Устройство компенсации узкополосной помехи Советский патент 1984 года по МПК H04B1/12 

Од

сл

4

Изобретение относится к радиот ехнике и может быть использовано для подавления узкополосных помех при приеме импульсных сигналов, в частности в приемоиндикаторных импульсно фазовых радионавигационных систем. Известно устройство пода1вления узкополосных помех, содержащее вычитатель и подстраиваемый по амплитуде частоте и начальной фазе генератор гармонического сигнала, выход которо го соединен с вычитающим входом вычитателя С1. Однако из-за влияния полезного сигнала на цепи подстройки генератора гармонического сигнала имеет место паразитный фазовый сдвиг несущей частоты полезного сигнала. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство компенсации узкополосной помехи, содержащее перестраиваемьш по частоте генератор и соединенные последовательно вычитатель, вход и выход которого является входом.и выходом устройства соответственно, нормализатор амплитуды и квадратурный фильтр, первый и второй опорные входы которого соединены с соответствующими выходами-перестраиваемого по частоте генератора Г 2. Однако в данном устройстве при одновременном воздействии полезного импульсного сигнала и сигнала узкополосной помехи имеет место паразитный фазовый сдвиг несущей частоты полезного сигнала, что в ряде случаев применения устройства является недопустимым. Цель изобретения - компенсация паразитного фазового сдвига несущей частоты полезного сигнала. Поставленная цель достигается тем что в устройство компенсации узкополосной помехи, содержащее перестраиваемый по частоте генератор и соединенные последовательно вычитатель, вход и выход которого являются входом и выходом устройства соответственно, нормализатор амплитуды и квад ратурный фильтр, первый и второй опорные входы которого соединены с соответствующими выходами перестра иваемого по частоте генератора, введены дополнительный квадратурньй ф«шьтр, вход которого соединен с выходом нормализатора амплитуды, и дополкительный перестраиваемый по частоте генератор, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими опорными входами дополнительного квадратурного фильтра, выходы квадратурных фильтров соединены с соответствующими включаюЕцими входами вычитателя, а частота настройки дополнительно перестраиваемого по f,, соответствует частоте генератора соотношению несущая частота полезного сигнала; f - частота настройки перестраиваемого по частоте генератора. На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 (а, б) частотные диаграммы. Устройство компенсации узкополосной помехи содержит вычитатель 1, перестраиваемый по частоте генератора 2, дополнительный перестраиваемьй по частоте генератор 3, нормализатор 4 амплитуды, квадратурный фильтр 5 и дополнительный квадратурный фильтр 6. Квадратурный фильтр 5 содержит первый сумматор 7, первый 8 и второй 9 фазовые детекторы,первый 10 и второй 11 интеграторы,первый 12 и второй 13 перемногштели. Дополнительный квадратурный фильтр 6 содержит третий 14 и четвертый 15 фазовый детекторы, третий 16 и четвертый 17 интеграторы, третий 18 и четвертый 19 перемножители, второй сумматор 20. Устройство компенсации . узкополосной помехи работает следующим образом. Пусть на входе включенного устройства появляется узкополосная помеха, представляющая собой гармоническое колебание. Вначале производится настройка перестраиваемого по частоте генератора 2 и дополнительного перестраиваемого по частоте генератора 3 таким образом, чтобы частота перестраиваемого по частоте генератора 2 совпадала с частотой fn помехи, а частота f дополнительного перестраиваемого по частоте генератора 3 удовлетворяла условию -fc, (фиг.2а,б) где fg несущая частота сигнального радиоимпульса, который появляется на 3. входе устройства после того, как помеха скомпенсируется, Перестраивае,мый по частоте генератор 2 и дополни тельный перестраиваемый по частоте генератор 3 имеют по два- выхода, на которых действуют квадратурные гармо нические напряжения. В общем случае ни одно из выходных напряжений перестраиваемого по частоте генератора 2 не совпадает по фазе с помехой, поступающей на вход устройства. В момент появления помехи напряжения на выходах первого 10, второго 11, третьего 16 и четвертого 17 интеграторов нулевые, поэтому равны нулю выходные напряжения первого 12, второго 13, третьего 18 и четвертого 19 перемножителей и первого 7 и второго 20 суммат оров. Поскольку из входного напряжения устройства, содержащего помеху, в вычитателе 1 вычитается нулевое напряжение, на выходе устройства помеха содержится в чистом виде. Напряжение помехи нормируется по амплитуде .в нормализаторе 4 и подается на входы первого 8, второго 9, третьего 14 и четвертого 15 фазовых детекторов. Так как напряжение, поступающее с нормализатора 4, нормировано по амплитуде, а колебания перестраиваемого по частоте генератора 2 и дополнительного перестраиваемого по частоте генерато ра 3 и стабильны по амплитуде, напря жения на выходах первого 8 и второго 9 фазовых детекторов вследствие равенства частот помехи и перерастра иваемого по частоте генератора 2 имеют постоянные составляющие, не зависящие от амплитуды помехи, а напряжения на выхьдах третьего 14 и четвертого 15 фазовых детекторов, вследствие отличия частот помехи и дополнительного перестраиваемого по частоте генератора 3 не имеют постоянных составляющих. Поэтому выходные напряжения первого 10 и второго 11 интеграторов изменяются по линейному закону, причем скорости изменений не зависят от амплитуды помехи, а выходные напряжения третьего 16 и четвертого 17 интеграторов остаются нулевыми. По линейному закону возрас тают амплитуды выходных напряжений первого 12 и второго 13 перемножителей и первого сумматора 7. Причем напряжение на вычитающих входах вычитателя 1 является компенсируюпдам 434 напряжением и синфаэно с помехой. Пока помеха не полностью скомпенсирована, фаза надряжения на выходе вьгчитателя 1 по) прежнему определяется фазой помехи, поэтому напряжения на выходах первого 8 и второго 9 фазовых детекторов остаются неизменными, и процесс роста выходных напряжений первого 11 и второго 11 интеграторов, первого 12 и второго 13 перемножителей, первого 7 и второго 20 сумматоров продолжается. В момент выравнивания амплитуд компенсирующего напряжения и помехи выходное напряжение вычитателя 1 становится нулевым. Обнуляются также выходные напряжения первого 8 и второго 9 фазовых детекторов, прекращаются изменения выходных напряжений первого 10 и второго 11 интеграторов, первого 12 и второго 13 перемножителей и компенсирующего напряжения. Переходный процесс на этом заканчивается и наступает режим подавления (компенсации) помехи. Пусть теперь на входе устройства к помехе добавляется сигнальньй радиоимпульс с несущей частотой fj. Под воздействием радиоимпульса в уст ройстве происходит переходный процесс , результатом которого является отклик, наложенный на компенсирующее напряжение. Находят формулу для от клика. Допускают, что в данной части сигнального радиоимпульса, начиная с его начала, огибающая отклика не превышает огибающую радиоимпульса, а нули высокочастотного заполнения отклика расположены там же, где и нули высокочастотного заполнения радиоимпульса. Первое допущение легко выполняется на практике, а справедливость второго допущения доказывается ниже. Тогда в указанной части радиоимпульса можно считать, что на выходе нормализатора 4 амплитуды с момента появления радиоимпульса действует гармоническое напряжение с постоянной амплитудой U, частотой f и начальной фазой Y Uct)(rj4fct- 4c) . На первый и второй опорные входы первого квадратурного фильтра 5 с выходов перестраиваемого по частоте генератора 2 подаются соответственно напряжения ) UrSih(l3i{ t4frr, Uo Ul--UrC0&tZl int- tr1 Напряжения на выходах первого и второго фазовых детекторов 8 и 9 име ют соответственно вид -ифо (t)UcUr,in(2lTfct trsin(2jTfot+ fr); 3 U(t9aW-UcUrbin(riifti Hc)-cobC2T«i,-,, ,tl)((ic-fn)t 1c- fr -cObC21i(e + fr, , Uq,(t) .(fc-{nH c- r t S-mE2li(fc+fnH + . . Проинтегрировав ифд (t) и Uqi (i) в пре делах от О до i , получают выражения для выходных напряжений первого 10 и второго 11 интеграторов соответ f . ....t TFrr{smUliUe-iJt Vfr} Vtt-fr,) , П 4%Г-П - « iHtctnl-cosUt-fr)}. Записывают выражения для напряжений на выходах первого 12 и второго i3 перемножителей соответственно ып(с- г}Ь {2Т| „1 4г); Uf lW- - to%t2Ii({c-{nlt4f,-f,. - c.o&(f,-1г)cos(2it- иt(). Сложив эти напряжения, получают напряжения на выходе nepBOJ o сумматоpa 7, вызванное сигнальным радиоимп ьсом. После преобразований имеют и U .OS(2J fct+4t). Аналогично получают выражение для выходного напряжения второго сумматора 20 .TFil cl-COuClTtf tfYc l . В результате сложения напряжений Uili) .,/,i i± W получают отклик UgCii на сигнальный радиоимпульс. Принимают , тогда{ -- , а отклик Uo W записывают в виде... и и UottU- ЧбП 2TrFt)sin( f t1 % Из выражения для очевидно, что высокочастотное заполнение отклика sin(() совпадает с высокочастотным заполнением входного сигнального радиоимпульса и поэтому при подавлении помехи сохраняются положения нулей высокочастотного заполнения радиоимпульсов сигнала. Таким образом, в предлагаемом устройстве осуществляется компенсация паразитного фазового сдвига несущей частоты полезного сигнала.

dp вход

УСТРОЙСТВО КОМПЕНСАЦИИ УЗКОПОЛОСНОЙ ПОМЕХИ, содержащее перестраиваемый По частоте генератор и -соединенные последовательно вычитатель, вход и выход которого являются входом и выходом устройства соответственноj нормализатор амплитуды и квадратурный фильтр, первый и второй опорные входы которого соединены с соответствующими выходами перестраиваемого по частоте генератора, отличающееся тем, что, с целью компен- . сации паразитного фазового сдвига несущей частоты полезного сигнала, в него введены дополнительный квадратурный фильтр, вход которого, соединен с выходом нормализатора амплитуды, и дополнительный перестраиваемый по частоте генератор, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими опорными входами дополнительного квадратурного фильтра, выходы квадратурньк фильтров соединены с соответствующими включающими входами вьтитателя, а частота настройки дополнительного перестраиваемого по частоте генератора 1 соko ответствует сортнощению , где Tt с, - несущая частота полезного сигнала; t - частота настройки перестраиваемого по частоте генератора .

Jnfc

iT

ir

7оТ-гфиг.1

fc fr

Фие.2