Устройство обнаружения сигнала на фоне помехи

Устройство обнаружения сигнала на фоне помехи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение достоверности обнаружения сигнала при воздействии широкополосных помех. Устройство содержит три перемножителя 1,3,4, два полосовых фильтра 2,5, элемент задержки 6, фильтр 7 нижних частот, гетеродин 8. В устройство введены перемножители 9 и 14, полосовые фильтры 10 и 15, два фазовращателя на φ/2 11 и 12, источник сигнала 13 несущей частоты помехи. При сложном спектре ЧМ-помехи достаточно знать центральную частоту спектра помехи, чтобы нейтрализовать влияние помехи на процесс обнаружения полезного сигнала. Следует заметить, что и АМ-помеха не влияет на процесс обнаружения полезного сигнала, т.к. в этом случае на один вход перемножителя 3 поступают все спектральные составляющие помехи, а на другом входе сигнал от помехи полностью отсутствует. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!) 4 Н 04 1/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР! (21) 4119262/24-09 (22) 17.09.86 (46) 07.09.89. Бюл. и 33 (72) М.С. Мартынин и П.А. Токарчук (53) 621.396.669(088 ° 8) (56) Патент Японии Ф 46-10606, кл . Н 04 В, опублик. 1971. (54) УСТРОЙСТВО ОБНАРУЖЕНИЯ СИГНАЛА

НА ФОНЕ ПОМЕХИ (57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения — повышение достоверности обнаружения сигнала при воздействии широкополосных помех. Устройство содержит три перемножителя 1,3,4, два полосовых фильтра 2,5, элемент задержки 6, фильтр

„„SU„„1506556 A 1

7 нижних частот, гетеродин 8. В устройство введены перемножители 9 и

14, полосовые фильтры 10 и 15, два фазовращателя на /2 11 и 12, источник сигнала 13 несущей частоты помехи. При сложном спектре ЧМ-помехи достаточно знать центральную частоту спектра помехи, чтобы нейтрализовать влияние помехи на процесс обнаружения полезного сигнала. Следует заме" тить, что и АМ-помеха не влияет на процесс обнаружения полезного сигнала, т.к. в этом случае на один вход перемножителя 3 поступают все спектральные составляющие помехи, а на другом входе сигнал от помехи полностью отсутствует. 1 ил .

150

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в приемных устройствах для обнаружения слабого сигнала на фоне аддитивной широкополосной модулирОванной по мехи.

Цель изобретения — повышение достоверности обнаружения сигнала при воздействии широкополосных помех.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства обнаружения сигнала на фоне помехи.

Устройство обнаружения сигнала на фоне помехи содержит первый перемножитель 1, первый полосовой фильтр 2, второй перемножитель 3, третий перемножитель 4, второй полосовой фильтр

5, элемент 6 задержки, фильтр 7 нижних частот, гетеродин 8, четвертый перемножитель 9, третий полосовой фильтр 10, первый и второй фазовращатели на и /2 11 и 12, источник

13 сигнала несущей частоты помехи, пятый перемножитель 14 и четвертый полосовой фильтр 15.

Устройство обнаружения сигнала на фоне помехи работает следующим об1раэом. !

Смесь сигнала и широкополосной помехи с перекрывающимися спектрами поступает на первые входы перемножителей 1 и 4. Выходной сигнал четвертого перемножителя 9, являющийся результатом перемножения выходного сигнала источника 13 сигнала Q, и выходного сигнала гетеродина 8 с частотой 6, поступает через третий полосовой фильтр 10. на второй вход первого перемножителя 1. Одновременно сигналы с выхода источника

13 сигнала и гетеродина 8 поступают через фазовращатели на 1 /2 11 и 12 на входы пятого перемножнтеля 14, выходной сигнал которого через четвертый полосовой фильтр 15 поступает на второй вход третьего перемножителя 4. Вследствие этого спектральная составляющая сигнала, поступающего на второй вход третьего перемножителя 4, с частотой (43 + hQ) сдвинута по отношению к той же составляющей

"игнала, поступающего на второй вход первого перемножителя 1, на угол

180 . Сигналы с выходов перемножите о лей 1 и 4 поступают на входы полосовых фильтров 2 и 5, которые выделяют сигналы раэностной частоты. С выхода первого полосового фильтра 2 сиг6556 4 нал поступает на первый вход второго перемножителя 3, с выхода второго полосового фильтра 5 сигнал через элемент 6 задержки поступает на второй вход второго перемножителя 3. Второй перемножитель 3 и фильтр 7 нижних частот представляют собой коррелятор

16, на выходе которого формируется постоянное напряжение, служащее признаком наличия полезного сигнала в аддитивной смеси сигнала и помехи с перекрывающимися спектрами.

Таким образом, пусть на вход уст- ройства поступает аддитивная смесь полезного сигнала и частотно-модулированной помехи с перекрывающимися спектрами

20 е„() с(где U< (t) — полезный сигнал

U„(t) = U cos(Q t + m sinQt)

ЧМ помеха.

25 Предполагается, что центральная частота помехи Ю известна или выделена в пункте приема другим известным устройством, например, узкополосным фильтром.

Сигнал на выходе четвертого перемножителя 9 имеет вид

U(t) = U cos(Q -Ьу)t+U cos (Я +

+кс ) t, где. Ьу — частота гетеродина 8

35 (С, с У, ;1,)

Поскольку перемножители 1 и 4 являются линейными устройствами по отношению к входному сигналу, т0 можно рассматривать прохождение через перемножители 1 и 4 полезного сигнала и помехи отдельно.

Представляя частотно-модулированное колебание в виде ряда Фурье с помошью функций Бесселя,1-го рода

45 U„(t)=U I Iî(n)созЯ,t +

+ I, (n} cos Qj),+ß) t"I, (n) cos(Q;

-Я} t+I<(n) соз(до+20) t+I<(n) сов(Я,20) t+ 1

50 получим выражение для сигнала поме,хи на выходе первого полосового фильтра 2

Б„„„(t) UU, I, (n) cos5ut + (5 +Uo(UI<(n}соз(ьИ+2Ч2) t + UI<(n)сов(аЯ

-2a}t+...3 .

Из полученного выражения видно, что нечетные боковые составляющие спектра отсутствуют.

506556

5 1

Преобразованный сигнал помехи на выходе второго полосового фильтра 5 с учетом сдвига фаэ Г() = 180 между составл". ùèìè сигнала U(t), достигну того эа счет фазовращателей 11 и 12 и пятого перемножителя 14, имеет вид а

U„<»„(t) Ц,(I< (и) Ucos(bg+g) t-I, (n) Ucos(hu-à t+...j . т.е. в этом случае отсутствуют четные боковые составляющие спектра.

Из полученных выражений следует, что независимо от времени задержки и частоты модуляции Q на выходе фильтра нижних частот 7 отсутствует постоянное напряжение от сигнала помехи, так как на разные входы второго перемножителя 3 поступают преобразованные различные составляющие помехи. Таким образом, при сложном спектре ЧИ-помехи достаточно знать центральную частоту спектра помехи, чтобы нейтрализовать влияние помехи на процесс обнаружения полезного сигнала, следует заметить, что и

AM-помеха не влияет на процесс обнаружения полезного сигнала, так как в этом случае на один вход второго перемножителя 3 поступают все спектральные составляющие помехи, а на другом входе сигнал от помехи полностью отсутствует и в результате на выходе фильтра 7 нижних частот отсутствует постоянное напряжение от сигнала помехи.

Полезный сигнал преобразуется следующим образом.

Пусть полезный сигнал описывается выражением (t) = U cosset.

Преобразованный сигнал на выходе второго полосового фильтра 2 без учета спектральных составляющих с суммарными частотами, которые отфильтровываются им, имеет вид

U c 8 Ь))((t ) = U c C O S Q c t (Б С О Я ((д о

-ЬИ) t+Ucos(У,+hC3) t)= U U/2cos (hЯ—

-,((до -Ц,)) t+U cU/2ñost ó+(Ìî ®cQ t

На выходе второго полосового фильтра 5 преобразованный полезный; сигнал имеет вид

Uc ОЬ!" о С =U С0$Ц,t)UCOS(Qb6Q) t+Utot((2 аьа3) t+180))=URDU/2tîâEtû-(Q()-4),)) t+U U/2%tÜû+(и,-Q )) t +

+180

На выходе элемента 6 задержки получим

Uc ()q()((t) Uc П/2cos(((О о

-Q„)It ьу (-((а(,-И,) с з)1 -Пс П/2cos)jbu+

+(Q.-и,)) t-аы".1 + (и.-а,),11, ! где (, — время задержки.

На выходе фильтра 7 нижних частот формируется напряжение

2 Г

10 Uebix =(Uc U/2) (СОВ(Ьу +(И,-6 )) (. e соя(ая -(я. ы, )j 1

При (И Ис) (> и Ья (з отличных от нуля, на выходе фильтра 7 нижних частот вырабатывается постоянное напряжение, свидетельствующее о наличии полезного сигнала.

При выполнении условий и а

О3

20 2 (и,-u,) hu =(2n-1) (И,-Ц ), где п = 1,2,3, напряжение Ugb(„достигает своего мак- симума

Пь((" иткс

Из приведенного анализа видно, что устройство выделяет не только простой гармонический сигнал, но также сигналы с симметричным спектром относительно центральной частоты (например, амплитудно-модулированные а

j к -манипулированные) . ЧМ-сигналы

35 могут быть обнаружены при малых индексах модуляции. В этом случае эффективность работы устройства несколько ниже, так как U вы)( не достигает своего максимума за счет того, что полная корреляция будет только. на центральной частоте.

Формула изобретения

4 Устройство обнаружения сигнала на фоне помехи, содержащее последовательно соединенные первый перемножитель,о первый вход которого является входом устройства, первый полосовой фильтр, щ второй перемножитель и фильтр нижних частот, последовательно соединенные третий перемножитель, второй полосовой фильтр и элемент задержки, включенные между входом устройства и втоpblM ВхОдОм BToporo перемнОжителя а также гетеродин, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения достоверности обнаружения при воздействии широкополосных помех, в него

1 506556

Составитель Л.Закс

Редактор С.Патрушева Техред М.Ходанич Корректор И.Муска

Заказ 5448/56 Тираж 626 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина, 101 введены последовательно соединенные и включенные между гетеродином и вторым входом первого перемножителя четвертый перемножитель и третий по5 лосовой фильтр, последовательно соединенные и включенные между гетеродином и вторым входом третьего перемножителя первый фаэовращатель на

/2, пятый перемножитель и четвертый полосовой фильтр, а также последовательно соединенные источник сигнала несущей частоты помехи и второй фазовращатель на /2, выход которого подключен к второму входу пятого перемножителя, при этом выход источника сигнала несущей частоты помехи подключен к второму входу четвертого перемножителя, а выход фильтра нижних частот является выходом устройства.