УСТРОЙСТВО ПОДАВЛЕНИЯ РАДИОИМПУЛЬСНЫХ ПОМЕХ Советский патент 1999 года по МПК H04B1/10 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в составе радиоприемных устройств различного назначения.

Цель изобретения - уменьшение вероятности прохождения на выход устройства фронтов радиоимпульсных помех.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства подавления радиоимпульсных помех; на фиг. 2 - эпюры напряжений, поясняющие принцип работы устройства подавления радиоимпульсных помех.

Устройство подавления радиоимпульсных помех содержит вычитатель 1, второй перемножитель 2, второй ключ 3, интегрирующий фильтр 4, первый перемножитель 5, первый ключ 6, третий ключ 7, генератор 8, подстраиваемый по частоте и фазе, третий перемножитель 9, фильтр 10 нижних частот, первый пороговый блок 11, второй пороговый блок 12, блок 13 формирования пороговых напряжений, элемент ИЛИ 14.

Устройство подавления радиоимпульсных помех работает следующим образом. На вход устройства поступает сумма Y_t= S_t+ηt полезного сигнала S_t= A₅cos(ωt+ϕ_st) и помехи η = A_ηtcos(ωt+ϕ_ηt). Сигнал представляет собой радиоимпульс длительностью T_s с постоянной амплитудой A_s и внутриимпульсной фазовой модуляцией ϕ_st. Устройство может работать и при других типах сигналов достаточной длительности, например пачки радиоимпульсов. Общим требованием является малая мощность полезного сигнала по сравнению с мощностью помехи.

Помеха представляет собой случайный узкополосный процесс с угловой модуляцией ϕ_ηt (фиг. 2,а). Характерной чертой огибающей рассматриваемой помехи является наличие плоских участков стационарной амплитуды A_o на протяжении достаточно длительного времени и фронтов с неизвестной переменной длительностью τ_i. Помеха такого вида получается в результате двустороннего ограничения прямошумовой гауссовской помехи, на выходе селектирующего полосового фильтра при действии фазоманипулированного напряжения с постоянной амплитудой или при действии широкополосной ЧМ-помехи, модулированной шумом. В последнем случае между отдельными импульсами могут возникнуть паузы. На входе устройства действует также некоррелированный шум, мощность которого много меньше мощности помехи. На эпюрах напряжений (см. фиг. 2) для упрощения и наглядности некоррелированные шумы и полезный сигнал не показаны, так как их наличие не сказывается на принципе действия устройства.

Генератор 8 вырабатывает колебание (фиг. 2,б) с постоянной амплитудой и фазой ϕ_ηt, близкой к мгновенной фазе помехи, U_δ= cos(ωt+ϕ_ηt). Если генератор 8 выполнен на основе ФАПЧ, то быстродействие петли ФАПЧ должно быть достаточным, чтобы отследить изменения фазы помехи. Если генератор 8 выполнен в виде полосового ограничителя, то полоса пропускания входящего в него полосового фильтра должна быть больше ширины спектра помехи.

Блок 13 имеет один информационный вход и два выхода. На первом выходе формируется напряжение порога U₁, величина которого выбирается из условия U₁= (2-3)σ_ш, где σ_ш - эффективное значение некоррелированного шума на выходе фильтра 10. На втором выходе блока 13 формируется напряжение

где - напряжение на информационном входе, поступающее от интегрирующего фильтра 4;
U_o - вспомогательное напряжение, выбираемое из условия U₀= (2-3)σ_m.
После перемножения в перемножителе 9 и фильтрации на выходе фильтра 10 получаем оценку амплитуды помехи U₁₀= A_ηt (фиг. 2,в).

Рассмотрим работу устройства на стадии, когда напряжение превышает уровень U₂ второго порога. В этом случае на выходе порогового блока 12 формируется логическая "1" (фиг. 2,г). При этом замыкаются ключи 3 и 6. Ключ 6 подключает к вычитателю 1 напряжение с выхода перемножителя 5 показанное на эпюре (фиг. 2,к), где - оценка амплитуды помехи на выходе интегрирующего фильтра 4 (фиг. 2,и). В вычитателе 1 из входного колебания (фиг. 2,а) вычитается компенсирующее напряжение с выхода ключа 6 (фиг. 2, л). Так как срабатывание порогового блока 12 происходит тогда, когда огибающая помехи приблизилась к то качество компенсации помехи после срабатывания ключа 6 будет достаточно высоким (см. эпюру на фиг. 2, м напряжения на выходе вычитателя 1). Если оценка неточна, то возникающая ошибка компенсации детектируется перемножителем 2 и через ключ 3 поступает на вход интегрирующего фильтра 4. Действие напряжения ошибки (фиг. 2, з) приводит к изменению оценки с целью более точной компенсации помехи, при этом асимптотически приближается к A_o. Коэффициент передачи и постоянная времени интегрирующего фильтра 4 выбраны таким образом, чтобы оценка амплитуды не изменялась существенно за время между двумя импульсами помехи τ₁. Выбор достаточно большой постоянной времени интегрирующего фильтра 4 позволяет, кроме того, уменьшить влияние некоррелированных шумов и свести к минимуму искажения полезного сигнала. С целью повышения точности оценивания величины A_o напряжение ошибки с помощью ключа 3 подается на интегрирующий фильтр 4 только после срабатывания порогового блока 12. Напряжения ошибки на выходе перемножителя 2 и на выходе ключа 3 представлены на эпюрах фиг. 2,ж и фиг. 2,з соответственно. На рассматриваемой стадии работы устройства на выходе элемента ИЛИ 14 формируется логическая "1" (фиг. 2,е), ключ 7 замыкается и выход всего устройства (фиг. 2,н) подключается к выходу вычитателя 1 (фиг. 2,м). Пусть напряжение на выходе фильтра 10 меньше первого порога, т.е. . В этом случае пороговые блоки 11 и 12 формируют на своих выходах логические "0" (эпюры на фиг. 2,д и фиг. 2,г соответственно). Ключи 3 и 6 разомкнуты, и компенсирующее напряжение на вычитатель 1 не поступает, вход интегрирующего фильтра 4 отключен от выхода перемножителя 2.

На выходе элемента ИЛИ 14 формируется логическая "1", ключ 7 замыкается и на выход устройства проходит входное колебание без какого-либо изменения (фиг. 2,н).

В промежуточном случае, когда оценка амплитуды помехи превысила порог U₁, но не превысила порог U₂, на выходе элемента ИЛИ 14 формируется логический "0" и ключ 7 размыкается. На выход устройства в это время сигнал не проходит. Такое состояние соответствует участку с быстрым изменением огибающей помехи. Цепь подстройки амплитуды в силу выбранной большой постоянной времени интегрирующего фильтра 4 не в состоянии отследить эти изменения, поэтому качество компенсации на этом участке неудовлетворительное (фиг. 2, м). Так как мощность нескомпенсированных остатков на фронтах импульсов помехи очень велика, то их стробирование (выключение) ключом 7 приводит к общему увеличению отношения сигнал/помеха, хотя и сопровождается некоторым уменьшением энергии выходного полезного сигнала.

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - уменьшение вероятности прохождения на выход устройства фронтов радиоимпульсных помех. Устройство содержит вычитатель 1, перемножители 2, 5 и 9, ключи 3, 6 и 7, интегрирующий фильтр 4, генератор 8, подстраиваемый по частоте и фазе, фильтр 10 нижних частот, пороговые блоки 11 и 12, блок формирования (БФ) 13 пороговых напряжений и элемент ИЛИ 14. При поступлении на вход устройства суммы полезного сигнала и помехи БФ 13 формирует два пороговых уровня U₁ и U₂, и в устройстве осуществляется определение оценки амплитуды помехи . Если то ключ 7 замыкается и на выход устройства поступает сигнал с вычитателя 1, где из входного колебания вычитается компенсирующее напряжение с перемножителя 5. Если то ключ 7 замыкается и на выход устройства проходит входное колебание без какого-либо изменения. Если то ключ 7 размыкается и на выход устройства сигнал не проходит в это время. Так как мощность нескомпенсированных остатков на фронтах импульсов помехи очень велика, то их стробирование (выключение) ключом 7 приводит к общему увеличению отношения сигнал/помеха. 2 ил.

Устройство подавления радиоимпульсных помех, содержащее первый и второй пороговые блоки, интегрирующий фильтр, соединенные последовательно генератор, подстраиваемый по частоте и фазе, вход которого является входом устройства, первый перемножитель, другой вход которого соединен с выходом интегрирующего фильтра, первый ключ, вычитатель, другой вход которого соединен с входом устройства, и второй перемножитель, другой вход которого соединен с выходом генератора, подстраиваемого по частоте и фазе, отличающееся тем, что, с целью уменьшения вероятности прохождения на выход устройства фронтов радиоимпульсных помех, в него введены второй ключ, вход которого соединен с выходом второго перемножителя, а выход соединен с входом интегрирующего фильтра, блок формирования пороговых напряжений, вход которого соединен с выходом интегрирующего фильтра, а первый и второй выходы соединены с входами порогового напряжения первого и второго пороговых блоков соответственно, третий ключ, вход которого соединен с выходом вычитателя, а выход является выходом устройства, элемент ИЛИ, вход и инверсный вход которого соединены с выходами второго и первого пороговых блоков соответственно, а выход соединен с управляющим входом третьего ключа, соединенные последовательно третий перемножитель, первый и второй входы которого соединены с выходом генератора, подстраиваемого по частоте и фазе, и входом устройства соответственно, и фильтр нижних частот, выход которого соединен с входами первого и второго пороговых блоков, выход второго порогового блока соединен с управляющими входами первого и второго ключей.