Устройство для устранения помех при пишущем радиоприеме Советский патент 1934 года по МПК H04B1/10 

Атмосферные помехи совместно с помехами, обусловленными внутренними шумами приемных устройств, являются одним из главных препятствий для осуществления надежной радиосвязи на длинных и коротких волнах. Известные способы борьбы с помехами, основанные на применении линейных электрических систем высокой селективности (кварц, супергетеродинный прием с фильтром на низкой частоте и т, д.) не могут дать, как это показывает теория и практика, сколько-нибудь полного устранения мешающих действий.

Более совершенными методами борь6jbi с помехами являются методы, основанные на применении нелинейных электрических систем. Известные методы, относящиеся к этой категории, например, методы, основанные на применении автопарометрического фильтра, давая значительно более полное устранение помех по сравнению с линейными системами, все We не позволяют вести уверенный прием радиотелеграфных станций при наличии атмосферных помех.

Основной недостаток, известных методов борьбы с помехами, основанных на применении автопараметрическогр фильтра, заключается в том, чго в момент действия сигнала помеха Дробит сигнал, г. е.

(521),::

вместо тире появляется ряд точек,иначе говоря, тире (или точки) частично или полностью уничтожаются помехой.Этот основной недостаток, как показал опыт, наблюдается при разнообразных режимах автопараметрического фильтра (мягкий. Жесткий и т. д. режим) и при различных амплитудах, подводимых к этому фильтру.

Предлагаемое изобретение имеет це. лью устранить этот существенный недостаток автопараметрического ,фильтра. В устройстве для устранения nowjex при пишущем радиоприеме применены филь; тры различно реагирующие на незатухающие или слабо затухающие и сильнб затухающие колебания, например, так называемые автопарамётрические фильтры. Согласно изобретению, фильтры отличаются либо режимом работы, либо действующими на них полосами частот, через одну из каковых систем проходит одна часть приемного тока, а через Другую другая часть, складывающиеся затЬм в индикаторе приема.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого изобретения. Здесь 2 - устройство для усиления приходящих сигналов, соединенное с антенной; /, 5 и 5 -линейные фильтры предварительной селекции, имеющие либо различную полосу пропускания частот, либо

различную выходную частоту, либо отли чающееся как по выходной частоте, тик и по ширине полосы пропускания (этого легко достигнуть, применяя известные методы преобразования частоты, тнапример гетеродинирование); 4 и 7- автопараметрические фильтры, настроенные соответственно на выходные частоты фильтров предварительной селекции 3 и 6 (фильтры 4 VI 7 могут состоять из нескольких каскадов); 5 и -выпрямительные устройства, т. е.устройства, преобразующие переменные напряжения, получающиеся на выходе автопараметрических фильтров, в постоянный ток; 9 - ограничительное устройство; 10 - пишу| щий аппарат (реле, ондулятор и т. д.). Предположим, что элементы 6, 7 1л 8 выключены. Пусть при отсутствии сигнала и помех якорь пишущего аппарата (или реле) находится в положении I. При наличии сигнала и при отсутствии помех корь изменит свое положение и займет положение II. Как показал опыт при на,лйЧии помех при отсутствии сигнала автопараметрический фильтр 4 не самоврзбуждается и якорь пишущего аппарата будет поэтому находиться в положении I, соответствующем отсутствию сигнала. При наличии же сигнала и помехи якорь пишущего аппарата может занимать как положение I, так и положение II. То или иное положение якорь займет в зависимости от соотношения амплитуд и фаз между переменными напря цениями, обусловленными сигналом и помехой, которые прикладываются к автоЛараметр ческому фильтру 4. Резюмируя сказанное, можно составить таблицу:

;- Таким образом, если якорь реле за нимаеТ Положение II, то можно практи,:Ч)ескй с достоверностью констатировать наличие сигнала. Если же якорь реле Занимает положение I, то о наличии сигнала можно утверждать лишь с некоторой вероятностью PI, зависящей от соотношения между силой сигнала и силой помехи. Величина PI приблизительно равна отношению времени, в течение которого помеха не уничтожает действия сигнала (т. е. якорь пищущего аппарата находится в положении II), к общему времени действия сигнала. Очевидно, что 1-jPi будет тогда представлять отношение времени, в течение которого помеха уничтожает сигнал к общему времени действия сигнала. Величину MOHIHO для краткости называть вероятностью неписания. Чем меньше .эта величина, тем увереннее прием.

Эта вероятность неписания при применении известного метода борьбы с помехами помощью автопараметрического фильтра не может быть сделана меньше определенного числа при заданном соотношении силы сигйала и помехи. Настоящее изобретение позволяет в значительной мере уменьшить вероятность неписания, т. е. позволяет осуществить более надежный прием при наличии помех, по сравнению со всеми известными до сего времени методами приемаПредполагая теперь, что элементы 5, 4 и 5 выключены и рассуждая совер-. шенно таким образом, как это было сделано ранее, легко прийти к заключению, что в этом случае, когда якорь реле занимает положение П, можно практически с достоверностью констатировать наличие сигнала; если же якорь реле занимает положение I, то о наличии сигнала можно утверждать лишь с некоторой вероятностью PZ- Величина 1 - РЗ будет представлять вероятность неписания в этом случае.

В виду того, что ширина полосы пропускания частот фильтра предварительной селекции 3 отличается от ширины полосы пропускания частот фильтра 6, в выходных цепях этих фильтров напряжения будут с различной формой кривой. Поэтому, если в выходной цепи фильтра предварительной селекции 3 в некоторый промежуток врем:ени напряжения от помехи и от сигнала частично или полностью, благодаря соответствующему сдвигу фаз между ними, уничтожили друг друга, то в вь1ходной цепи фильтра 5 в этот же промежуток времени такого уничтожения, вообще говоря, не произой,ет. Если же в выходной цепи фильтра предварительной селекции б напряжение от сигнала не будет скомпенсировано напряжением от помехи, то автопарометрический фильтр 7 самовозбудится и якорь

репе будет находиться в положеннии П, е. можно будет практически с достоверностью констатировать наличие сигнала.

V. Следовательно, промежуток времени, Э течение которого можно практически с достоверностью констатировать

,сишала при применении предлагаемого

, изобретения будет значительно больше

по С;равнеНию с известными до сих пор

системами. Только в те промежутки в|эе, мени, в течение которых произойдет

уничтожение напряжений от сигнала и

помехи одновременно в выходных цепях

фильтров предварительной селекции 5 и

, нельзя утверждать о наличии сигнала с достоверностью. Я такое уничтожение , напряжения от сигнала и помех в обоих

фильтрах одновременно - мало вероятно. Согласно предлагаемому изобретению .переменны е напряжения, получающиеся на выходе автопараметрических филь - jpOB и 7 выпрямляются, получившиеся пострянные токи складываются, ограничиваются и приводят в действие пишущий аппарат. Математическое исследование работы предлагаемого устройства для уничтожения помех показывает что «ероятность неписания выражается формулой:

-,: -

L (,) (), :

где « 1. Так, например, если при обычном способе приема помощью автопара метрического фильтра помеха уничто ал а действие сигнала в течение Vio от полного времени действия сигнала, то при применении описываемого изобретения noMexia будет уничтожать действие сигнала в течение

.1 п

Ш

100 я,

10

действия сигнала,

от полного времени т. е. предлагаемое изобретение позво ляет в значительной мере уменьш1 ть про оенг искаженных знаков, т. е. позволяет .осуществить надежный прием радиотелеграфных станций при наличии сильных помех. ., Предлагаемое устройство может быть выполнено и из трех фильтров предварительной селекции и трех автопараметрических фильтров с дальнейшим выпрямлением ограничением и сложением эффектов от различных фильтров на. постоянном токе. В этом случае надежность приема еще более возрастает, так как процент искаженных знаков становится ничтожным.

Антенна / может быть любого вида и в общем случае она может быть направленная. Элемент 2 может состоять из двух или трех отдельных элементов, включенных соответственно к двум или трем антеннам и к двум или трем фильтрам предварительной селекции. В элементе 2 могут быть заключены устройства для направленной селекции (гониометр и т. д.). Фильтры предварительной селекции могут быть выполнены любыми известными способами.

Ограничительное устройство 9 может вообще состоять из одного, двух или трех ограничителей, присоединенных соответственно к выпрямительным устройствам 5 и 8. Пишущий аппарат 10 может состоять либо из реле и ондулятора либо из любого известного аппарата для записи сигналов. Только применение нелинейных электрических систем позволяет по данному положению якоря, реле (в нашем описании это соответствует положению II) с достоверностью констатировать наличие сигнала. При применении только линейных электрических систем по данному положению якоря реле нельзя с достоверностью констатировать ни наличия сигнала ни отсутствия сигнала, т. е. о наличии и отсутствии сигнала можно утверждать лишь с некоторой вероятностью. Принимая во внимание отсутствие достоверных данных о наличии сигнала в случае линейных систем, легко доказать, что применение линейных систем не позволяет уменьшить вероятность неписания по методам, аналогичным описанному изобретению.

Поэтому, в описанном изобретении, в качестве составной устройства обязательно должны иметься нелинейные системы любого вида, но лишь обладающие свойством не реагировать на помехи при отсутствии сигнала, т. е. вместо автопараметрических фильтров 4

и 7 могут быть взяты нелинейные системы любого вида, но обладающие указанным свойством.

Предмет патента.

1. Устройство для устранения помех при. пишущем радиоприеме с применением фильтров/ различно реагирующих на незатухающие или слабо затухающие и сильно затухающие колебания, например, так называемых автопарометрических фильтров, отличающееся тем, что, с целью уменьшения вероятности компенсации сигнала помехой, применены две системы фильтров, отличающиеся либо

- 4 -:

режимом работы, либо действующими; на них полосами частот, через одну из каковЫх систем проходит одна часть приемного тока, а через другую - другая часть, складывающиеся затем в индикаторе приема.

2. Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся применением связанных с антенной / фильтров предварительной селекции 3 и 6, автопарометрических фильтров 4 н 7, причём фильтрь предварительной селекции имеют различную ширину полосы пропусканиячастот.

.3. При устройстве по п. 1 применение фильтров 3 и 6 предварительной селекцйи с различными частотами.