Устройство подавления радиоимпульсных помех Советский патент 1986 года по МПК H04B1/10 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для помехоустойчивого приема радиосигналов приемниками различного назначения ,

Цель изобретения - повышение помехозащищенности по отношению к некоррелированным с полезным сигналом помехам и уменьшение искажения мощнь Х радиоимпульсов полезного сигнала с внутриимпульсной угловой модуляцией.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройства подавления радиоимпульсных помехJна фиг.2 (а, б, в, г, д, е, ж, з, и, к представлены эпюры напряжений в различных точках устройства.

Устройство подавления радиоимпульсных помех содержит элемент 1 задержки, вычитатель 2, подстраиваемый по частоте и фазе генератор квадратичный детектор 4, второй пороговый элемент 5, элемент 6 совпадния, ограничитель 7, согласованный фильтр 8 полезного сигнала, первый пороговый элемент 9, расширитель 10 импульсов, инвертор 11, формирователь 12 импульсов, первый перемножитель 13, фильтр 14 нижних частот с регулируемым модулем коэффициента передачи, ключ 15, второй перемножитель 16, фазовращатель 17.

Устройство подавления радиоимпульсных помех работает следующим образом.

На вход устройства поступает смесь полезного сигнала и помехи. Сигнал представляет собой радиоимпульс длительности Т. с внутренней модуляцией по частоте и (или) фазе. Помехи представляют собой либо радиоимпульс длительности Т„ с постоянной несущей частотой, либо радиоимпульс с внутриимпульсной модуляцией по частоте и (или) фазе, некоррелированный с полезным сигналом, либо квазигармоническое колебание, модулированное по амплитуде, фазе .(частоте) по случайному закону.Параметры сигнала и помехи - задержка во времени, амплитуда (мощность), начальная фаза полагаются неизвестными (случайными) величинами. Входной процесс (фиг.2а) зaдepживaJTcя элементом 1 задержки на время t, Т и поступает на вход вычитателя 2. Одновременно задержанный сигнал

поступает на подстраинаемьй по частоте и фазе генератор 3, который вырабатывает колебание постоянной амплитуды с частотой и фазой, приближенно совпадающих с частотой и фазой помехи. Нескомпенсированные остатки помехи с выхода вычитателя поступают на первый перемножитель

13,выходной сигнал которого поступает на фильтр 14 и с его выхода на

второй перемножитель 16. На выходе второго перемножителя 16 формируется высокочастотное напряжение, которое через ключ 15 и фазовращатель

5 17 поступает на вычитатель 2. Если амп.питуда компенсирующего напряжения на выходе фазовращателя 17 больше, чем амплитуда помехи, то напряжение ошибки на выходе первого пере0 множителя 13 отрицательное, что

уменьшает значение напряжения на выходе фильтра 14. В простейшем случае фильтр 14 может быть выполнен в виде интегратора. Коэффициент подачи

5 Kj интегратора определяет быстродействие цепи подстройки амплитуды, с ростом К„„ быстродействие подстройки и коэффициент подавление помехи увеличиваются. Одновременно

0 увеличивается подавление полезного сигнала, поэтому максимальная скорость адаптивной подстройки должна быть не более скорости измерения амплитуда помехи. Если амплитуда

компенсирующего напряжения меньше, чем помеха, то знак напряжения ошибки положительный, что вызьгоает увеличение напряжения на выходе фильтра

14,и, следовательно, амплитуды ком. пенсирующего напряжения. Таким образом происходит выравнивание амплитуд компенсирующего напряжения и помехи на входах вычитателя 2.

Рассмотрим работу устройства в различных сигнально-помеховых ситуациях, а именно при воздействии мощной помехи, полезного сигнала большого уровня, сигнала и помехи, перекрывающихся во времени.

Пусть на вход поступает мощная

помеха I (см.фиг.2а). На выходе элемента I это напряжение повторяется практически без искажений с задержкой во времени t (см.фиг.26). После амплитудного детектирования квадратичным детектором 4 напряжение сравнивается с порогом и„рр во втором пороговом элементе 5 (см.фиг.2в).

при превьппении порогового уровня вырабатывается прямоугольный импульс строба (см.фиг.2г), который ведет к срабатыванию ключа 15, и компенсирующее напряжение (см.фиг.2и) поступает на вычитатель 2. Нескомпенсированные остатки помехи на выходе вычитателя 2 (см.фиг.2к) имеют мощность, намного меньшую, чем помеха на входе.

Под воздействием строба в фор,мирователе 12 вырабатьшается напряжение (см.фиг.2ж), определяющее быстродействие подстройки амплитуды. В ;1ачальный момент коэффициент передачи фильтра 14 устанавливается таким образом, что быстродействие велико, что способствует быстрому установлению амплитуды компенсирующего напряжения. Далее быстродействие подстройки уменьшается, что уменьшает подавление полезного сигнала. После окончания действия помехи коэффициент передачи фильтра 14 практически равен нулю, что позволяет сохранить на его выходе напряжение (см.фиг.2э) равным амплитуде помехи и уменьшить время переходного процесса при появлении нового импульса помехи. В частном случае, если фильтр 14 выполнен в виде интегратора с коэффициентом передачи Kt.(JuJ) Kj,/ju), то эквивалентная постоянная времени цепи адаптивной подстройки амплитуды обратно пропорциональна величине KOU .Величина изменяется от управляющего напряжения с выхода формирователя 12 (см.фиГ42ж). Пунктиром на фиг.2 и, з,ж показаны эпюры напряжений при отсутствии управления фильтром 14.

При действии на входе мощного полезного сигнала I (см.фиг.2а) канал обнаружения мощного процесса срабатывает также,как и в случае мощной помехи (см,фиг. 26-2г). На выходе ограничителя 7 образуется напряжение постоянной амплитуды, фазовая структура которого определяется соотношением сигнал/помеха. Если сигнал слабый, то фазовая структура определяется помехой и выходное напряжение ограничителя 7 некоррелировано с полезным сигналом. Если сигнал мощный, то напряжение с выхода ограничителя 7 сильно коррелировано с полезным сигналом и на выходе сог190935

ласованного фильтра 8 образуется сжатый импульс большой амплитуды. Согласованный фильтр 8 может быть настроен на весь сигнал или на его

5 часть. При этом время задержки в элементе 1 задержки должно быть выбрано равным времени накопления в согласованном фильтре 8. Окатый им- пульс с задержкой t относительно

10 начала прихода полезного сигнала

поступает на вход первого порогового элемента 9, фиксирующего момент прихода полезного сигнала (см.фиг.2д)« Особенностью данного обнаружителя является независимость порога от мощности приходящего полезного сигнала, так как амплитуда (мощность) нормируется ограничителем 7. импульс с выхода первого порогового элемента 9

20 преобразуется в расширителе 10 в импульс длительностью Т, инвертируется инвертором 11 (см,фиг.2е), поступает на вход элемента 6 совпадения и запирает (электронный) ключ

25 15. Таким образом, при действии полезного сигнала большой мощности происходит отключение компенсирующего напряжения и полезный сигнал проходит через элемент 1 задержки

и вычитатель 2 без искажений. Постоянная задержка сигнала на величину t , систематической ошибкой измерения времени прихода сигнала и может быть легко учтена при дальнейшей обработке.

При действии мощной помехи и слабого сигнала (см.фиг.в) происходит быстрая модуляция амплитуды результирующего колебания на интервале, где сигнал и помеха перекрываются во времени. Фазовая же модуляция на том же интервале практически совпадает с фазовой модуляцией помехи. Так как петля автоматической

регулировки амплитуды настраивается на относительно медленные изменения амплитуды, то компенсирующее напряжение будет иметь практически такую же амплитуду и частоту (фазу), как и

воздействующая помеха. Таким образом, на выходе (см.фиг.2к) устройства помимо нескомпенсированных остатков помехи присутствуют сигнальные составляющие, причем отношение

сигнал/помеха на вьпсоде будет намного больше, чем на входе (фиг.2а). 4Т1

УСТРОЙСТВО ПОДАВЛЕНИЯ РАДИОИМПУЛЬСНЫХ ПОМЕХ, содержащее подстраиваемый по частоте и фазе генератор, соединенные последовательно вычитатель, первый вход которого соединен с входом подстраиваемого по частоте и фазе генератора, а выход является выходом устройства, первый перемножитель, фильтр нижних частот с регулируемым модулем коэффициента передачи, второй перемножитель и ключ, другие входы первого и второго перемножителей соединены с выходом подстраиваемого по частоте и фазе генератора, отличающееся тем, что, с целью повышения помехозащищенности по отношению к некоррелированным с полезньм сигналом помехам и уменьшения искажения мощных радиоимпульсов полезного сигнала С внутриимпульсной угловой модуляцией, в него введены элемент задержки, вход которого является входом устройства, а выход соединен с входом подстраиваемого по частоте и фазе генератора и первым входом вычитателя, фазовращатель, вход которого соединен с выходом ключа, а выход .соединен с вторым входом вычитателя, соединенные последовательно ограничитель, вход которого соединен с входом уст(Л ройства, согласованный фильтр полезного сигнала, первый пороговый элемент, расширитель импульсов, инвертор, элемент совпадения, выход кото§ рого соединен с управляющий входом ключа, и формирователь импульсов, выход которого соединен с регулирующим входом фильтра нижних частот с со регулируемым модулем коэффициента о со передачи, соединенные последовательно квадратичный детектор, вход ко00 торого соединен с выходом элемента ел задержки, и второй пороговый элемент, выход которого соединен с другим входом элемента совпадения.