Устройство компенсации помех Советский патент 1987 года по МПК H04B1/12 

1

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системах дуплексной радиосвязи.

Цель изобретения - повышение быстродействия и уменьшен ие уровня нескомпенсированного остатка помехи на выходе.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства компенсации помех.

Устройство компенсации помех содержит фазовый расщепитель 1, первый управляемый аттенюатор 2, сум- матор 3,фазовращатель 4, вычитатель 5, первый синхронный детекор 6, первый полосовой усилитель 7, второй синхронный детектор 8, второй полосовой усилитель 9, второй управляемый аттенюатор 10, генератор 11, модулятор 12, дополнительные синхронные детекторы 13 и 14, интегрирующие усилители 15 и 16, вторые дополнительные синхронные детекторы 17 и 18, третьи дополнительные синхронные детекторы 19 и 20, первые дополнительные интегрирующие усилители 21 и 22, элемент 23 развязки, дополнительный сумматор 24, квадратор 25, второй дополнительный интегрирующий усилитель 26, блок 27 деления, третий дополнительный интегрирующий усилитель 28, инвертор 29, четвертый дополнительньш синхронньш детектор 30, четвертьш дополнительный интегрирующий усилитель 31.

Устройство работает следующим образом.«

Напряжение помех наводится на при емкую антенну (не показана), например, от одного или нескольких работающих радиопередатчиков (не показано), размещенных на том же объекте, что и радиоприемник (не показан), и поступает на первый вход устройства, т.е. на второй вход вы- читателя 5. Для предотвращения попадания наводимого на приемную антенну напряжения на вход радиоприемника необходимо к вычитателю 5 подвести напряжение, строго совпадающее по форме с наводимым, но в противофазе что позволяет скомпенсировать наводи мое напряжение помехи. Для этого часть выходной мощности радиопередатчика, который создает помеху, подается на вход фазового расщепителя 1, с выходов которого это напряжение поступает на входы первого 2 и вто-г

3634882

рого 10 управляемых аттенюаторов. Напряжения на выходах указанных аттенюаторов можно записать в виде g У| A(t)W, sin cot;

у A(t)W2COS cot.

(1)

где W,, Wj - коэффициенты передачи первого 2 и второго 10 управляемых аттенюаторов 2 и 10.

Тогда напряжение на выходе сумматора 3 можно записать в виде

y(t) A(t)Usin(cot+40,

(2)

15 где W jwf + W. W,/sintf W2/cos(/; Cf arctg(W,/W2).

Напряжениям на входе фазового расщепителя 1 и на выходе сумматора 3 имеют одинаковые спектры, разные амплитуды и сдвинуты по фазе на угол q, который можно изменять, изменяя коэф-, фициенты передачи первого 2 и второго 10 управляемых аттенюаторов.. Компенсационное напряжение с выхода сумматора 3 поступает на вход фазовращателя 4, который компенсирует постоянный фазовый сдвиг, вносимый фидерными линиями, и фазовый сдвиг в нем устанавливается при установке устройства компенсации помех на объекте.

Для управления первым 2 и вторьш 10 управляемыми аттенюаторами часть напряжения с выхода вычитателя 5 через элемент 23 развязки, предотврада- юшряй обратное проникновение напряжения генератора 11 и его гармоник через модулятор 12, а также составляющих напряжения четвертого дополнительного синхронного детектора 30 на вход радиоприемника, подается на входы модулятора 12 и четвертого дополнительного синхронного детектора 30.

В общем случае напряжение на выходе вычитателя 5 представляет собой разность между напряжением, наводи- a.lм на антенну, и суммарным компенсационным напряжением от М радиопередатчиков , в общем случае являющимся комплексным. Скалярное напряжение на выходе вычитателя 5 можно записать в виде

55

S(t) W y(t) + x(t).

(3)

где y(t) - скалярное напряжение на выходе приемной антенны на входе устройства;

31363488

W - вектор весовых коэффициентов (коэффициентов передачи первого 2 и второго 10 управляемых аттенюаторов); g (t)-M--мерный вектор напряжения

помех;

Т - транспортирование матри11 1 или вектора.

ди мо во то ют вы вы ро

Задачей устройства компенсации по- ю напряжения со средней частотой, равмех является установка такого значения вектора весовых коэффициентов, чтобы он производил минимизацию соответствующей метрики помехи (сигнала), например минимизацию отношения помеха-сигнал или минимизацию полной выходной мощности за какой-то опре- деленньй Промежуток времени Т. В общем случае минимизацию суммарной выходной мощности можно записать в виде .,

(4)

Р.МИЦ.-41 VJlt) t-T i-T

Уменьшение P возможно произвести за счет перехода от известного W(t) К оптимальному его значению, соответствующему за счет спуска по направлению отрицательного вектора градиента Р по W(t), т.е. в том направлении, в котором Р уменьшается с наибольшей скоростью.

В случае, если помехи являются узкополосными, т.е. их спектор значительно уже (на порядок и более) центральной частоты, выражения для вектора градиента Р , коэффициента передачи и вектора весовых коэффициентов можно записать в виде

grad(P) у,

radiP f Y,S l(grad(P)V Н

К

W - J K(i:)grad(P)d cr. (7)

00

Устройство компенсации помех Осуществляет минимизацию суммарной мощности помехи на выходе вычитателя 5.

Для того, чтобы предотвратить самовозбуждение, обеспечить устойчивую работу устройства и уменьшить воздействие посторонних наводок высокочастотное напряжение через элемент 23 развязки подается на модуля- тор 12, где осуществляется его моду- ляция. Частоту генератора 11,с которой осуществляется модуляция, следует выбирать в полосе частот 15- 20 кГц. Прямоугольные импульсы с радиочастотным дополнением с выхода модулятора 12 подаются на входы первого 6 и второго 8 синхронных детекторов i на другие входы которых подаются два ортогональных напряжения с выходов фазового расщепителя 1. С выходов первого 6 и второго 8 синхронных детекторов два ортогональных

еаяой - быи15

20

4)

секьаи25

ущ5.

ь соя-у- , еаной частоте генератора 1, поступают на первый 7 и второй 9 полосовые усилители, где осуществляется фильтрация основной частоты и продуктов преобразования. С выходов первого 7 и второго 9 полосовых усилителей напряже ше поступает на дополнительные синхронные детекторы 13 и 14, на другие входы которых подается напряжение от генератора 11. Напряжение с выходов дополнительных синхронных детекторов 13 и 14 поступает на интегрирующие усилители 15 и 16, которые осуществляют интегрирование этих напряжений и умножение усиления на /Т, таким образом образуя на выходах интегрирующих усилителей 15 и 16 напряжения , соответствующие квадратурной и 30 синфазной составляющим вектора градиента.

Напряжение синфазной составляницей вектора градиента с выхода интегри35 рующего усилителя 16 поступает на входы второго 17 и третьего 19 дополнительных синхронных детекторов. Напряжение с выхода второго дополнительного синхронного детектора 17 по40 дается на один из входов дополнительного сумматора 24. Напряжение квадратурной составляющей вектора градиента с выхода интегрирующего усилителя 15 поступает на входы второго 18 и .

45 третьего 20 дополнительных синхронных детекторов. Напряжение с выхода второго дополнительного синхронного детектора 18 подается на второй вход дополнительного сумматора 24. Напря50 жение с выхода дополнительного сумматора 24 подается на вход четвертого дополнительного синхронного детектора 3, и на квадратор 25. Напряжение с выхода четвертого дополнительного

55 синхронного детектора 30 через четвертый дополнительный интегрирующий усилитель 31, осуществлякяций интегри рование и умножение на 1/Т, подается в виде числителя на блок 27. Напряже

ние с выхода квадратора 25 через второй дополнительный И1 тегрирующий усилитель 26, осуществляющий интегрирование и умножение на 1/Т, подается в виде знаменателя на блок 27., Напряжение на выходе блока 27, эквивалентное оптимальному коэффициенту K(t), усредняется и умножается на 1/Т третьим дополнительным интегрирующим усилителем 28, инвертируется инвертором 29 и подается на вторые входы третьих дополнительных синхронных детекторов 19 и 20.- Напряжение с выхода т ретьего дополнительного синхронного детектора 19 интегрируется первым дополнительным интегрирующим усилителем 21 с коэффициентом передачи, равным единице, и в виде напряжения синхронной составляющей вектора весового коэффициента W, (t) выражения (7), подается на управляющий вход первого управляемого аттенюатора 2. Аналогичным образом напряжение с выхода третьего дополнительного синхронизатора детектора

20интегрируется первым дополнительным интегрирующим усилитГелем 22 с коэффициентом передачи, равным единице, и в виде напряжения квадратурной составлякщей вектора весового коэффициента Wj(t) подается на управляющий вход второго управляемого аттенюатора 10.

На выходах интегрирующих усилите- ,лей 15 и 16 получаем напряжения, эквивалентные составляющим вектора градиента Р , определяемые выражением 5 На выходе блока 27 получаем напряже- ние, эквивалентное коэффициенту передачи цепи управления, определяемому выражением 6. На выходах первых дполнительных интегрирукшщх усилителе

21и 22 получаем напряжения, эквивалентные составляющим W , и W вектора весовых коэффициентов V7(t), определяемого выражением (7),

10

до

363488

Формула изобретения

Устройство компенсации помех по авт. св. № 1083370, отличаю- (- щ е е с я тем, что, с целью повьщ1е- ния быстродействия и уменьшения уровня нескомпенсированного остатка помехи на выходе, в него введены два вторых дополнительных синхронных детектора, два третьих дополнительных синхронных детектора, два первых дополнительных интегрирующих усилителя, элемент развязки, соединенный последовательно дополнительный сум15 матор, квадратор и второй дополнительный интегрирующий усилитель, соединенные последовательно блок деления, вход делителя которого соединен с выходом второго дополнительного ин20 тегрирующегр усилителя, третий дополнительный интегрирующий усилитель и инвертор, соединенные последовательно четвертый дополнительный синх- ронньш детектор, входы которого сое25 динены соответственно с выходом дополнительного сумматора и входом модулятора и четвертый дополнительный интегрирующий усилитель, выход которого соединен с входом делимого блока деления, выход каждого интегриру- нлцего усилителя соединен с управляющим входом соответствующего управления аттенюатора через соединенные последовательно соответствующий третий дополнительный синхронный детектор, другой вход которого соединен с выходом инвертора, и соответствующий первьш дополнительный интегриру- клсий усилитель, выход каждого интегрирующего усилителя соединен с соответствующим входом дополнительного сумматора через соответствующий второй дополнительный синхронный детектор, другой вход каждого из которых

45 соединен с соответствующим выходом фазового расщепителя, выход вычита- теля соединен с входом модулятора через элемент развязки.

30

35

Изобретение м.б. использовано в системах дуплексной радиосвязи. Цель изобретения - повышение быстродействия и уменьшение уровня нескомпенсированного остатка помехи на выходе. Дня предотвращения самовозбуждения, обеспечения устойчивой работы устройства и уменьшения воз,- действия посторонних наводок ВЧ напряжение через эл-т 23 развязки подается на модулятор 12. Частота г-ра 11, с к-рой осуществляется мр- Дуляция, выбирается в полосе частот 15-20 кГц. Если помехи являются узкополосными, к вычитателю подводится напряжение, совпадающее по форме с наводимым, но в противофазе, что позволит скомпенсировать наводимое напряжение помехи. Часть выходной мощности радиопередатчика, создающего помеху, подается на вход фазового расщепителя (ФР) 1, с выхода к-рого напряжение поступает на управляемые аттенюаторы (УА) 2 и 10. Напряжения на входе ФР 1 и на выходе сумматора 3 имеют одинаковые спектры, разные амплитуды и сдвинуты по фазе на угол (f , к-рый можно изме- ; нять, изменяя коэф. передачи УА 2 и 10. Компенсационное напряжение с сумматора 3 поступает на вход фазовращателя 4, к-рый компенсирует постоянный фазовый сдвиг, вносимый фидерными линиями, и фазовый сдвиг в нем устанавливается при установке устр-ва на объекте. 1 ил. i (Л 00 :лэ 4 00 эо гч