УСТРОЙСТВО ВЫДЕЛЕНИЯ СОСТАВНОГО ШИРОКОПОЛОСНОГО СИГНАЛА С ЧАСТОТНОЙ МАНИПУЛЯЦИЕЙ Советский патент 2006 года по МПК H04B1/10 

Предлагается устройство, предназначенное для использования в радиоприемных устройствах различного назначения и преимущественно в радиоприемниках широкополосного (ШП) составного сигнала с частотной манипуляцией.

Основное назначение устройства - выделить составляющие ШП сигнала, удовлетворяющего заданному соотношению сигнал/помеха и таким образом повысить помехоустойчивость приема.

Известны устройства для выделения сигнала с целью защиты от помех (смотри, например, "Устройство защиты от сосредоточенных помех при приеме широкополосного сигнала", авт. св. №467480, Н 04 В 7/18, 1975 г., "Схема селекции сигналов в системе передачи с разносом частот, патент США №3.997.884 Н 04 В 7/02 от 14.12.76 г.

Общим недостатком указанных устройств является следующее: они не позволяют осуществить достаточно качественное выделение ШП сигнала в условиях флуктуации уровня составляющих на входе приемника. Такие флуктуации возникают во многих случаях и, в частности, за счет селективных замираний в коротковолновых линиях радиосвязи, за счет переотражений ультракоротких волн в условиях города и других случаях.

Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности и методам реализации является "Устройство выделения шумоподобного сигнала" по авторскому свидетельству №85612, Н 04 B 1/10.

На фиг.1 изображена схема устройства прототипа, где:

1 - широкополосный фильтр;

2 - аттенюатор с регулируемым коэффициентом затухания;

3. - узкополосный фильтр линейки;

4 - безынерционный ограничитель;

5 - ограничитель;

6 - детектор;

7 - ключ;

8 - сумматор;

A1, A2...AN - линейки промежуточной частоты;

Узкополосный фильтр 3 и безынерционный ограничитель 4 назовем схемой фильтрации, ограничитель 5 и детектор 6 - анализатором.

Широкополосный фильтр 1 соединен с аттенюатором 2, выход аттнюатора 2 соединен со входами линеек A1, А2...AN, т.е. входами фильтров 3 каждой линейки.

Выход фильтра 3 соединен со входами ограничителей 4 и 5, а также с управляющим входом аттенюатора 2. Выход ограничителяя 4 соединен со входом ключа 7, выход ограничителя 5 соединен со входом детектора 6, выход детектора 6 соединен с управляющим входом ключа 7. Выходы ключей 7 линеек A1...AN соединены со входом сумматора 8.

Работа устройства-прототипа состоит в следующем.

При отсутствии сигнала на входе фильтра 1 ключ 7 открыт, и устройство находится в режиме ожидания ШП сигнала. При появлении ШП сигнала с выходов фильтров 3 сигнал поступает на входы управляемого аттенюатора 2, который на основе анализа уровня составляющих автоматически устанавливает групповой коэффициент передачи тракта, а следовательно, определенный средний уровень сигнала на выходах фильтров 3.

Одновременно сигнал с выходов фильтров 3 поступает на входы анализаторов (ограничитель по минимуму 5 и детектор 6), которые в случае превышения сигналом линейки ограничителя 5 вырабатывает команду на отключение ключа 7 этой линейки.

В процессе работы аттенюатор 2 следит за уровнем группового ШП сигнала, а схемы анализа каждой из линеек - за уровнем составляющей сигнала.

Таким образом, команда на отключение линейки подается анализатором в том случае, если составляющая сигнала или помехи в линейке в заданное число раз превышает средний уровень. Такое решение будет верным только в случае сравнительно постоянного уровня составляющих ШП сигнала и помехи в линейках.

Следовательно, рассматриваемому устройству также присущ основной недостаток: оно не позволяет обеспечить качественное выделение ШП сигнала без потери достоверности при условии флуктуации уровня его составляющих.

Предлагается устройство, свободное от указанного недостатка.

Целью настоящего изобретения является создание устройства выделения ШП сигнала, обладающего повышенной помехоустойчивостью в условиях флуктуации уровня его составляющих.

Эта цель достигается тем, что в устройство, содержащее широкополосный фильтр, узкополосный фильтр линейки, безынерционный ограничитель, ключ и сумматор, дополнительно вводится анализатор, демодулятор и решающее устройство, причем выход сумматора подключен к демодулятору, выход которого подключен к одному из входов анализатора, другой вход анализатора подключен к выходу узкополосного фильтра, выход анализатора подключен к решающему устройству, с выходов которого подаются команды на отключение ключей линеек.

Блок-схема предлагаемого устройства изображена на фиг.2, где:

1 - широкополосный фильтр;

2 - демодулятор составного ШП сигнала о частотной манипуляцией;

A1, A2...AN - идентичные линейки каскадов промежуточной частоты (ПЧ), в состав каждой из которой входят:

3 - узкополосный фильтр линейки;

4 - безынерционный ограничитель;

5 - схема анализа качества сигнала линейки (анализатор);

6 - решающее устройство;

7 - ключ;

8 - сумматор.

Узкополосный фильтр 5 и безынерционный ограничитель 4 назовем схемой фильтрации.

Входы всех линеек A1, A2...AN соединены с одной стороны с выходом широкополосного фильтра 1, с другой со схемой фильтрации соответствующих составляющих ШП сигнала. Узкополосный фильтр 3 имеет два выхода: первый выход соединен со входом ограничителя 4, второй выход соединен с одним из входов анализатора 5. Рабочая частота сигнала, снимаемого с первого выхода фильтра 3, совпадает с частотой соответствующей составляющей ШП сигнала, частота сигнала, снимаемого со второго выхода фильтра 3, одинакова для всех линеек и имеет среднее значение.

Выход ограничителя 4 соединен со входом ключа 7. Выходы ключей 7 линеек A1, A2...AN соединены со входами сумматора 8. На выходе сумматора 8, соединенном со входом демодулятора ШП сигнала 2, восстанавливается исходных широкополосный сигнал.

В демодуляторе 2 осуществляется перенос составляющих на частоту f₀ и их линейное сложение.

С выхода демодулятора снимается сигнал по информации инверсный отношению к исходному (сигналу f₀±Δf соответствует выходной сигнал демодулятора вида f₀±Δf).

Одновременно с другого выхода демодулятора снимается огибающая модулирующего сигнала.

Выход демодулятора соединен со вторыми входами анализаторов 5 линеек A1...AN. Выходы анализаторов 5 соединены с соответствующими входами решающего устройства (РУ) 6. Выходы РУ соединены с соответствующими управляющими входами ключей 7.

Устройство работает следующим образом.

В анализаторе осуществляется перемножение сигналов, поступающих с линейки и от демодулятора, выделение сигнала удвоенного частотного отклонения 2 Δf и его фильтрация, сравнение этого напряжения с установленным порогом шума в линейке. Порог устанавливается так, что на выходе анализатора формируется логическая единица в случае, если соотношение сигнал/шум в линейке не менее заданной величины и логический нуль в противоположном случае. Решение о включении или отключении линейки принимает решающее устройство.

В случае, когда все напряжения с выходов анализаторов П1, П2...ПN соответствуют логическому нулю или только одно напряжение на выходе анализатора ПN - логической единице, а остальные - нулю, то решающее устройство 6 формирует на выходах К1, К2...КN логическую единицу, открывая ключи 7 всех линеек A1, A2...AN (режим ожидания ШП сигнала).

В случае, когда по двум выходам анализаторов (например П1 и П2) на РУ поступает логическая единица, по остальным входам - нули, то решающее устройство 6 по выходам K1 и К2 выдает логическую единицу, по остальным нули, поэтому на сумматор 8 и демодулятор 2 будут поступать сигналы только с линеек A1 и A2.

Таким образом, наличие полезной информации, совпадающей хотя бы по двум выходам анализаторов линейки, является необходимым признаком, определяющим наличие ШП сигнала на входе устройства.

В случае совпадения информации по трем линейкам остальные N-3 линейки будет выключены ключами 7 и т.д.

В процессе работы решающее устройство 6 следит за состоянием информации в отключенных каналах, и при появлении на выходах П логической единицы решающее устройство включает данную линейку на сумматор 8 и, следовательно, на демодулятор 2. Аналогично устройство реагирует на исчезновение и ухудшение качества сигнала в линейке, отключая соответствующую линейку.

Построение устройства выделения ШП сигнала по описанному информационному признаку позволяет распознавать и отключать пораженные участки спектра в условиях флуктуации, уровня составляющих полезного сигнала и помехи.

Проверка макетов устройства на радиолиниях протяженностью 150 км, 2000 км и 3000 км показала, что технические решения, заложенные в настоящем устройстве, обеспечивает высококачественное выделение ШП сигнала в условиях сложной помеховой обстановки.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в радиоприемниках широкополосного составного сигнала с частотной манипуляцией. Техническим результатом является повышение помехоустойчивости. Устройство содержит широкополосный фильтр, "n" параллельно включенных блоков промежуточной частоты, сумматор, решающий блок и демодулятор. 2 ил.

Устройство выделения составного широкополосного сигнала с частотной манипуляцией, содержащее последовательно включенные широкополосный фильтр, n параллельно включенных блоков промежуточной частоты и сумматор, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, введены: решающий блок - между другими выходами n блоков промежуточной частоты и первыми управляющими входами упомянутых блоков, и демодулятор - между выходом сумматора и вторыми управляющими входами n блоков промежуточной частоты.