Способ борьбы с помехами при радиоприеме Советский патент 1944 года по МПК H04B1/10 

Предметом данного изобретения является способ борьбы с номехами при радиоприёме.

Согласно изобретению, для подавления помех используется то их существенное отличие от полезных сигналов, что фазы составляющих колебаний спектра помехи одинаковы, в то время как фазы колебаний в боковых полосах спектра полезного сигналаотличаются на 180°.

Сущность предлагаемого способа состоит в том, что принятые антенной колебания подвергают инверсии частот боковых полос для изменения фазы колебаний только этих полос на 180° и нолученные в результате такого преобразования колебания вычитают на входе приемника из колебаний, принятых антенной, с те.м, чтобы колебания помех при этом уничтожались.

Как известно, сигнал с амплитудной модуляцией может быть изображён в виде несущей частоты и двух боковых полос, левой и правой. Если для простоты рассмотреть процесс модуляции несущей частоты W одной частотой -, то выражение для модулированного сигнала можно представить как: Е А (1 -;- гп sin Qt) sin с., t,

которое путём несложных преобразований сводится к

А П1., ,

Е А sin ю t -|- - cos (со -- .) t -

Am - cos (со -f с2) t.

Последнее выражение показывает, что боковые полосы сдвинуты по фазе друг относительно друга на 180°.

Предположим, что нам удалось тем или другим способом изменить фазу у каждой из боковых частот па обратную, оставив фазу несущей частоты без изменения. Тогда мы получим для сигнала выражение

Am п, А sin О) t - cos (с - щ t -р

Am

- ) t. - 2 sin(

Очевидно, это соответствует изменению на 180° фазы частоты модуляции и поэтому

Е- А (1 - п1 sill i- t) Sin со t. Вычитая из сигнала Е преобразованный сигнал Е , получим результирующий сигнал: Е ...т cos(o - V-} - cos (ей 4-1 )tl

2 т si -l t .sin со t,. ЧТО равносильно исключению несущей частоты и удвоению амплитуд боковых частот.

В случае модуляции несущей не одной частотой, а сложным сигналом, состоящим из ряда частот, мы получим не две боковых частоты модуляции, а две боковых полосы частот модуляции. Повторяя выщеприведенное рассуждение для каждой из частот, содержащихся в сложном сигнале, мы приходим к выводу, что, произведя такие же преобразования, мы .получим результирующий сигнал, состоящий из двух боковых полос с удвоенными амплитудами и с исключённой несущей частотой. Для получения этого результата нам нужно изменить фазу левой боковой полосы частот на 180° и правой боковой полосы частот также на 180°, оставляя фазу несущей частоты неизменённой.

Нетрудно убедиться, что такой результат может быть получен следующим способом. Предположим, что мы возьмём два местных генератора с различными частотами

f -

ч -

2

И выполним преобразоваи L

2it

ние частоты сигнала в новую частоту, один раз создавая биения сигнала с колебаниями генератора частоты fi и используя при этом сумму частот сигнала частоты f и гетеродина частоты fi. Очевидно, при этом мы получим несущую частоту, равную f + f 1, и правая боковая полоса частот останется правой, а левая - левой. Второй раз мы выполним преобразование частоты, создавая биения сигнала с колебаниями генератора частоты is и используя при этом разность частот гетеродина f и сигнала f. Очевидно при этом мы получим несущую частоту, равную f2-{, и правая боковая полоса частот сигнала станет левой боковой частотой преобразованного сигнала, а левая боковая полоса станет правой. Предположим, частоты гетеродинов fi и fa выбраны таким образом, что полученные после преобразования новые несущие частоты равны, т. е. f -|- i h-f. Очевидно, для этого необходимо, чтобы частоты обоих гетеродинов отличались друг от друга точно на величину 2 f, т.е. на удвоенную частоту сигнала. В частном случае мы можем взять лищь один гетеродин, частота которого равна удвоенной частоте несущей сигнала, и, преобразовав сигнал, используя разность частот этого гетеродина и сигнала, мы получим сигнал первоначальной частоты, у которого лищь правая и левая боковые полосы частот поменяются местами.

Вычитая полученные при помощи двух гетеродинов преобразованные сигналы новой частоты (или первоначальный сигнал и преобразованный при помощи гетеродина удвоенной частоты), мы осуществим описанное выще преобразование и, следовательно, получим сигнал новой частоты (в случае одного гетеродина удвоенной по сравнению с сигналом частоты получится преобразованный сигнал той же частоты, что и первоначальный) с исключением несущей и удвоением амплитуд боковых полос.

Рассмотрим теперь действие описанного выще преобразования сигнала на импульсную помеху. Такую помеху можно, как хорощо известно, представить, как состоящую из бесконечно больщого числа синусоидальных колебаний, частоты которых составляют сплощной спектр, амплитуды убывают по мере увеличения частоты, а фазы всех колебаний в момент возникновения помехи проходят через нуль. Так как в радиоприёме используется относительно узкая полоса частот около несущей, то амплитуды составляющих импульсной помехи в этой полосе частот мало отличаются друг от друга. При описанном выще преобразовании сигнала составляющие помехи, расположенные в пределах боковых полос, будут также преобразовываться в новую полосу частот, сохраняя свои фазовые соотношения. При первом преобразовании частоты, когда используется сумма частот несущей и первого гетеродина, составляющие помехи, расположенные в правой боковой полосе частот сигнала, останутся в правой боковой полосе преобразованного сигнала и составляющие помехи в новой боковой полосе частот останутся в левой боковой полосе частот преобразованного сигнала. При втором преобразовании частоты составляющие помехи, расположенные в пределах правой боковой полосы частот принимаемого сигнала, окажутся в левой полосе частот преобразованного сигнала, а составляющие, бывшие в пределах левой боковой полосы частот принимаемого сигнала, останутся распо чоженными в правой боковой полосе преобразованного сигнала. Так как при этом фазовые соотношения сохранятся, то при вычитании обоих преобразованных сигналов полу чаетса взаимная компенсация составляющих помехи.

Если помеха состоит из ряда следующих друг за другом импульс:ных помех, то, так как каждая из них компенсируется, мы должны и в этом случае получить компенсацию всех импульсов.

Изложенный принцип устранения помех при радиоприёме положен в основу конкретных схем, представленных нафиг. I-3 чертежа.

На фиг. 1 приведена скелетная -схема одного из возможных вариантов осуществления предлагаемого способа. Поле принимаемой станции возбуждает в антенне А колебания частоты fr. Эти колебания усиливаются усилителем до получения достаточно большой амплитуды, после чего усиленные колебания попадают в устройство где выделяются 3,4 и 5 гармоники принимаемого сигнала. Помимо усилителя, возникшие в антенне колебания частоты fc подаются на два преобразователя частоты. К первому из них подводится третья гармоника усиленного принятого сигнала, частота которой равна 3 fc , и в преобразователе выделяется суммарная частота, равная 4fc. При этом правая и левая боковые полосы сохраняют своё относительное расположение. Ко второму преобразователю подводится пятая гармо:ника усиленного сигнала частоты 5 fc и выделяется разностная частота, равная 4fc . При этом правая и

левая боковые полосы д еняются местами. Полученные после обоих преобразователей преобразованные сигналы частоты 4fc подаются дифференциально на приемник, настроенный на частоту 4fc. Так как при вычитании обоих преобразованных сигналов преобразованная несущая частота 4 fc уничтожается, к приемнику подводится также выделенная из усиленного сигнала четвёртая гармоника частоты 4fc , которая восстанавливает уничтоженную несущую.

Антенна должна быть апериодической и желательно в ней иметь фильтр, не пропускающий к преобразователям полосу частот около 4 fc -а в качестве гармоник можно выбрать и другие три гармоники, например, 2,4 и 3 или 5,7 и 6 и т. д.

Как вариант схемы по фиг. 1 может быть применена схема, в которой после усилителя частоты fc сигнала включён синхронный )1-етеродин, с выхода которого подаются гармоники на преобразователи.

Другая схема осуществления того же способа устранения помех в радиоприемнике приведена на фиг. 2.

Здесь сигнал сначала при помощи местного генератора преобразуется в промежуточную частоту, равную например 115 кгц. Затем, как и в схеме по фиг. 1, сигнал на этой частоте подаётся на синхронный гетеродин, выделяющий три гармоники, например, третью, четвёртую и пятую, т. е. частоты 345, 460 и 575 КГЦ, воздействующие на преобразователи частоты. При этом после первого преобразователя мы испольауем суммарную частоту биений сигнала на частоте 115 кгц с третьей гармоникой синхронного генератора частоты 345 кгц, получая новую частоту 460 кгц с сохранением относительного расположения боковых полос. Во втором преобразователе мы используем разностную частоту биений сигнала частоты 115 КГЦ с пятой гармоникой синхронного гетеродина частоты 575 КГЦ, получая вновь сигнал частоты 460 кгц, причём боковые полосы поменяются местами.

Вычитая на частоте 460 кгц полученные сигналы,получим компенсацию несущей и помех.

Сигнал на частоте 460 кгц поступает на усилитель, за которым следуют второй детектор, усилитель низкой частоты и остальные элементы нормального супергетеродинного приемника.

В этой схеме целесообразно иметь в антенне широкополосный фильтр для ослабления частот зеркального канала.

Пример выполнения схемы преобразователей и вычитания двух преобразованных сигналов приведён на фиг, 3.

Здесь лампа Л1 является смесительной лампой, к одной из сеток которой подводится принимаемый сигнал частоты fc , а к другой сетке - колебания утроенной частоты Sfc В цепи анода лампы включена катушка Lai, связанная индуктивно с контуром, настроенным на частоту 4 fc Аналогично этому выполнен второй преобразователь с лампой Ла с той лишь разницей, что к ней подводятся колебания пятикратной частоты 5 fc . Если лампы Л1 и Ло, катушки Lai и La2 и связь их с катушкой контура одинаковы, мы получим нужное нам подавление помех.

Предмет изобретения

L Способ борьбы с помехами при радиоприёме, отличающийся тем, что, с целью устранения колебаний помех, имеющих одинаковые амплитуды и одинаковые фазы в обоих боковых полосах, принятые антенной колебания подвергают инверсии частот боковых полос для изменения фазы колебания только этих полос на 180, и колебания, полученные в результате такого преобразования, вычитают на входе приемника из колебаний, принятых антенной, с тем, чтобы колебания помех при этом уничтожались.

2.Приём осуществления способа по п. 1, отличающийся тем, что инверсию каждой боковой по;юсы частот осуществляют отдельным гетеродином, используя в одном случае суммарные, а в другом - разностные частоты гетеродинов и боковых полос, причём частоты гетеродинов выбирают таким образом, чтобы в обоих случаях получались результирующие колебания одинаковой частоты.

3.Видоизменение способа по п. 2, отличающееся тем, что вместо двух гетеродинов для инверсии используют две гармоники одного гетеродина.

Фиг. 1

////////

/С

лримим Сигняп

Л 63800

S7S

La,