Устройство для подавления узкополосных помех Советский патент 1983 года по МПК H04B1/10 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в ,. составе радиотехнических устройств различного назначения при приеме импульсных сигналов в условиях воздействия узкополосных помех.

Известно устройство подавления узкополосных помех-, содержащее рез.о-нансный усилитель, выходной сумматор, фазовое звено второго порядка, первый усилитель ограничитель, фазовый детектор, первый интегратор, сумматор, второй интегратор, фазовый детектор , второй усилитель, ограничитель, фазовраадатель на 90 и третий усилитель-ограничитель 1.

Однако данное устройство обладает недостаточно ; помехозащищенностью, обусловленной его критичностью к разбалансу фаз сравниваемых на фазовом детекторе напряжений, что приводит к наличию неподавленного остатка узкополосной помехи на его выходе.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство подавления узкополосных; помех, содержащее N соединенных последовательно блоков режекции, вход первого и выход последнего блоков режекции является соответственно входом и выходом устройства, каждый блок режекции содержит режекторный фильтр, вход и режекторный выход которого являются соответственно входом и выходом блока режекции, последовательно соединенные первый усилитель-ограничитель, вход которого соединен с полосовьм выходом режекторного фильтра, фазовый детектор и ин10тегратор, выход которого соединен с управляющим входом режвкторного фильтра, - второй усилитель-ограничитг.ль, выход которого соединен с другим входом фазового детектора,

15 все блоки режекции, кроме последнего., содержат многовходовой сумматор, по- ЛОБОВОЙ выход режекторного фильтра , Ксцкдого последующего блока режекции соединен с соответству4о1дим входом

20 многовходового сумматора каждого прв дыдущего блока режекции 2.

Это устройство характеризуется сравнительно большим уровнем остат25кой узкополосных помех на его -выходе обусловленного зависимостью точности настройки режекторного фильтра от разброса фаз цепей передачи пряжений на входы фазового д етек30тора. Цель изобретения - уменьшение остатков узкополосных помех на выходе устройства. Указанная цель достигается тем, что в устройстве подавления узкополосных помех, содержащем N соединенных последовательно блоков режекции, вход первого и выход последнего блоков режекции являются .соответственно входом и выходом устройства, каждый блок режекции содержит режекторный фильтр, вход и режекторный выход которого являются соответственно входом и выходом блока режекции, последовательно соединенная первый усилитель-ограничитель, вход которого сое динен с полосовым выходом режекторно го фильтра, фазовый детектор и интегратор, выход которЬго соединен с управляющим входом режекторного филь тра, второй усилитель-ограничитель, выход которого соединен с другим вхо дом фазового детектора, все блоки режекции, кроме последнего, содержат многовходовой сумматор, полосовой выход режекторного фильтра каждого последующего блока режекции соединен с соответствующим входом многовходового сумматора каждого предыдущего, блока режекции, в каждом блоке режекции между полосовым выходом режекторного фильтра и входом второго усилителя-ограничителя включены последовательно управляемый аттенюатор вычитатель и фазовращатель на 90°, /между входами вычитателя включен бло сравнения, выход которого соединен с управляющим входом управляемого аттенюатора, во всех блоках режекции, кроме последнего, режекторный выход режекторного фильтра соединен с соот ветствующим входом многовходового сумматора, выход которого соединен с другим входом вычитателя, а в послед нем блоке режекции режекторный выход режекторного фильтра соединен с другим входом вычитателя непосредственно .Режекторный фильтр выполнен в ви де соединенны,х последовательно перестраиваемого по частоте узкополосного усилителя, управляющий вход которого является управляющим входом, а выхо,д - полосовым выходом режекторного фильтра, и сумматора, выход которого является режекторным выходо режекторного фильтра, а точка соединения входа перестраиваемого по частоте узкополосного усилителя и друго го входа сумматора является входом режекторного фильтра. На чертеже представлена структур ная электрическая схема предлагаемого устройства. Устройство подавления узкополосных помех содержит блоки 1 режекции, режекторные фильтры 2, перестраиваемый по частоте узкополосные усилители 3, фазовые детекторы 4, интеграторы 5, первые усилители-ограничители 6, фазовращатели 7 на 90, многовходовые сумматоры В, управляемые аттенюаторы 9, вычитатели 10, блоки 11 сравнения, сумматоры 12 и вторые усилители-ограничители 13. Устройство работает следующим образом. Для того, чтобы осуществить точную настройку режекторного фильтра 2 на узкополосную помеху, необходимо обеспечить равенство 180 фазового . сдвига напряжений на входах сумматора 12, С другой стороны, условием окончания автоподстройки перестраиваемого по частоте узкополосного усилителя 3 на частоту помехи является равенство 90 фазового сдвига напряжений непосредственно на вхо- . pax фазового детектора 4. Фазовый сдвиг ЛЧ между напряжениями на входах сумматора 12 определяется выражением A4-arc-ig c3l., где ot- обобщенная растройка контура перестраиваемого по частоте узкополосного усилителя 3. Фазовый разбаланс напряжений на входах сумматора 12 ДЧ, вызванный неточностью на- стройки усилителей-ограничителей 6, а также зависимостью фазы фазовращателя 7 от частоты подавляемой помехи, изменением температуры и т.п., приводит к наличию на выходе блока 2 режекции нескомпенсированного остатКа помехи с относительной амплитудой . . Предлагаембе устройство сводит к минимуму величинуАН, а следовательно, и величину остатка помехи. Сравниваемыми по фазе напряжениями помехи в блоке 1 режекции явля- ется напряжение U, поступающее с полосового выхода режекторного фильтра 2 через первый усилитель-ограничитель б на вход фазового детектора 4 и напряжение И, поступающее с выхода вычитателя 10 через фазовра,;Щатель 7, второй усилитель-ограничитель 13 на другой вход фазового детектора 4. Напряжение формируется из напряжения Ugj,+Ц , поступающее с режёкторНого выхода режектоо ого фильтра 2 через многовходовой сумматор 8 с коэффициентом передачи равным единице на первый вход вычитателя 10, и напряжения иГ по- ,ступающего с полосового выхода режекторного фильтра 2 через управляемый аттенюатор 9 с коэффициентом передачи KC, на второй вход вычитателя 10, и, следовательно, U- Ug -t-d-KQ). и|. , Аппроксимируя узкополосную помеху синусоидной единичной амплитуды, можно условно ПРИНЯТЬ Ug,- sAwu)t В ЭТОМ случае напряжение на полосо выходе режекторноро фильтра 2 а напряжение на выходе вычитателя и,.л/.., и, следовательно 4 фазовый сдвиг ме ду напряжениями U и U определяет выражение М U°- € ° « е-|. -ч ,. Из анализа выражений для Д V и следует, что 1 а-о.а °о 1а-с т.е. крутизна характеристики д при а О больше крутизны характеристики ЛЧ(а) во столько раз, во сколько раз ослабляется напряжение управляемым аттенюатором 9. Это оп ределяет более высокую эффективност предлагаемого устройства по сравне нию с прототипом При наличии фазового разбаланса в цепях передачи напряжений Ц и и равном ДЧ, перестраиваемый по частоте узкополосный усилитель 3, в ср ответствии с выражением для Д.Ч(2 буд расстроен на величину aц, -KcJt JA что приведёт к фазовому разбалансу напряжений Ut и U2. равному А fir агс4§ч5 цг-агс 2(Ка-Ьдд и пропусканию на выход блока 1 режекции нескомпен сированного остатка помехи с относи тельной ё1МПЛИТУДОЙ 1 г1й№ .иеь. Отношение Ug для прототипа и предлагаемого устройства определяет коэффициент дополнительн го подавления псххехи предлагаемым устройством по сравнению с прототипом. Так, при J.5 и К0 0,2 подавление помехи увеличивается в 4,8 раза и относительный уровень неском пенсированного остатка помехи снижа ется с 0,26 до 0,054.. Настройка режекторных фильтров 2 в .предлагаемом устройстве происходит следующим образом. В начальный момент после включения блоки 1 еще не настроены и уров ни напряжений от аддитивной смеси Музкополосных помех (где М может быть больше N) на выходах мноТовхбдо.вых сумматоров 8 значительно превышают уровни напряжений с -выходов перестраиваемых по частоте узкополосных усилителей 3. Сигналы управления на управляемый аттенюаторы 9 с блоков 11 сравнения не поступают, и коэффициенты передачи управляемых аттенюаторов & равны исходным значениям (равным или чуть меньше единицы). в этот момент принцип работы .1редлагаемого устройства ничем не отличается от принципа работы прототипа, так как сравниваемыми по фазе напряжениями являются напряжение с выхода перестраиваемого по частоте узкополосного усилителя 3 и напряжение Ug с выхода вычитателя 10, кото.рое при 1 эквивалентно иапряже-. нию на входе перестраиваемого по частоте узкополосного усилителя (. По мере настройки блоков I режекцни На подавление узкрполосных помех, начиная с первого, уровень помех на выходе многовходового сумматора 8 в реэультате частичной компенсации помех будет снижен и станет меньше уровня напряжения с полосового выхода режектора фильтра 2. На выходе блока 11 сравнения появится и будет действовать rta управляющий вход управляемого аттенюатора 9 сигнал, который снизит его коэффициент передачи до значения, при котором уровень напряжения с выхода управляемого аттенюатора 9 станет практнчески равным уровню напряжения с выхода многовходового сумматора В. В результате точность н,аст{гайки режек- торных фильтров 2 повысится, кс эффициенты подавления узкополосных помех увеличатся, уровни напряжений на выходах многовходовых сумматоров 8 еще боле понизятся, что приведет к дальнейшему снижению коэффициентов передачи управляеьмх аттенюаторов 9 и более точному подавлению узкополосных помех. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока уровень напряжений на выходе выходных сумматоров 8 не снизится до уровня, onpei деляемог.о узкополосными помехами меньшей интенсивности, не входящими в число N. Использование предлагаемого устройства подавления узкополосных помех позволяет производить более точную автоподстройку Частот перестраиваемых по частоте узкополосных усилителей при наличии фазовых разбалансов в цепях передачи сравниваекых по фазе напряжений на Фазовый детектор и таким образом дополнительно увеличить коэффициент подавления уз кополосных помех в 3-5 раз. Формула иэобрвхения 1. Устройство для подавления узкополосных помех, содержащее N соединенньис последовательно блоков режекции, вход первого и выход послед.него блоков режекции являются соответственно входом и выходом устройст ва, каждый блок режекции содеркит режекторный фиЛьтр, вход и режекторный выход которого являются соответственно входом и выходом блока режекции, последовательно соединенные первый усилитель-ограничитель, вход которого соединен с полосовым выходом режекторного фильтра, фазовый , детектор и интегратор, выход которого соединен с управляющим входом режекторно1Х фильтра, второй усилитель-ограничитель ,выход которого сое динен с другим входом фазового детек тора,все блоки режекции,кроме послед него ,содержат многовходовый- сумматор полосовой выход режекторного фильтра каждого последующего блока режекции соединен с соответствующим входом мн говходового сумматора каткдого предыдущего блока режекции, отличаю щееся тем, что, с целью уменьшения остатков узкополосных помех на выхсще устройства, в каждом блоке режекции между полосовым выходом-режекторного фильтра и входом второго усилителя-ограничителя включень последовательно управляемый аттенюатор ,вычитатель и фазовращатель на 9Q , между входами вычитателя включен блок сравнения, выход которого соединен с управляющим входом управляемого аттенюатора, во всех блоках режекции, кроме последнего, режекторный выход режекторного фильтра соединен с соответствующим входом многовходового сумматора, выход которого соединен с другим входом вычитателя, а в последнем блоке режекции режекторный выход режек торного филь-. тра соединен с другим входом вычита:теля непосредс.твенно. . 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что режекторный фильтр выполнен в виде соединенных последовательно перестраиваемого по частоте узкополосного усилителя, управляющий вход которого является управляющим входом, а выход - полосовым выходом режекторного фильтра, . и сумматора, выход которого является режекторным выходом режекторного фильтра, а точка соединения входа перестраиваемого по частоте узкополосного усилителя и другого входа , сумматора является входом режекторного фильтра. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 438126, кл. Н 04 В 1/12, 1974. 2.Авторское;.свидетельство СССР 675382, кл. Н 04 В 1/10, 1979 (прототип).