Настоящее изобретение касается метода и средств уничтожения искажения сигналов в таких систе мах связи, в которых передаваемые сигналы приходят к приечмнику по нескольким путам различной длины iym по путям, требующим различной дл1ительн0|сти прохождения сигналов. В проволочной или радиосистемах связи на длчшные расстояния, а также в таких системах, как телевидение, где применяются ширакие полосы модулирующих частот, искажеийя сипналов, вследствие прохождении их по различНЫ.М путям, являются чрезвычайно нежелательным явлением. В трансокеанской ра1диопередаче, прИ частотах от 3 до 30 мегагерц, сигна 1Ы могут приходить к приемнику по многим путям.
Проблема устранения иокажени нааванного рода существует и в практике городских телевизионных передающих систем. В этом случае .некоторые |.юдуляционные частоты настолько высоки, что волны, лесущй-е ЮДИН цикл модуляции, могут ра1спростран1яться: только «а очень KopoTi oe расстояние. Наиболее высокий компоиент модулируюи1ей частоты в телевизионной передаче NJOжет доходить, например, до 4 000 000 герц и выще. Для такой модулирующей частоты полны цикл .модуляции может передаваться волнами более .высокой частотно-модулированной несущей на расстояние 75 :метров.
Серьезные искажения w этоМ случае .могут возннкнуть при наличии других путей, имеющих длину, стличную от длины основного пути, примерно, на 20 или более метров.
В крупных городах (например, Нью-Йорке) и-окажения от многоиутности телевизионных -сигналов, вследствие отражения от здани-й i: других преяятстши, являются ссрьезны.ми помеха-ми.
При длинных линиях связи наиравленные передающие и приемные антенны, -помогают умеиьщить многократность сигналов, .причем они особенно эффективны в уничтожении «кругосветных «торичных , имеющих сравнительно большой сдвиг по азремени. Направ.ленность обычного вида является не очень эффективным средством протйв искажений, вносимых наличием сигналов, достигающих приемника
no кратчайшим путям, лежащим приблизитешьно в плоокости того же большого круга земли. Эта многсжратность путей обязана тому, что сигналы достигают приемника после ряда отражений вверх и вниз между ионосферой и землей и вследстви1е отражений, рефракций от различных слоев ионосферы. На длинных расстояниях это имеет AiecTo в сравнительно ysKHiX пределах углов ра1слр0(стрй«ения .радиоволн у передатчика и приемника. Для обеспечения хорошей направленности приема делал1ись попытки, однако решения получались дороги:ми и требо1зали сложного оборудования.
Предметом настоящего; изобретения является способ устранения радио-эхо компенсацией, отличающийся тем, что для компенсации радио-эхо используют основной сигнал, задержанный по( времени и сдвинутый по фазе.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на фиг. 1 которого изображена схема прохождения сигналов от передатчика к удаленному приемнику; на фиг. 2 показана форма основного и вторичного сигнала; яа фиг. 3, 5, 6, 7 изображены различные схемы осуществления настоящего изобретения, а на фиг. 4, 8, 9, 10 и 11 показаны графики импульсов передачи и приема, соответствующие описанию схем. Для лучшего уяснения проблемы мно;гопутности. обратшмся к схеме фиг. 1.
Между передатчиком Т и приемником П имеются два пути распространения - основной, проходящий по: прямой линии, и побочный, который от передатчика идет к некоторой точке отражения ((например, земле, большому зданию или какому-либо И1ному препятствию), я затем iK приемной антенне.
Предположим, что токи, получаемые в приемнике вследствие .наличия второго лути, имеют силу, .равную 20% от вели1чины токов основного пути; пусть разница в длине 1тутей равна 600 метрам, при: которой запаздыпзние по времени модуляции по второму пути будет
соста1влять около 2 микросекунд; несущую частоту .передатчика положим равной 100 мегагерц и ширину полосы .модулирующих частот - от 60 герц до 4 мегагерц.
Если на (Передатчике Т установить Несущую на выходе равную нулю и затем отправить один импульс /Q длительностью в лшкросекунду, тогда «а -приемнике получится два импульсЯ, разделенньге интервалом между началами в 2 микросекунды, причем второй импульс /2 будет иметь силу, равную 20% от первого /ь На фиг. 2 графически изображены приблизительные соотношения длительности и формы этих импульсов.
В системе связи, требующей передачу только достаточно коротких и достаточно - раздельных импульсов для предупреждения наложения импульсав основного и вторичного путей В приемнике, необходимо ((как видно из фиг. 2) отделить надлежащую часть основного (Сигнального импульса, создать точную величину сдвига во времени и затем снова ввести в приемную цепь для уравновешиваний импульса второго пути.
Один ;из способов уменьщенйя влияния сигнала вторичного путн показан на фиг. 3. В этом случае применяются две приемные антенны 1 и 2 с соответствующими переходными линиями TL и TL и приемниками 1 и 2, служащими для получения общего выпрямленного тока до выхода, соответствующего сигналам.
Расположение двух приемных антенн 1 и 2 и длины их переходных линий TL и TL подобраны таким образом, что сигналы, прибывающие к одному приемнику, сдвигаются во времени на величину, соответствующую запаздыванию уничтожаемого сигнала вторичного яути. Если сдвиг по времени равен, например, 2 микросекундам, то длина линии TL должш превосходить длину другой на величину, обеспечивающую , этат сдвиг. Если скорость распространения по линиям равна скоростя: света, то для получения сдвига в 2
микросекунды одна линия должна быть длинее другой на 600 метров. В Случае линий с меньшей скоростью ра опространения разница в длинах будет пропорционально меньшей. Конструкция и способ гжлючения приемников 1 и 2 таковы, что выходы их имеют противоположные полярности и прием41ИК 2 имеет на выходе такой сдвиг по времени, что выход с сигналом основного пути имеет амплитуду, достаточную для уничтожения сигнала вторичного пути на выходе другого приемника. Бели сигнал вторичного пути имеет а1МПлитуду, равную 20% от амплитуды сигнала основного пути, тогда приемник 2 (фиг. 3) должен быть отрегулирован на получение выхода, равного 20% от выхода приемника И.
Импульсы сигналов J и /2 на выходе приемников F и 2 и результирующий комбинированный сигнал /1 -f /2 показаны на фиг. 4. Необходима отметить, что основной сигнал /2 на выходе приемника 2 уничтожает сигнал /i на: выходе приемника Г, обязанный вторичному пути, оставляя в качестве конечного искажения только сигнал приемника 2, соответствующий наличию вторичного пути.
Этот остаточный сигнал вторичрюго пути в данном случае равен 20% от 20%, т. е. 4% сигнала основного пути, но и ЭТОТ сигнал может быть уменьшен или уничах)жен.: ; , : l Подобный же результат мажет быть ПОлучен при наличии одного прслемника;, если осуществить ответвление надлежащей еели-чины тока принятого сигнала в цепь с задержкой времени, и такое последующее комбинирование тока, сдвинутого по Бремени с остальным, что токи вторичного пути будут уничтожены.
Одна из схем защиты приведена на фиг. 5, где показана приемная антенва, переходная линия TL и Приемник 3. Часть тока с выхода приемника, через регулируемые реостаты RI, Rz ответвляется -в кабельную цепь 4- выдержки времени. ТОК и напряжение сигнальной волны
распросТраняютсЕ до конца кабеля, отражаются и снова вступают в вьь ходну о цепь приемника с поляр ностью, величиной и сдвигом во времени, требуемыми для уничтожения нежелательных сигналов вторичного пути. Для регуляроваиия величины потенциала и тока, поступающих IB кабель, и потенциала и тока, выходящих из кабеля 4 в выходные цепи приемника для уравновешения вторичных сигналов, с.лужат реостаты i и , при помощи которых можно также регулировать величину потенциала и тока, отраженных вторично от кабельного конца. Этот вторичный ток может служить для уничтожения и того небoJПзшoгo остаточного сигнала вторичного пути, который изображен на фиг. 4 виизу.
Для получения надлежащего сдвига во времени сигналов, отраженных кабельным концом, длина кабеля 4 может быть выбрана равной половине сдвига, умноженной на скорость распространения электри1чеоких волн по кабелю. Е-сли скорость распространения равна половине скорости света, или 150 000 000 метров в секунду, что близко к истине, то для сдвига в 2 микросекунды потребуется кабель длиной в 150 метров. Кабе.ль может быть взят в виде секции тонкого, изолированного, концентрического кабеля, намотанного в виде катущки И1 помещенного в надлежащем месте внутри или снаружи приемника или его выходных цепей. Для получения надлежащей полярности отраженных волн (при схеме фиг. 5) необходимо удаленный конец кабеля закоротить проводником с очень малым сопротивлевием для проходящей по кабелю частоты.
Одиночный короткий положительный импульс на приемном конце кабеля, отражаясь, приходит к входному концу в виде отрицательного импульса. Если выходные цепи приемника обладают достаточным внуттреиним сопротивлением, что и имеет обьгано место, или если введено достаточно большое последовательное сопротивление, то сдвинутые Шэ времени импульсы тока
могут уничтожить токи вторичных сигналов полностью. Вместо параллельного подключения кабеля можно осуществить последовательное нключвние. В этом случае для получения обратной полярности импульсов тока на вьтходе приемника необходимо ВЗЯТЬ кабель с открыть1м концом. Для уничтожения сигналов вторичного пути можно применить схему фиг. 6, где регулируемая величина выходной энергии приемника пропускается через кабельную цепь задержки времени 5 и затем определенным образом комбинируется с конечной выходной энергией. В данном случае взят приемник с уравновешенным или пушпульным выходом. Входная энергия кабеля получается на одной стороне а цепи ч подается обратно в направлемии стрелки b цепи, чем обеспечивается требуемая перемена по.ляр)Юстн сигнала.
. Сопротивление R служит для поддержания приблизительного баланса в цепях. Длина кабельной цепи с задержкой времени 5 должна быть здесь вдвое длиннге кабеля фиг. 5 вследствие того, что ур а-виовешйвающие импульсы проходят по к-Чбелю только один раз.
На фиг. 7 показаиа еще одна конструкция, служащая для той же цели, что и конструкция фиг. 3, 5 и 6. В этом случае мощность забирается из сигнальной ныходной цепи и н-аправляется обратно в нап1 а1Елении стрелки к некоторой точке Р, находящейся перед усилите.г(е,м. Мощность сигналов, сдвинутых по времени Vf- посылаемых . может быть значительно меньще мощности импульсов на выходе системы. Длина кабеля 6 может быть такой ж€, ка.к и в случае фиг. 6 Здесь кро.м€ того необходимо осуществить обратную связь между диумя точками, имеющими нормально противоположнью по знаку ггс лярности потенциалов. Выще бы.а олисана работа устройств предлагаемого изо1бретения1 для з ничтожения Сигналов вторичного пути, когда основные и вторичные сигналы ирннимаются без перекрытия времени прибытия к приемнику.
Если сигналы настолько длител1 ны, или: сдвиг по времени между ними настолько мал, что они,перекрываются, И1ЛИ когда они передаются путем раздельной ма,шшу.ляции или модуляции ло амплитуде постоянной несущей высокой частоты, тогда рещение проб.Гемы значительно усложняется.
Если приемвая антенна расположена так, что токи несущей высокой частоты по основному и побочному пути складываются в одной и той же фазе, то .можно предположить, что результирующие токи в приемнике будут равны мгновенной сумлГе аплитуд сюставляющих токов основного и побочного путей.
На фиг. 8 покаван возможный случай, когда одиночные прямоугольные импульсы /I и /;) получаются на приемнике- по основному и побочному путям, причем по второму- с половинной а-МПлитудой и со сдвигом по времени, равным половине длительности импульса, т. е. с перекрытием. Сигнал, получаемый :в этом случае, очень искажен и удлинсп. Токи ССНС1ВНОГО и вториччогп путей име-ют одинаковую фазу по высокой частоте и потому амплитуды их складываются арифметически, причем вторичный ток состз вляет 50% основного. Методы уничтожения влияния сигналов вторичного пути здесь дгогут быть иглользованы те же, что и д.ля приведенных на фиг. 3, 5, 6 и 7 случаев. Результирующий сигнал, получа-емый iBi случае, когда волны заставляют проходить только о1днаждь через цепь с задержкой времени, показан на нижней частифиг. 8. Искажение основного си)иала уже отсутствует, остается только последующий ситнал с половинной амплитудой первойачального сигна.ла втсричного путт
Схемы уравновешивания фиг. 3, 5, б и 7 могут служить для эффективного -снижения модуляций, обязанных вторичному пути Даже н толг случае, если токи основного и вторичного путей перед детекти рованием находятся не в фазе, а отличаются меньщ|е чем на плюс, или инус 90°. Другими словами, схемы
аффелтивны до тех пор, пока ре::у-П1ЬТ нрующие .модуляции, полученHfaie :ло обОИм иутям, Имеют одинаковую полярность.
На фиг. 9 показат1ы результаты уравновешения модуляций, обязан;гых вторичному пути-, для того с,л учая, когда токи высокой частоты йторичного пути имеют амплитуду, равную 50% основной, и сдвинуты на 60 по фазе. Как вид.чо, уразновеш&ние получается достпточно эффективным.
На фиг. 10 изображены результаты уравноБешения искажения основного сигнала, ко-гда основной и .вторичный сигналы находятся в противоположных фазах или сдвинуты на 180, причем ток вторичного сигнала составляет 50% главного. В этом и других случаях, когда фазовый угол находится в пределах от 90 до 270, т. е. когда .юдуляц.чи вторичного пути имеют обратную полярность, необходимо изменять полярность балансирующих токов. В схеме фиг. 3 это де..га;ется нутем переключения выходяых проводников одного из нриемHWKOB. На схеме фиг. 5 это эсущ,бствляется путем размыкания закороченного конца. В схемах фиг. б и 7 это может быть сделано путем изменения полярности приключения на одном конце кабе.Тькой цепи . с задержкой времени. На фиг. 10 видно, что )КС1н«этельный результирующий сигнал /д ве лучше, ч-ем комбиниро-эанный сигнал /i и /г из основного -1 побочного перед ограничение ч. Это обозначает, что уравновешение допущенных сигналах имеет :yia.rryjo эффективность. Одним из с:ре1дств исправления недостатков системы является поворачивание антенны до тех пор, пока таки вторичного пути не начнут складываться с токами Основного и вторичные модуляции не будут иметь ту же ьодя.рность, что и главные модуляции.
Другое средство заключается в nr v7vfee HH постоянной несушей
ГЕбрбдатчика. которая модулируегся сигналом настолько, что у приемника она никогда не оказывается модулированной на 100%. Кроме того при наличии передатчика,излучающего непрерывно несущую волну, -в приемнике (перед детектированием) можно применить средства, повышающие си,.ту несущей волны сравнительно с боковыми. Различные средства усиления несущей известны уже в технике связи. Еслм предположить, что модуляции по.ре.л,атчика никогда Hie доводят кесущую волну до нуля в детекторе приемника, то уравновешения будет эффективна в уменьшении как отрицательных вторичных сигналов, так и положите,.:1ьных.
На фиг. 11 изображен сигна.т в различных стадиях передачи и приема, когда ток вторичного пути прэтивопо.ложен основному току по фазе, но передатчик работает с непрерывной несущей, благодаря чему ток входа детектора не проходит чербз нуль. В этом случае уравновешивание влияния вторичного пути так же эффективно, как и на фиг. 8 и 9. Очевидно, если петедатчик snieeT модуляцию, близкую к 100%. го необходимо применить усиление несущей у приемника, чтобы уменьшить искажеНИе сигналом вторичного нути. Описанные выше срелства, служащие для уничтожения . уменьшения искажений, вызывае.шых наличием побочного nyTji, могут быть применены для умеш.ШеНИЯ влияния ТОКОВ и бО,ЛЬШ€го числа побочных нутей, если использовать уравновешивающие устройства с надлежащей задерж-ко;; времени для каждого т-ока вторичного ПуТН.
П р е д м е т п а г с н т а
Способ устранения | ;1дио-эхо компенсацией, о т л i ч а ю щ и йс я тем, что д,яя компенсации ipaдио-эхо используют основной сигнал, задержанный по в емени и сдвинутый по .
-U
Фиг. 1
/// /М //У//
, . 2
4 Ш //
Чг
Фиг. 3
TL
L
-
%Т/,/2
Фиг. 5
Фиг, б
шт,. мшж
w/////m ттт/л
Vл
Фиг. 8
KZZ27zZZZA
I,-J
Щтт
Фиг. 9
tj ///////. .-/К.
Фиг, 10
7 2
jrS jisrmra
/Р
