Полосовой коммутируемый фильтр Советский патент 1989 года по МПК H03H7/01 

Вх

Вых.

Изобретение относится к радиотех- нике и может использоваться в, приемниках для частотной фильтрации дискретных сигналов с известной структурой.

. Цель изобретения - повышение степени сигнал - шум.

На фиг, 1 показана структурная схема полосового коммутируемого фильтра; на фиг. 2 - спектры сигнала и помехи на входе полосового коммутируемого фильтра (фиг. 2 а) и ня выходе сумматоров (фиг. 2 б).

Полосовой коммутируемый фильтр содержит входной усилитель I, N входных ключей 2, N линий 3 задержки, N сумматоров 4, тактовый генератор 5, N полосовых фильтров 6, N выходных ключей 7, распределитель8 импульсов, выходной сумматор 9 w

Полосо.вой коммутируемый фильтр работает следующим образом. :

Дискретный радиосигнал поступает н входные ключи 2 через входной усилитель 1, с помощью которых каждая исходная вырезка смеси сигнала шума и помех, равная длительности элемента (посылки), сигнала, поступает последовательно в N-ю линию 3 задержки с (Н-1)-й. На выходах линий 3 задержки образуются из каждой посьшки удлиненные посылки в N раз, сдвинутые одна относительно другой на время Т (дли- .тельности посьшки). Если известна . в месте приема несущая и тактовая час- тоты дискретного сигнала, то удлинение посылки сигнала произойдет без разрыва фазы. Затем каждая удлиненная посылка подается на полосовой фильтр с полосой в N раз меньшей, чем шири- на спектра одной посьшки, а затем поступает на выходной ключ-7, в котором из удлиненной пос ьшки выделяется исходная посьшка. После суммирования выделенных посьшок на выходе выходного сумматора получают исходный сигнал. Для синхронизации входных ключей 2 и выходных ключей 7 на них подаются сигналы управления из распределителя 8 импульсов.

Рассмотрим, что происходит с узкополосным шумом или помехами,- мгновенные частоты которых, вычисленные как средние .на интервале Т, отличаются от частоты сигнала. Из каждой вырезки шу ма и помех на выходе линий 3 задержки образуется периодическая последовательность вырезок (пачка), спектр ко

10

15

25

5

35 4550

5

30

торой при N- 00 будет концентрироваться вокруг своих мгновенных частот и их гармоник, отстоящих от мгновенных

I , 2 частот на величину ±К -- .

Известное свойство преобразования Фурье при сдвиге колебания S(t) во времени S (t) S(t- ) дает возможность определить функции Sy(t), зная спектр S(t), т.е,

Т л, -J) -i S, (СО) JS(t- 2-)e dt е S(cO). (D

-oo

При ЭТОМ не вводится каких-либо ограничений на вид функции S(t).

Выражение (1) несправедливо для уз- копЬлосных колебаний (процессов) вида

s4t) x(t)cosW(.pt: + y(t)sinco,pt.(2)

Для колебаний вида (2) необходимо пользоваться уточненным свойством преобразования Фурье при сдвиге узкополосного колебания во времени, которое описывается следующим выражением.

Для колебания, например U(t) x(t)cos t, имеющего спектр З(сД), спектр U(t- ) равен

S,,(CO) ljx(

- +

-( ,х(г) + - - L

: +

-i(«.0cpltl.g((3)

Используя выражение (3), получим спектр К-й вырезки шума и Ь ц, помех

Р

21и„ 3.,((о) периодической последовательТ1t Л

ности вырезок шума и помех, образованной на выходе линии 3 задержки S,(U) e-i(-« cpl t

),(Q-COe,)t . j; -j{CO-rco,n;)«.T срп,1-|, .

-ЕОЗсрЛ;),(4)

тогда спектр всей периодической последовательности (пачки) вырезок шума и помех будет равен

.tl

ч fn) -ч ГП-ГЛ ч--51П(СО-асма) 2

„(w -s (

S3n(t0-Wtp.u) j

,+Z-Sno;( -2:cOcpn-, )

sin(CO- Z.oJcp ni ) 2

Т sin(Cu-21COcpn . ) J

(5)

:При спектр периодической последовательности шума помех ()Э„Ш). станет линейчатым с частотами

|- H ZlWcpn tK 5 . .

где К 0,1,2....

В.качестве примера на фиг. 2 приведены спектры вырезки сигнала U. и помехи и с постоянными амплитудами,

мгновенные частоты которых отличаютf f

ся друг от друга на т- . На фиг. 26

показаны спектры пачки сигнала и помех при N 20.

При воздействии на полосовой фильтр 7 с полосой -- пачки из двадцати вырезок на его выходе получает сигнал длительностью сО значительным (более 20 раз) ослаблением помехи. Такое же подавление получат и в случае воздействия шума и других одновременно действующих помех, если мгновенные их частоты отличаются от частоты сигнала.

22380

)

t5

6 Формула изобретения

Полосовой коммутируемый ((ильтр, содержащий N входных ключей, N выходных ключей, тактовый генератор, распределитель импульсов, причем выход тактового генератора соединен с входом распределителя импульсов, первые N выходов которого соединены с

Q -входами управления N входньк ключей, а вторые N выходов соединены с управляющими входами выходных ключей, входы N входных ключей объединены, отличающийся тем, что, с целью повышения отношения сигнал - шум, введены N линий задержки, последовательно соединенные N сумматоров и N полосовых фильтров, вькодной сумматор, входной усилитель, вход кото рого является входом полосового коммутируемого фильтра, а выход соединен с объединенными входами входных ключей, выход каждого из которых соединен с первым входом соответствующего

25 сумматора и входом соответствующей линии задержки, (N-1) выходов линий за- .держкиподключены соответственно к (N-1) входам сумматоров, а выходы N полосовых фильтров подключены соответственно к входам N выходных ключей, выходы которых соединены с входами выходного сумматора, выход которого является выходом полосового коммутируемого фильтра.

20

30

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение отношения сигнал/шум. Полосовой коммутируемый фильтр содержит усилитель 1, ключи 2 и 7, линии задержки 3, сумматоры 4 и 9, тактовый генератор 5, полосовые фильтры 6 и распределитель 8 импульсов. Дискретный радиосигнал поступает через усилитель 1 на управляемые ключи 2, с помощью которых каждая исходная вырезка смеси сигнала шума и помех, равная длительности элемента сигнала, поступает последовательно в линии задержки 3, которые образуют из каждой посылки удлиненные посылки, сдвинутые одна относительно другой. Затем каждая удлиненная посылка поступает на фильтр 6 с полосой, меньшей, чем ширина спектра одной посылки, после чего поступает на управляемый ключ 7, в котором из удлиненной посылки выделяется исходная посылка. После суммирования выделенных посылок на выходе сумматора 9 образуется исходный сигнал. 2 ил.

а

,sf4

сЛУ

Un

Фиг. 2