Устройство компенсации помех Советский патент 1989 года по МПК H04B1/10 

(Л

Изобретение опюсигсп .ч радиотехнике и пожег быть использовано в рйдиорелеЛных системах связи с частотной модуляцией () , когда прием информации осуществляется по двун назаписимым каналам, в каждом из которых, помимо полезного сигнал действует переходная радиопомеха от другого канала.

Цель изобретения - увеличение отношения мопности частотно-модулированного полезного сигнала к мощности частотно-модулированной помехи на выходе устройства при наличии полезного сигнала на обоих входах устройства.

На чертеже предстанпена структурная электрическая схема устройства компенсации помех.

Устройство компенсации помех содержит первый ограничитель 1 час- тотньп демодулятор 2, вычитатель 3, второй ограничитепь 4, фаяовращател 5, первый 6 и второй 7 смесители, первый 8 и второй 9 синхронные де-- текторы, первый 10 и второй 11 элементы дифференцирования, первый 12, второй 13 и третий 14 выбеливающие фильтры, трети 15 и четвертый 16 перемножители 5 первьй 17 и второй

18узкополосные усилители, первый

19и второй 20 перемножителиS тор 21,, опорньш генератор 22.

Устройство компенсации помех ря- ботает следующем образом.

Сигналы, действяощие на.первом

и втором входах устройства могут быть записаны в виде

W,(t), (t)+k,S2(t) ехр(«Д Re Л , (t)exp( j(0f,t)

Wj(t),

(t)

Jif.

+RjS,(t)(jQo(t) v(t:)exp(jWot) v (D

В (I) S,(t)exp jajCt),

где a;(t) - закон изменения фазы i-го сигнала (,2), обусловленный полезным сигналом, содержащимся в i-M ЧМ сигнале;

СО - центральная частота спетра прянимаеньЕк ГМ сиг- напов;

5

0

0

5

k - отношение амплитуд полезного и мешающего сигналов на i-M входе устройства;

Cf;- фаза i-ro сигнала на втором входе устройства. Знаки Re(X) и Im (X) означают соответственно действительную и мнимую части комплексного числа X. Если обозначить

v;(t)A,(t)e«p jV;(t)l,

rAeV;(t)Ira inv; (t) ,

т.е. представить напряжения W;(t) в виде колебаний, модулированных по амплитуде и фазе, то, учитывая, что ограничители 1 и 4 устраняют ампли тудную модуляцию, напряжение на их выходах можно записать следуюпщм образом:

Iр

VI, (t)Re (W,t +

+ y,(t) Re v,(t);

W (t)Re exp 4

+ (,,(t)J Re v(t). (2)

Из (1) следует, что

jO,

L} (t)Imln Vi(t) {) + a,(t),sLnu a i- + sin 2 i a;

lt 2(t) IralпeJ l 1 . a CfJ+qi -k sin(ua4&q)) +

sin 2 (ua-4-ULf), (3) где Л (t)-a,(t) ; ,-Cf..

.

2

Приближенные равенства в (3) справедливы при условии, что k, . и k 1 которое на практике обычно выполняется. Сигнал, действую1тий на выходе демодулятора 2, в качестве которого может использоваться как обычный частотный дискриминатор, так и любой следящий демодулятор, может быть записан в виде:

а.

+ k.

de5

dt

dt

a, + 6.

(4)

.где

л da, dt

6,.(t) sin йа; 5g(t)sin 2Ла, О гметим, что /2):

представляет собой продукт искажений на выходе демодулятора 2, который существенно ухудшает отношение сигнал/помеха на его выходе. Наибольший вклад в эти искажения дает составляющая

k) 5 (t)k,sin Ла,

которая может быть скомпенсирована если используя напряжения W, (t) и Wj (t), действующие на выходах первого 1 и второго 4 ограничителей, сформировать) ее копию, которую и следует подать с соответствующими весовыми коэффициентами в основной канал приема.

Копия формируется на выходе сумматора 21 сложением квадратурных составляющих сигнала с весами, вносимыми в перемножителях 19 и 20.

Формирование копии происходит следующим образом. Сигнал с выхода ограничителя 4 смепшвается с сигналом опорного генератора 22 в смесителе 6, смешивается с выходным сигналом ограничителя 1 в смесителе 7 и поступает на синхронные детекторы

20

На выходе вычитателя 3 действует напряжение

а° (t)a, +(k,а (t) -w v -w v )H-(k /2)

s(t). (7)

25

Первое слагаемое в (7) является помехой для работы тех блоков устройства, которые на основе обработки сигнала, заключенного в скобки, формируют оценки коэффициентов w и

30 W . Спектр а, сосредоточен в низкочастотной области, а спектр составляющих gV и v при больших индексах ЧМ занимает значительно более широкую полосу частот. Режектируя

jc частотные составляющие, мешающие оценке коэффициентов w и w , можно значительно повысить точность их определения. Пусть kCc) - переходная характеристика фильтров 12-14. Обоз8 и 9. На синхронный детектор 8 по- 40 начим |. (t)cos и а. Тогда можно за15259206

-k-sinU j H w k/cosq 2 , то в эультате получим

ре

6,(t)w v -bw k, -cos(ua + «Cf) s in (A a+ +qipcostfj k, sin ua. (6)

Производная этого напряжения является копией продукта искажений k 65(t) на выходе частотного демодулятора 2.

Регулировка коэффициентов w и w в предложенном устройстве осуществляется автоматически следующим образом.

На выходе вычитателя 3 действует напряжение

а° (t)a, +(k,а (t) -w v -w v )H-(k /2)

s(t). (7)

Первое слагаемое в (7) является помехой для работы тех блоков устройства, которые на основе обработки сигнала, заключенного в скобки, формируют оценки коэффициентов w и

W . Спектр а, сосредоточен в низкочастотной области, а спектр составляющих gV и v при больших индексах ЧМ занимает значительно более широкую полосу частот. Режектируя

частотные составляющие, мешающие оценке коэффициентов w и w , можно значительно повысить точность их определения. Пусть kCc) - переходная характеристика фильтров 12-14. Обоз

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - увеличение отношения мощности частотно-модулированного (ЧМ) полезного сигнала к мощности ЧМ-помехи на выходе устройства при наличии полезного сигнала на обоих входах устройства. Устройство компенсации помех содержит ограничители 1 и 4, частотный демодулятор 2, вычитатель 3, фазовращатель 5, смесители 6 и 7, синхронные детекторы 8 и 9, эл-ты дифференцирования 10 и 11, выбеливающие фильтры 12, 13 и 14, перемножители 15, 16, 19 и 20, узкополосные усилители 17 и 18, сумматор 21 и опорный г-р 22. Цель достигается за счет практически полной компенсации основного компонента искажений путем выбора достаточно большого коэф. усиления усилителей 17 и 18. 1 ил.

дается опорное напряжение генератора 22 непосредственно, а на синхронный детектор 9 со сдвигом на 90 в фазовращателе 5.

В синхронных детекторах 8 и 9 формируются напряжения v (t) и v (t), которые с учетом формулы (2) могут быть записаны таким образом:

/ 4

V (t)+JV (t) V, Vj

cos(ua+Lfp- -j sin(& a+(fp.

(5)

где V

(t) - сигнал комплексно-сопряженный сигналу v(t), a приближенное равенство учитывает, что k,, и k 1. Если напряжения v (t) и v (t) сложить с весами w и w, выбрав их равными w

писать

v (t)cosLfj E:4t)-sinCf 8(t); 45 v (t)sint| |(t)+cos(eg(t),

и, следовательно,

at (t)a,+(k,+w sin4 250 - w cos ipj) g(t)-(w cosg 2

+ w sinv)6(t) + () 6 (t).

Л

Если обозначить t5 h®sin Да; 55 c - ® cos ua;a, h®a,, где X h® h( D )x (t-c)dC - резуль- тат (} шьтрации процесса х (t) фильтром с переходной характеристикой hCt), то сигналы, действующие нл

первых входах перемножителей 15 и 16, могут быть записаны соответственно:

Z, cosLf g(t)-sinCf E(t); z coslf 6-(t)+sinq j(t).

(8)

Эти напряжения.перемножаются с напряжением z h ® а° , пос- тупающим с выхода общего фильтра 14. В результате на выходе перемножителя 15 и 16 образуются напряжения

z z , Z (k,+W. -w cos(J/)(S sinlf2-(w costf.+ + w sini/)(g f cosCf +z, (9) 0 (k, +wVin4 z z

-w созЦ)(Б5) cost| -(w costfj.+

I ч2

+w sinLf )(6 ) sinCp +Zj

где z, и z.

- широкополосные составляющие напряжения на выходе перемножителей 15 и 16.

На выходах узкополосных усилителей 17 и 18 выделяются постоянные составляющие поступающих на их входы напряжений, а переменные составляющие подавляются. Если обозначить v - сред- ние значения в.еличин (. Ее ) и

(I; f (v, (6;) (с)). коэффициент усиления узкополосных усилителей 17 и 18 и - эффективный коэффициент усиления в цепи отрицательной обработки связи охватывающей вычитатель 3, то из выражения (9) можно записать

, (k , sinCf +Vv ); w z KpVg(k, coslf +w). Из формулы (10) следует

(10)

w

K

.(Z.)u, sincf,.

w

(.)U eosq-,.

(11)

Подставив (11) и (8), получим следующее выражение для напряжения, действующего на выходе устройства:

° -1 r.i- (-f ) il(t).

(12)

Из формулы (12) следует, что, выбрав достаточно большой коэффициент усиления Кр (так, чтобы К K|jV 7 1), можно добиться практически полной компенсации основного компонента искажений на выходе устройства. Таким образом, на выходе устройства будет действовать напряжение

. 2

. К « ч

а, +()

5 (t)

(13)

5

0

0

0 Формула изобретения

Устройство компенсации помех, содержащее вычитатель, выход которого является выходом устройства, первый ограничитель, сумматор, выход которого соединен с первым входом вы- читателя, соединенные последовательно опорный генератор и первый смеситель, второй смеситель, первый и второй синхронные детекторы, фазовращатель, выход которого соединен с входом опорного сигнала второго синхронного детектора, первый и второй узкополосные усилители, отличающееся тем, что, с целью увеличения отношения мощности частотно-модулированного полезного сигнала к мощности частотно-модулированной помехи на выходе устройства при наличии полезного сигнала на обоих входах устройства, в него введены второй ограничитель, выход которого соединен с другим входом первого смесителя, частотный демодуля- 5 тор, вход которого соединен с первым входом второго смесителя и выходом первого ограничителя, а выход соединен с вторым входом вычитателя, первый перемножитель, первый вход которого соединен с выходом первого синхронного детектора, второй вход - с выходом первого узкополосного усилителя, а выход - с первым входом сумматора, второй перемножитель, первый вход которого соединен с выходом второго синхронного детектора, второй вход - с выходом второго узкополосного усилителя, а - с вторым входом сумматора, соединенные

0

1525920

последовательно первый элемент диЛ-фильтр,вход которого соединен с ныференцирования, вход которого соеди-ходом устройства, а выход - с другинен с выходом первого синхронного де-ми входами третьего и четвертого петектора, первый выбеливающий фильтрремножителей, ьыход второго смеситри третий перемножитель, выход кото-ля, второй вход которого соодннен с

рого соединен с входом первого узко-выходом первого смесителя, соединен

полосного усилителя, соединенные пос-с сигнальными входами первого и втоледовательно второй элемент дифферен-рого синхронных детекторов, выход

цирования, вход которого соединен с Qопорного генератора соединен с входом

выходом второго синхронного детекто-фазовращателя и входом опорного сиг

ра, второй выбеливающий фильтр и чет-нала первого синхронного детектора,

вертый перемножктель, выход котороговходы первого и второго ограничителей

соединен с входом второго узкополос-являются соответственно первым и втоного усилителя, третий выбеливающий 5Р входами устройства.