Устройство для разнесенного приема телеграфных сигналов

Устройство для разнесенного приема телеграфных сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение обеспечивает повышение помехоустойчивости в условиях воздействия сосредоточенных, помех. Устр-во содержит каналы разнесения 1, сумматор 2, блок обратной связи 3, блок прерывания программы 4, мультиплексор ввода 5, вычислительный блок 6 и и демультиплексор вывода 7. Каждый канал разнесения 1 содержит основной приемный блок 8, блок фазирования 9, регистр 10, дополниВымд iS (Л L N5 ;о N0

СОР3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И1

А1 (5ц4 Н 04 В 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ «»» i. »

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2) ) 3869989/24-09 (22) 07. 02, 85 (46) 23, 02, 87, Бюл, № 7 (71) Московский институт радиотехники, электроники и автоматики (72) А,A.Àíäðååâ, А,Т.Афанасьев, П,В,Белов, В,В,Грибин, Г,Н.Иванов и В,И,Орлов (53) 621.396,621 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1019650, кл. Н 04 В 7/02, 1982.

Авторское свидетельство СССР

¹ 478442, кл. Н 04 В 7/02, 1972, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗНЕСЕННОГО ПРИЕМА ТЕЛЕГРАФНЫХ. СИГНАЛОВ (57) Изобретение обеспечивает повышение помехоустойчивости в условиях воздействия сосредоточенных. помех.

Устр-во содержит каналы разнесения

1, сумматор 2, блок обратной связи

3, блок прерывания программы 4, мультиплексор ввода 5, вычислительный блок 6 и и демультиплексор вывода

7. Каждый канал разнесения 1 содержит основной приемный блок 8, блок фазирования 9, регистр IO дополни12921 тельный приемный блок 11, фазовращатель 12, блок определения разности сигналов 13, блок демодуляции 14 и измеритель временных искажений 15.

На первом этапе происходит компенса- . ция сосредоточенных помех в каждом канале разнесения с помощью адаптивного модуля, представляющего собой пару близко расположенных антенн и осуществляющего регулировку фаз в антеннах основного и дополнительного приемных блоков 8, ll и вычитание помеховой компоненты в блоке определения разности сигналов !3. Регулировка фаз происходит по критерию минимума временных искажений телеграфных посылок, Повьш ение помехоустойчивости приема осуществляется на втором этапе обработки, когда осуществляется когерентное сложение сигналов с далеко разнесенных адаптивных двухантенных модулей — ослабителей сосредоточенных помех, При этом чем выше отношение сигнал/помеха, тем меньше величина временных искажений, 2 ил, Изобретение относится к радиосвя- . зи и может найти применение на приемных радиоцентрах.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости в условиях 5 воздействия сосредоточенных помех, На фиг,l изображена. структорноэлектрическая схема устройства; на фиг,2 — векторные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства.

Устройство содержит каналы 1 раз- несения, сумматор 2, блок 3 обратной связи, блок 4 прерывания программы„ мультиплексор 5 ввода, вычислитель- 15 ный блок 6 и демультиплексор 7 вывода, причем каждый канал 1 разнесения содержит основной приемный блок 8, блок 9 фазирования, регистр 10, дополнительный приемный блок 11, фазовращатель 12, блок 13 определения разности сигналов, блок 14 демодуляции и измеритель 15 временных искажений, Устройство работает следующим образом. 25

На первом этапе происходит компенсация сосредоточенных помех в каждом канале разнесения с помощью адаптивного модуля, осуществляющего регулировку фаз в антеннах основного 8 и 30 дополнительного 11 приемных блоков и вычитание, помеховой компоненты в блоке 13 определения разности сигналов, Регулировка фаз происходит по критерию минимума временных искажений те- 35 леграфных посылок, которые на приемном конце радиолинии в основном определяются мощными сосредоточенными помехами, т,е ° сигналами с отличными от полезных сигналов информационной скоростью и модуляцией, При этом модуль работает как компенсатор сосредоточенной помехи.

Для эффективной компенсации помехи используют пару близко расположенных антенн (на расстоянии не более полуволны принимаемых колебаний) для обеспечения высокой корреляции напряжений помех на антеннах, Такое устройство (модуль) не обладает свойствами устроиств для разнесения приема и поэтому не мол ет обеспечить качественный прием в условиях замираний сигналов.

Повышение помехоустойчивости приема в условиях замираний обеспечивается на втором этапе обработки, не котором решующую роль играет когерентное сложение сигналов с выходов далеко разнесенных между собой адаптивных двухантенных модулей — ослабителей сосредоточенных помех. Пространственный разнос между модулями выбирают на много больше длины волны принимаемых колебаний с целью обеспечения пространственной декорреляции замираний, На фиг,2 показаны векторные диаграммы, иллюстрирующие возможность компенсации помех в адаптивном модуле, содержащем две разнесенные íа малое расстояние антенны. На первой антенне (фиг,2"I электромагнитным по1292195где а, Q < Я а= а лем наводится ЭДС UR, равная геометрической сумме напряжений сигнала

U, и помехи U, На второй антенне тем же электромагнитным полем наводится ЭДС < равная геометрической .г г сумме напряжений сигнала U и поме2 хи U ° Ввиду малого разноса. анП2 тени амплитуды как помеховой, так и сигнальной компонент на обеих антеннах практически одинаковы. Однако ввиду разных углов падения электромагнитных волн помехи и сигнала на пару антенн углы сдвига фаз наведенных ЭДС на второй антенне относительно наведенных ЭДС на первой . антенне для сигнальной и помеховой компоненты разные, т,е. Ьg $ дф и (фиг,26), Используя то обстоятельство, что амплитуды помеховых компонент на обеих антеннах одинаковые, 20 можно развернув по фазе результирующие напряжения на второй антенне UR

i 7 вычесть помеховые компоненты напряжений из результирующих напряжений

UR u U-„ (ôèT.2â), При этом помехо- 25 вые компоненты дадут остаток, практически равный нулю, а сигнальные компоненты дадут остаток U, отлич 1 ный от нуля, Отношение амплитуды остатка сигнала к остатку помехи мно- 30 гократно возрастает по сравнению с отношением амплитуды сигнальной компоненты к амплитуде помеховой компоненты на любой из пары антенн, т,е. помеха после такой операции практически подавлена, а отношение сигнал/ помеха существенно возрастет.

Очищенный от помехи сигнал одного канала 1 разнесения далее когерентно складывается с остальными очищенными 1О сигналами других каналов 1 разнесения, что дает еще более существенное повышение помехоустойчивости в условиях замираний сигналов, Поворот фазы результирующего вектора UR на требуемый угол осуществляется системой автоматического регулирования, в которой на-основании из- . мерения некоторой величины {в данном случае величины временных искажений телеграфных посылок) дискриминатор (измеритель временных искажений) вырабатывает некоторый сигнал, величина которбго пропорциональна измеренной величине. Этот сигнал поступает на блоки, назначение которых так преобразовать сигнал, чтобы он управлял фазовращателем !2 с целью уменьшения измеряемой величины, Алгоритм управления фазой напряжения на выходе одной из антенн должен учитывать особенности зависимости функции качества Я (в данном случае временных искажений) от угловых координат, а также стабильность этой зависимости от времени, Эксперименты показывают,,что зависимость величины временных иска-,. жений телеграфных посылок от угловых координат имеет многоэкстремаль- ный характер, а постоянная времени этой характеристики находится в диапазоне 150-200 мс.

В указанных условиях наиболее целесообразно применение алгоритма преобразования, принадлежащего к классу градиентных алгоритмов, описываемых рекуррентным соотношением

Х;, =Х; -Г; grad Q(X; ), где Х вЂ” вектор управляемых параметров, каждый элемент которого в общем случае содержит две координаты (амплитуду и фазу);

Х,„ — последующее значение;

Х, — предыдущее значение;

Г; — квадратная матрица.

Можно показать, что при соответствующем выборе матрицы Г; алгоритм обеспечивает оптимальное (в смысле нахождения экстремума функции качества) С! решение, В условиях многоэкстремальной функции качества и ограниченного временного интервала, отведенного под постройку, целесообразно .обеспечить не нахождение глобального экстремума, а функционирование системы с качеством не ниже некоторого порогового Q, выбираемого из конкретной помеховой обстановки.

Учитывая сказанное, можно предложить следующий рекуррентный алгоритм преобразования - приращение фазы Х выполняется согласно выражению! Х, = -a — zign(Q;), а — медленный шаг подстройки; а - быстрый шаг подстройки, В каждом канале разнесения сигналы и помехи на антеннах основно1292195

ro 8 и дополнительного 11 приемных блоков наводят ЭДС суммы сигнала и помехи, компоненты которых иэ-эа раз ных углов прихода отличаются по фазе но практически одинаковы по амплитуде ввиду малого (меньше полуволны) расстояния между антеннами, Эти ЭДС усиливаются и переносятся на промежуточную частоту основным 8 и дополнительным ll приемными блоками, Сигнал промежуточной частоты с выхода допрлнительного приемного блока 15 через фазовращатель 12 поступает на блок 13 определения раз- f5 ности сигналов, на который также поступает сигнал с выхода основного приемного блока 8 °

С выхода блока 13 определения 20 разности сигналов сигнал поступает на блок 14 демодуляции, с выхода которого демодулированный сигнал в вице телеграфных посылок поступает на измеритель 15 временных искажений 25

Величина временных искажений является параметром, по которому производится подстройка фаэовращателя 12.

Измеритель 15 временных искажений вырабатывает оценку временных иска- Э0 жений в восьмираэрядном двоичном коде, который поступает на соответствующие разрядные входы мультиплексоров 5 ввода, Одновременно с окончанием процесса оценки временных искажений измеритель 15 временных искажений вырабатывает сигнал прерывания, поступающий на соответствующий вход блока 4 прерывания программы, с выхода которого сигнал требования прерывания поступает в вычислительный блок 6, находящийся в режиме ожидания прерывания, Вычислительный блок 6 по сигналу требования прерывания вызывает соответствующую программу обслуживания прерывания, которая организует машинный цикл обращения вычислительного блока 6 к соответствующему измерителю 15 временных искажений. Принятый двоичный код обрабатывается программой обслуживания прерывания,и пересылается машинным циклом обращения вычислительного блека 6 в соответствующий адресуемый регистр 10. После пересыл- g5 ки результата вычисления в соответствующий адресуемый регистр 10 по команде возврата из прерывания вычислительный блок 6 снова переводится в режим ожидания прерывания от других каналов 1 разнесения.

Восьмиразрядный код, хранящийся в адресуемом регистре 10, является управляющим воздействием на фазовращатель 12, в соответствии с которым фазовращателем 12 устанавливается фаза сигнала, поступающая на вход блока 13 определения разности сигналов, на второй вход которой поступает сигнал от основного приемного блока 8, Разность с выхода основного приемного блока 8 поступает на вход блока 14 демодуляции, с выхода которого демодулированный сигнал в виде телеграфных посылок поступает на измеритель 15 временных искажений, который готовит результаты измерений для следующего цикла раооты по очередному прерывани|а от измерителя

15 временных искажений.

Обработка прерываний от каналов разнесения производится вычислительным блоком 6 циклически, чем осуществляется алгоритм компенсации сосрсдоточенной помехи о г удоьлетворительного состояния канала. В результате поме ха в кадом канале 1 разнесения оказы— вается ослабленной, Очищенные от помехи, сигналы поступают на входы блока 9 фазирования, Сигчалы с выходов блока 9 фаэирования поступают на сумматор 2, где когерентно складываются, Выходной сигнал, представляющий собой сумму прошедших через блоки 9 фазирования очищенных от помехи сигналов, снимается с выхода сумматора 2„ Через блок обратной связи 3 сигнал, сформированный на выходе сумматора 2, поступает на управляющие входы блоков 9 фазирования благодаря чему поддерживается синфазность складываемых сигналов. устройство для разнесенного приема телеграфных сигналов позволяет производить прием сигналов в условиях воздействия сосредоточенной помехи, Новая совокупность признаков обеспечивает ослабление влияния сосредогоченных помех при разнесенном прие— ме за счет тэго, что принимают сигналы в каждом .канале 1 разнесения, оценивают величину временных искажений телеграфных пось|лок, ко-.îðàÿ за-висит от отношения сигнал/помеха так что чем выше это отношение, тем меньше величина временных искажений„ и

1292195 по результатам оценки управляют, I например, с помощью градиентного метода фаэовращателями 12 так, что на выходах блока 13 определения разности сигналов каждого из каналов 1 5 разнесения векторы помех, принятых антеннами дополнительных приемных блоков 11, вычитаются из векторов помех, принятых антеннами основных приемных блоков 8 каналов разнесения. ®О

При этом ввиду малого разноса не более полуволны принимаемых колебаний дополнительных и основных антенн каналов 1 разнесения в каждом канале 1 разнесения помехи на антеннах мало отличаются по амплитуде, но отличаются по фазе, что дает возможность вычесть помехи в противофазе, сводя их величину практически до уровня шумов, Сигнал также может быть ослаблен, но поскольку помеха скомпенсирована до уровня шумов, результирующее отношение сигнал/помеха на выходе блока 13 определения разности сигналов выше, чем в антенне канала 1 разнесения или в дополнительной антенне, и максимальное из всех возможных, Максимальное от.ношение сигнал/помеха доставляет оценке величины временных искажений мини-.ЗО мум, что в свою очередь приводит к удержанию состояния фазовращателей, соответствующего минимуму временных искажений, согласно градиентному методу. Очищенные от помех сигналы 35 каждого канала 1 разнесения, пройдя блоки 9 фазирования, складываются когерентно на сумматоре 2. При этом отношение сигнал/помеха на выходе сумматора 2 увеличивается. 40 .формула и з о б р е т е н и я

Устройство для разнесенного приема телеграфных сигналов, содержащее каналы разнесения, сигнальный выход каждого из которых подключен к соответствующему входу сумматора, выход которого через блок обратной связи подключен к управляющему входу каждого канала разнесения, при этом каждый канал разнесения содержит основной приемный блок и блок фаэирования управляющий вход и выход которого является соответственно управляющим входом и сигнальным выходом канала разнесения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, чтб, с целью повышения помехоустойчивости в условиях воздействия сосредоточенных помех, в.него введены вычислительный блок, блок прерывания программы, мультиплексор ввода и демультиплексор вывода, а в каждый канал разнесения введены регистр и последовательно соединенные дополнительный приемный блок, фазовращатель, блок определения разности сигналов, блок демодуляции и измеритель искажений, причем второй вход и выход блока определения разности сигналов соединены соответственно с выходом основного приемного блока и сигнальным входом блока фазис

l рования, управляющие входы фазовращателя соединены с выходами регистра, входы которого являются информационными входами канала разнесения, управляющий и информационный выходы измерителя временных искажений каждого канала разнесения подключены к входам соответственно блока прерывания программы и мультиплексора ввода, выходы которых подключены к соответствующим входам вычислительного блока, выходы которого подклюЧены к входам демультиплексора вывода, выходы которого подключены к информационным входам каждого кана- . ла разнесения.

1292195

Vnt 40пг

-- г

Осе

Э и

Составитель О,Андрушко.

Техред Л.Сердюкова.

Корректор М.Пожо

Редактор Н.Гунько

Тираж á39 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д,4/5

Заказ 2Ь8/59

Производственно"полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул,Проектная, 4