Устройство компенсации помех

Устройство компенсации помех

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - увеличение отношения мощности частотно-модулированного (ЧМ) полезного сигнала к мощности ЧМ-помехи на выходе устройства при наличии полезного сигнала на обоих входах устройства. Устройство компенсации помех содержит ограничители 1 и 4, частотный демодулятор 2, вычитатель 3, фазовращатель 5, смесители 6 и 7, синхронные детекторы 8 и 9, эл-ты дифференцирования 10 и 11, выбеливающие фильтры 12, 13 и 14, перемножители 15, 16, 19 и 20, узкополосные усилители 17 и 18, сумматор 21 и опорный г-р 22. Цель достигается за счет практически полной компенсации основного компонента искажений путем выбора достаточно большого коэф. усиления усилителей 17 и 18. 1 ил.

СООЗ СОВЕТСКИХ

COLIHAËÈÑTÈ×EÑHÈХ

РЕСПУБЛИК

151) 4 Н 04 В 1/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4260202/24-09 (22) 19.06.87 (46) 30. 11.89, Бюл. t" 44 (72) М.Л.Быковский (53) 621.391.82 (088.8) (56) Радиотехника, 1984, 1 12 с.10, рис.2. (54) УСТРО1 .СТВО КОМПЕНСА11ИИ ПОМЕХ (57) Изобретение относится к радиотехнике. 11ель изобретения — увеличение отношения моцности частотномодулированного (Р1) полезного сигнала к моцности П!-помехи на выходе устр-ва при наличии полезного сигна„„SU„„1525920 д 1 ла на обоих входах устр-ва. Устр-во компенсации помех содержит ограничители 1 и 4, частотный демодулятор 2, вычитатель 3, фаэоврацатель 5, смесители 6 и 7, синхронные детекторы

8 н 9, эл-ты дифференцирования 10 и

11, выбеливаюг ие фильтры 12, t3 н

14, перемножители 15, 16, 19 и 20, узкополосные усилители 17 и 18, сумматор 21 и опорный г-р 22. Пель достигается за счет практически полной компенсации основного компонента искажений путем выбора достаточно большого коэф. усиления усипителей 17 и

18. 1 ил.

1525920 (21

4 (3) i äe Д а=а (г.)-а, (t) ДЯ =Яг-Ч. ° налов;

Изобретение огносигс я ., радиотехнике и может быть использовано в радиорелейных системах связи с частотной модуляцией (ЧИ), когда прием информации осуществляется по двум назаписимым каналам, в каждом из которых, помимо полезного сигнала действует переходная радиопомеха от другого канала.

Цель изобретения — увеличение отношения могутности частотно-модулированного полезного сигнала к мощности частотно-модулированной помехи на выходе устройства при наличии полезного сигнала на обоих входах устройства.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройс гва компенсации помех.

Устройство компенсации помех содержит первый ограничитель I, частотный демодулятор 2„ вычитатель 3, второй ограничитепь 4, фазовращатель

5, первый 6 и второй 7 смесители, первый 8 и второй 9 синхронные де-текторы, первый 10 и вгорой 11 элементы дифференцирования„ первый 12, второй 13 и третий 14 выбеливающие фильтры, третий 15 и четвертый 16 перемножители, первый 17 и второй

18 узкополосные усилители, первый

19 и второй 20 перемножителие сумматор 21, опорный генератор 22.

Устройство компенсации помех ботает следуюши.1 образом.

Сигналы, действ .авшие на первом и втором входах естройства мо ут быть записаны в виде

И< (Е)=Ре t(e, (t)+x, pelt)J exp(jtd,tjie

Re ., (t) exp(jr „ci;.

1(f e

We(t)=pe Ь, tt)е еК Б,(Е)е <)exp(iM (t))

=Re (г) ехр()41,t), (1) В (I) S (t) =ехр () à, (t)), где а (t) — закон изменения фазы

i-го сигнала (i=1,2), обусловленный полезным сигналом, содержащимся в i-м ЧМ сигнале; центральная частота спектра принимаемых П1 сиготношение амплитуд полезного и мешающего сигналов на i-м входе устройства;

j;g — фаза i-го сигнала на втором входе устройства.

Знаки Re(X) и Im (Х) означают соответственно действительную и мнимую части комплексного числа Х. Если обозначить е,(е) А,(е)е, (j p;(t)g, где(11.(t)=Im (1пч, (t)), т.е. представить напряжения V, (t) в виде колебаний, модулированных по амплитуде и фазе, то, учитывая, что ограничители 1 и 4 устраняют ампли" тудную модуляцию, напряжение на их выходах можно записать следующим образом:

1 .1, (t)=Re ехр()(4),t +

+(;1, (t)) = Re v, (t); (t) =Re ехр (j (Q,t +

+((г1) = Re v (t) .

Иэ (1) следует, что

)Р у (t ) =-I ml п се, (t ) -- Im1 n e 11+

+1а, е )р а,(t)+k< sin h а +

kt

+ — — sin 2Да

$ (t) xeIm1ne " 1 (1+k,,å 1 а (г)+С -k sin(ha+ Д1 )+ г

+ — — sin 2 (Да+ДЦ)

Приближенные равенства в (3) справедливы при условии, что k (<1 и kz ((1, которое на практике обычно выполняется. Сигнал, действующий на выходе демодулятора 2, в качестве которого может использоваться как обычный частотный дискриминатор, так и любой следящий демодулятор, может быть записан в виде: 1 5

U- = а + k ----- + чА < С1

5 1

+ Es, (4) 525920

k,,аЕ,"

2 dt

da ,где а =- — — °

1I

С. (t)=sin 2da.

Я, (t)=sin 6 а;

+() sin(1),+sin(ha+

+EP )coscIz7k, sis аа.

0 гметим, что (6) 10

k< (t)=k,sin о а, 20

Я =- — -=k F- +(k /2)с:

ЙЕ5 — 2

5 Йс 1 5 (э представляет собой продукт искажений на выходе демодулятора 2, который существенно ухудшает отношение сигнал/помеха на его выходе. Наибольший вклад в эти искажения дает составляющая

k sin(1 II w" =k, cos(а то в результате получим

I I II

PÄ(c)=w v sw s " k,L-ера(4а

Производная этого напря)кения является копией продукта искажений к1 с.5((.) на выходе частотного демодулятора 2.

15 Регулировка коэффициентов w n w в предложенном устройстве осуществляется автоматически следующим образом.

На выходе вычитателя 3 действует напря)кение которая может быть скомпенсирована если используя напряжения W, (t) и

W (t), действующие на выходах первого 1 и второго 4 ограничителей, сформировать) ее копию, которую и следует подать с соответствующими весовыми коэффициентами в основной канал приема.

Копия формируется на выходе сумматора 21 сложением квадратурных составляющих сигнала с весами, вносимыми в перемножителях 19 и 20. формирование копии происходит следующим образом. Сигнал с выхода ограничителя 4 смешивается с сигналом опорного генератора 22 в смесителе б, смешивается с выходным сигналом ограничителя 1 в смесителе 7 и поступает на синхронные детекторы

8 и 9. На синхронный детектор 8 подается опорное напряжение генератора 22 непосредственно, а на синхронный детектор 9 со сдвигом на 90 в фаэовращателе 5.

В синхронных детекторах 8 и 9 формируются напряжения ч (t) и ч (t), которые с учетом формулы (2) могут быть записаны таким образом:

I, II л+

v v (t)+jv (t) ч, чк соэ(6а+Ц )+) sin(d a+®. (S)

4. где v (t) — сигнал комплексно-сопряженный сигналу v(t), а приближенное равенство учитывает, что k,, и k c(1. Если напряжения ч (г) и ч (с) сложить с весами

v и v", выбрав их равными v о

I а, (t)=a, +(k Я (t)

)+(1с, /2) E (t) . (7)

25 Первое слагаемое в (7) является помехой для работы тех блоков устройства, которые на основе обработки сигнала, заключенного в скобки, формируют оценки коэффициентов w u

30 w . Спектр а, сосредоточен в низкочастотной области, а спектр сосI II тавляющих Я ч и v при больших ин5 дексах ЧИ занимает значительно более широкую полосу частот. Режектируя

З5 частотные составляющие, мешающие оценке коэффициентов w u w, можно значительно повысить точность их определения. Пусть k((. ) — переходная характеристика фильтров 12-14. ОбозI

40 начим Я (t)=cos Д а. Тогда можно записать ч (t)=cosLp f (t) sin(f P (t); ч (t)=sing : (t)+cos(1, F. (t), и, следовательно, а, (t)=a +(k<+w э1п9— к

1 (50 — ът cos Cj)<) Q+(t) — (w cos(-pz +

+ w sin(g ) Я (t)+(k /2) f" (t) . I

Если обозначить с. =11 ® sin d a; ) у Е, =h 0» cos аа; a, = hО» a(, гле

x h Э а f h()х (c-Р) 4 — реауре — . тат фильтрации процесса х (t) (1)ильтром с переходной характеристикой

h(t) то сигналы, действующие н,э

1525920 первых входах перемножителей 15 и

16, могут быть записаны соответственно: сов у, 5 (t)-sing,E (t); (8)

z =cosEf Я (t)+sinlf Я (t) .

Эти напряжения.перемножаются с напряжением z — а, h ® а,, пос- тупающим с выхода общего фильтра 14.

В результате на выходе перемножителя

15 и 16 образуются напряжения

I I г =z z = (k +w sinLf

-w cosLP ) (э 1 $1п -(w costf

z I

+ w sinLf ) (g ) cosCfz+z, (9)

I I

2 =г го =(1с +w 5111 1

-w coslf ) (E ) cosg -(w cosg +

П 2 I

+w $1п() (Я ) s>ngz+z g э

I I где z и г — широкополосные сос1 2 тавляющие напряжения на выходе перемножителей 15 и 16.

На выходах узкополосных усилителей

17 и 18 выделяются постоянные составляющие поступающих на их входы напряжений, а переменные составляющие подавляются. Если обозначить ч — сред20 ние значения величин (E.+ ) и (Я ) (ч — (Е ) -(Е) ),К коэффициент усиления узкополосных усилителей 17 и 18 и К =К-ч — эффективный коэффициент усиления в цепи отрицательной обработки связи охватывающей вычитатель 3, то из выражения (9) можно записать

I — (1

w =z =-К v (k, sin(f +W ); (1О), w =г =K v Цс, coslf +W ) °

Из формулы (10) следует

w =-(------) k s in+, (K>

1+К, =(— — — )k, соstf . и К

1+К, Подставив (11) и (8), получим следующее выражение для напряжения, действующего на выходе устройства: а =а +(— — ) Я. (t)+ о kg

1+К, k

+(— - ) p (t) 2 s (12) Из формулы (12) следует, что, выбрав достаточно большой коэффициент усиления К (так чтобы К = р Э ф

10 =Ks÷ và 1) можно добиться практически полной компенсации основного компонента искажений на выходе устройства. Таким образом, на выходе устройства будет действовать напря15 жение

z о k

Ц а =а + (— - -) Я (t)

2 э (13) 20 Формула изобретения

Устройство компенсации помех, содержащее вычитатель, выход которого является выходом устройства, первый ограничитель, сумматор, выход которого соединен с первым входом вычитателя, соединенные последовательно опорный генератор и первый смеситель, второй смеситель, первый и

30 второй синхронные детекторы, фазовращатель, выход которого соединен с входом опорного сигнала второго синхронного детектора, первый и второй узкополосные усилители, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения отношения мощности час" тотно-модулированного полезного сигнала к мощности частотно-модулированной помехи на выходе устройства

40 при наличии полезного сигнала на обоих входах устройства, н него введены второй ограничитель, выход которого соединен с другим входом первого смесителя, частотный демодуля45 тор, вход котоРого соединен с первым входом второго смесителя и выходом перного ограничителя, а ныход соединен с вторым входом нычитателя, перный перемножитель, первый вход которого соединен с выходом первого синхронного детектора, второй вход— с выходом первого узкополосного усилителя, а выход — с первым входом сумматора, второй перемножитель, первый вход которого соединен с выходом второго синхронного детектора, второй вход — с выходом второго узкополосного усилителя, а вь ход — с вторым входом сумматора, соединенные

Составитель Н.Мельников

Техред М.Ходанич Корректор O.Кравц ва

Редактор T.Ëàýîðåíêo

Заказ 7246/56

Тирах 626 Подписное E

BHHHIIH Государственного комитета по изобретеНиям и открытиям прп ГЕНТ 0(. (1

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

Производственно-издательский комбинат Патент", г.ужгород, ул. Гагарин,1.1 I

15259 последовательно первый элемент дифферепцирования, вход которого соединен с выходом первого синхронного детектора, первый выбеливавщий фильтр и третий перемнокитель, выход кото5 рого соединен с входом первого узкополосного усилителя, соединенные последовательно второй элемент дифференцирования, вход которого соединен с выходом второго синхронного детектора, второй выбеливающий фильтр и четвертый перемноаитель, выход которого соединен с входом второго узкополосного усилителя, третий выбеливающий

l0 фильтр,, вход которог о соелиаен с выходом устройства, а выход — с другими входаии третьего и четвертого перемножителей, иыход второго смесителя, второй ахоП которого соединен с выходом первого смесителя, соединен с сигнальными входами первого и второго синхронных детекторов, выход опорного генератора соединен с входом фаэовращателя и входом опорного сиг" нала первого синхронного детектора, входы первого и второго ограничителей являются соответственно первым и вторым входами устройства.