фазового детектоpа, фильтpа нижних частот и модулятоpа, выход котоpого соединен с соответствующим входом сумматоpа, пеpвый вход блока моделиpования контактной pадиопомехи соединен с входами фазовых детектоpов и модулятоpов в пеpвом квадpатуpном канале непосpедственно, а во втоpом квадpатуpном канале - чеpез фазовpащатель на 90^o, пpи этом втоpые входы фазовых детектоpов соединены с втоpым входом блока моделиpования контактной pадиопомехи.