Устройство сдвоенного приема сигналов с разнесением частот Советский патент 1986 года по МПК H04B7/12 

1

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах тропосферной связи с частотным разнесением в условиях воздействия внешних помех.

Цель изобретения - повышение помехозащищенности по отношению к узкополосной помехе.

I

На чертеже представлена структур

ная электрическая схема устройства сдвоенного приема сигналов с разнесением частот.

Устройство сдвоенного приема сигналов с разнесением частот содержит первый смеситель 1, второй смеситель 2, первый гетеродин 3, второй гетеродин 4j блок 5 фазирования сигналов , первый ключ 6, второй ключ 7 третий сумматор 8, четвертый сумма- тор 9, пятый сумматор 10, Е1естой сумматор 11, второй сумматор 12, пе вый инвертор 13, второй инвертор 14 третий полосовой фильтр 15, четвер

тый, полосовой фильтр 16, первьй поло- 25 ключ 6 открыт, второй ключ 7 закрыт,

совой фильтр 17, второй полосовой фильтр 18, коммутатор 19, регулятор 20 автоматической регулировки усиления, элемент 21 сравнения, усилитель 22 с регулируемым коэффициентом усиления, перестраиваемьй по частоте режекторный фильтр 23, первый сумматор 24, блок 25 управления частотой настройки, первьш амплитудный детектор 26, третий амплитудный детектор 27, второй амплитудный детектор 28, четвертьй амплитудньй детектор 29, первьй вычитатель 30, второй вычита- тель 31, первьй элемент 32 усреднения, второй элемент 33 усреднения, блок 34 уравнивания уровней и блок 35 фиксации помехи.

Устройство работает следующим образом.

На входы устройства поступают час- 45 принимаемых сигналов из-за влияния

тотно-разнесенные полезные сигналы с центральными частотами f, и f. В первом и втором смесителях 1 и 2 с помощью первого и второго гетеродинов 3 и 4 сигналы переносятся на

л,

общую промежуточную частоту f

В блоке 5 оба сигнала подстраива- - ются таким образом, чтобы они совпадали по фазе. При этом наличие узкополосной помехи в одном из частотных каналов не влияет на результат измерения, поскольку она некор- релирована с сигналом другого частотного канала. На выходе блока 5 фа

зирования полезные составляющие входных сигналов сфазировань и отличаются лишь амплитудой.

В случае отсутствия узкополосной помехи в обоих каналах, первый и второй ключи 6 и 7 открыты, входные сигналы суммируются в третьем 8 и четвертом 9 сумматорах. Однако в четвертом сумматоре 9 также суммируется выходной сигнал третьего сумматора 8, прошедпшй первый инвертор 13, поэтому на его выходе сигнал отсутствует.

При наличии помехи в первом частотном канале первый -ключ 6 закрывается, второй ключ 7 остается открытым. В этом случае.на выходе четвертого сумматора 9 присутствует первый разнесённый сигнал (с помехой), а на выходе третьего сумматора 8 - второй разнесенный сигнал. Если поражен помехой второй частот- ньй канал разнесения, то первый

Таким образом, при воздействии узкополосной помехи на любой из частотных каналов разнесения на выходе четвертого сумматора 9 всегда присут30 ствует сигнал, пораженньй помехой, а на выходе третьего сумматора 8 - сигнал, свободньй от помехи. На входы первого сумматора 24 при этом подается только свободньй от помехи

э сигнал, а пораженньй ею сигнал отключается.

В блоке 34 происходит уравнивание величины полезной составляющей обоих частотных каналов перед дальнейшим

40 режектированием ее части. Производить уравнивание необходимо для нейтрализации влияния различных коэффициентов передачи в трактах обработки обоих сигналов и различия уровней

канала распространения.

Уравнивание производится следзто- щим образом. .

Полосы пропускания третьего и

50 четвертого полосовых фильтров 15 и 16 расположены в верхней и нижней половинах полосы спектра частот полезного сигнала таким образом, чтобы узкополосная помеха одновременно

55 могла попадать только в один из них. При этом коммутатор 19 переключается таким образом, чтобы на вход регулятора 20 поступал сигнал с того из полосовых фильтров, в котором отсутствует помеха. В регуляторе. 20 производится сравнение усредненных значений уровня сигнала этого полосового фильтр а и уровня всего сигнала с выхода усилителя 22, через который про- 5 ходит разнесенный сигнал, который не был поражен помехой.

Поскольку вид модуляции и форма спектра, полезного сигнала известны.

ченной из него внешней помехой, что и требуется.

Далее очищенный от помехи сигнал . поступает на первый сумматор 24, где объединяется с разнесенным сигналом, свободным от помехи.

Присутствие помехи в одном из разнесенных каналов, а также переключение коммутатора 19 (определение, в

то известно также, какую долю состав-fO какой половине спектра полезного сиг«ляет усредяенная мощность сигнала, проходящего через полосовой фильтр, от мощности всего сигналаТ При зтом регулятор 20 осуществляет регулировку коэффициента усиления усилителя 22 таким образом, чтобы уровень полезного сигнала на его выходе (без помехи) совпадал с уровнем полезной части сигнала другого частотного канала разнесения, пораженного помехой

Далее сигнал непораженного помехой канала инвертируется во втором инверторе 14, складывается в пятом сумматора 10 с сигналом, пораженным помехой, проходит через перестраивае мни по частоте режекторный фильтр 23 и вновь складывается с сигналом усилителя 22 в пестом сумматоре 11. При

зтом происходит следующее. 1

Пусть у - внешняя помеха;П|, п,„ - части процесса п, попадающие и не попадающие в полосу режекции; п. , части процесса п,попадающие и не попадающие в полосу режекции пере- страиваемого по частоте режекторного фильтра 23.

Тогда

{

й«тцу;

X

Sj- X + П2„ н- Пгн .

После прохождения S через второй :инвертор 14 и сложения с S в пятом сумматоре 10 сигнал на его выходе

и

«1- гпп.

to i in 2n iH. УПосле прохождения перестраиваемого по частоте режекторного фильтра 23 сигнал на его выходе

и

гг

П,м - П

гм

После шестого сумматора меет вид

и„ sU и.

1 1 сигнал 0

- п

U-I,

)

-гэ X + п

(х+п + п,,) + (п,„1Н

п,я S. - у.

Поскольку полоса режекции узка, то мощность составляющей сравнению с П| мала и сигнал UK практически равен сигналу S,, но и с исключенной из него внешней помехой, что и требуется.

Далее очищенный от помехи сигнал поступает на первый сумматор 24, где объединяется с разнесенным сигналом, свободным от помехи.

Присутствие помехи в одном из разнесенных каналов, а также переключение коммутатора 19 (определение, в

какой половине спектра полезного сиг«fO какой половине спектра полезного сиг«нала находится узкополосная помеха) производится в блоке 35.

Рассмотрим прохождение сигнала первого частотного канала.Он детек15 тируется в первом амплитудном детекторе 26,проходит первый полосовой фильтр 17 и детектируется в третьем

; амплитудном детекторе 27. Полоса

пропускания первого полосового фильт20 ра I7 составляет половину всей полосы частот полезного сигнала. Далее выходные сигналы обоих амплитудных ;; детекоров вычитаются в первом вычитатвле 30 и его сигнал усредняется в 5 первом элементе 32. Вычитание производится с определенными весами. Доля полезного сигнала, прошедшего через полосовой фильтр 17, по отношению ко всему полезному сигналу, из30 вестна. Она определяет весовые ко- эфиициенты при вычитании таким образом, чтобы при отсутствии помехи в данном разнесенном сигнале, на выходе элемента 32 напряжение отсутство35 вало. Весовые коэффициенты при вычитании обратно пропорциональны соотношениям средних мощностей полезного сигнала до и после первого полосового фильтра 17.

40 Цепь второго частотного канала, образованная вторым полосовым фильтром 18, четвертым амплитудным детектором 29, вторым вычитателем, вторым элементом 33 и вторьм амплитудным

45 детектором 28, функционирует аналогично.

Таким образом, если на выходе первого или второго элемента 32 или 33 появляется значительное напряжение произвольного знака, это означает, что в данной ветви разнесения соотношение между,мощностью сигнала до и после прохождения полосового фильтра нарушилось, и в этом канале, появилась узкополосная помеха.

В элементе 21 сравнения производится контроль абсолютной величины уровня сигналов с выходов первого

и второго элементов 32 и 33. Если она больше определенной величины (значительно отклоняется от нуля), элемент 2 вырабатьшает напряжение, управлянлцее работой первого и второго ключей 6 и 7. Если необходимо оба ключа открыть,это управляющее напряжение равно нулю если нужно открыть только один ключ, управляющее напряжение - одной из полярностей; если другой ключ, то полярность управляющего напряжения - противоположная .

В знаке сигналов с выхода первого и второго элементов 32 и 33 содержится также информация о местоположении помехи в спектре полезного сигнала,(если доля мощности на выходе полосового фильтра по сравнению со всей мощностью больше известной, то помеха находится в его .полосе; если доля меньше- известной, то помеха - вне его полосы, в другой половине спектра сигнала).

Сигналы с усреднителей складываются во втором сумматоре 12, и знак напряжения управляет переключением коммутатора 19.

В моменты отсутствия помехи на выходах третьего и четвертого полосовых фильтров 15 и 16 напряжение отсутствует, усилитель 22 запирается и на первый сумматор 24 поступают только два входных разнесенных сигнала .Перестраиваемьй по частоте режек- торньй фильтр 23 управляется сигналом с блока 25,

Формула изобретения

Устройство сдвоенного приема сигналов с разнесением частот, содержащее первьй сумматор, выход которого является выходом устройства, блок фазирования сигналов, первьм и второй гетеродины, первьй и второй смесители, сигнальный вход каждого из которых является входом соответствующего частотного канала устройства, гетеродинньй вход соединен с вьрпсодом соответствующего гетеродина, выход каждого смесителя соединен с соответствующим входом блока фазирования сигналов, отличающееся тем, что, с цельте повышения помехозащищенности по отношению к узкополосной помехе, в него введены соединенные параллельно элемент срав

774096

нения и второй сумматор, первый и второй амплитудные детекторы, соединенные ftoследовательно первый полосовой фильтр, вход которого сое5 динен с выходом первого частотного канала блока фазирования сигналов и входом первого амплитудного детектора, третий амплитудный детектор, первьй вычитатель, другой вход котоJO рого соединен с выходом первого амплитудного детектора, и первьй элемент усреднения, соединенные последовательно второй полосовой фильтр, вход которого соединен с выходом вто15 рого частотного канала блока фазирования сигналов и входом второго амплитудного детектора, четвертый амплитудный детектор, второй вычитатель , другой вход которого соеди20 нен с выходом второго амплитудного детектора, и второй элемент усред5

0

0

нения, блок управления частотой настройки, первьй и второй ключи, входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго частотных каналов блока фазирования сигналов, выходы соединены с первым и вторым входами первого сумматора, а управляющие входы соединены с выходом элемента сравнения, третий полосовой.фильтр, соединенные последовательно третий сумматор,. первьй и второй входы которого соединены с выходами первого и второго

5 ключей, первый инвертор, четвертый сумматор, другие входы которого соединены с выходами первого и второго частотных каналов блока фазирования сигналов, а выход соединен с входом третьего полосового фильтра, четвертый полосовой фильтр, коммутатор, другой вход которого соединен с выходом третьего полосового фильтра , а управляющий вход соединен с выходом второго сумматора, и регулятор автоматической регулировки усиления, саединенные последовательно усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, вход которого соединен с выходом третьего сумматора, а выход и регулирующий вход соединены с входами и выходом регулятора автоматической регулировки усиления соот5 ветственно, второй инвертор, пятьй сумматор, другой вход которого соединен с выходом четвертого сумматора, Перестраиваемьй по частоте ре- жекторньй фильтр, управляющий вход

5

12774098

которого соединен с выходом блокастройки соединены соответственно с

управления частотой настройки, и шее-выходом четвертого сумматора и выхотой сумматор, другой вход которогодом усилителя с регулируемым коэффисоединен с выходом усилителя с ре-циентом передачи, выходы первого и

гулируемым коэффициентом усиления, 5второго элементов усреднения соединеа выход соединен с третьим входомны с соответствующими входами соедипервого сумматора, первый и второйненных параллельно первого элемента

входы блока управления частотой на-сравнения и второго сумматора.

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повьше- ние помехозащищенности по отношению к узкополосной помехе (УШ1), Устройство содержит два смесителя 1 и 2, , два гетеродина 3 и 4, блок 5 фазирования сигналов, два ключа 6 и 7, шесть сумматоров (С) 8,9,10,11,12 и 24, два инвертора. 13 и 14, четыре полосовых фильтра 15 - 18, коммутатор 19, регулятор 20 автоматической регулировки усиления, элемент 21 сравнения, усилитель 22 с регулируемым коэффициентом усиления, пере- страиваемьй по частоте режекторный фильтр 23, блок 25 управления частотой настройки, четьфе амплитудных детектора 26 - 29, два вычитателя 30 и 31 и два элемента 32 и 33 усреднения, блок 34 уравнивания уровней и блок 35 фиксации помехи. При воздействии УПП на любой из частотных каналов разнесения на выходе С 9 всегда присутствует сигнал, пораженный УПП, а на выходе С 8 - сигнал, сво- бодньй от УПП. При этом на входы С 24 подается только сигнал, свободный от УШ1, а сигнал, пораженный ею, отключается. После уравнивания величины полезной составляющей обоих частотных каналов, осуществляется режектирование ее части Далее очищенный от УПП сигнал поступает на С 24, где объединяется с разнесенным сигналом, освобожденным от УПП. 1 ил. i (Л