Устройство компенсации помех

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: системы спутниковой связи с разделением сигналов по поляризации . Устройство содержит один вычитатель 1, один приемник 2, два амплитудных детектора 3, 11, один квадратурный модулятор 4, один генератор 5 поисковых колебаний, два перемножителя 6.1, 6.2, два фильтра 7.1, 7.2 нижних частот, два усилителя 8.1, 8.2, два сумматора 9.1, 9.2 и один фильтр 10 верхних частот. 1-2-3-10-11-6.1-7.1-8.1-9.1-4.1, 11- 6.2-7.2-8.2-9.2-4, 5-6.2, 9.2, 5-6.1, 9.1. Цель изобретения - увеличение отношения мощности частотно-модулированного полезного сигнала к остатку мощности частотно-модулированной помехи на выходе устройства при наличии переходных помех на входах устройства. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 04 B 1/12

ГОсудАРственный кОмитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4769926/09 (22) 15.12,89 (46) 15.05,92. Бюл. М 18 (71) Государственный научно-исследовательский институт радио (72) М.А.Быховский и К,В.Захаров (53) 621.396.669(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1319289, кл. Н 04 В 1/12, 1986, Патент CLUA М 4320535, кл. Н 04 В 1/10, 1982. (54) УСТРОЙСТВО КОМПЕНСАЦИИ ПОМЕХ (57) Использование: системы спутниковой связи с разделением сигналов по поляриза. Ж,„, 1734216 А1 ции. Устройство содержит один вычитатель

1, один приемник 2, два амплитудных детектора 3, 11, один квадратурный модулятор 4, один генератор 5 поисковых колебаний, два перемножителя 6.1, 6.2, два фильтра 7.1, 7.2 нижних частот, два усилителя 8,1, 8;2, два сумматора 9.1, 9.2 и один фильтр 10 верхних частот. 1-2-3-10-11-6.1-7.1-8.1-9,1-4.1, 116.2-7.2-8,2-9.2-4, 5-6.2, 9.2, 5-6.1, 9.1. Цель изобретения — увеличение отношения мощности частотно-модулированного полезного сигнала к остатку мощности частотно-модулированной помехи на выходе устройства при наличии переходных помех на входах устройства. 1 ил.

1734216

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для борьбы с помехами в радиорелейных и спутниковых системах связи с угловой модуляцией в сложных условиях, когда прием информации ведется по двум независимым каналам приема, в каждом из которых, помимо полезного сигнала, действует переходная помеха от другого канала.

Известно устройство для компенсации помех, в котором имеется два канала приема. Это устройство предназначено для подавления помех, когда в основном канале приема действует сумма полезного и мешающего сигнала, а eäîïoëíèòåëüíîì — мешающий сигнал и часть полезного. В каждом из каналов приема используются отдельные антенна и приемное устройство, к выходам которых и подключаются входы основного и дополнительного каналов компенсатора помех (КП), В основном канале приема имеется вычитатель, выход которого является выходом устройства, а в дополнительном— фазорасщепитель и регулируемые аггенюаторы. Сигналы управления для этих атгенюаторов вырабатываются в двухканальном блоке управления (БУ) корреляционного типа.

Однако для обеспечения работы компенсатора помех с БУ корреляционного типа обязательно применение в основном и дополнительном каналах приема двух отдельных приемных устройств, которые обеспечивают преобразование частоты принимаемых сигналов и их последующее усиление до уровня, необходимого для работы БУ, Наиболее близким к предлагаемому является компенсатор помех.

Данный КП не требует использования двух приемных устройств. в основном и дополнительном каналах приема.

Однако указанный КП не обеспечивает эффективного подавления помех в том случае, когда на входе дополнительного канала действуют как мешающий, так и полезный сигналы, Цель изобретения — увеличение отношения мощности полезного сигнала к остатку мощности помехи на выходе устройства при наличии переходных помех на входах устройства, С этой целью в компенсатор помех, содержа щий соединен н ые последовательно вычитатель, первый вход которого является входом смеси полезного сигнала и помехи, приемник, выход которого является выходом устройства, и первый амплитудный детектор, а также квадратурный модулятор, сигнальный вход которого является входом сигнала помехи, а каждый из двух выходов

50 соединен с соответствующим вторым входом вычитателя, генератор поисковых колебаний, две цепи, каждая из которых образована последовательным соединением перемножителя, фильтра нижних частот, усилителя и сумматора, выход которого соединен с соответствующим модулирующим входом квадратурного модулятора, другой вход сумматора и вход перемножителя каждой цепи соединены с соответствующим выходом генератора поисковых колебаний, введены соединенные последовательно фильтр верхних частот, вход которого соединен с выходом первого амплитудного детектора, и второй амплитудный детектор, выход которого соединен с другими входами перемножителей.

На чертеже изображена блок-схема предложенного устройства.

Устройство содержит вычитатель1, основной вход которого является первым входом устройства (Bx,1), а выход подключен к входу приемника 2, выход которого является выходом устройства и подключен к первому амплитудному детектору 3, а также квадратурный модулятор 4, вход которого является вторым входом устройства (Вх.2), а каждый из двух выходов соединен с соответствующим вторым входом вычитателя, генератор 5 поисковых колебаний, две цепи, каждая из которых образована последовательным соединением перемножителя 6.1, 6,2, фильтра 7.1, 7.2 нижних частот, усилителя 8.1, 8.2 и сумматора 9.1, 9.2, выход которого соединен с соответствующим модулирующим входом квадратурного модулятора, другой вход сумматора и вход перемножителя каждой цепи соединены с соответствующим выходом генератора поисковых колебаний, а также соединенные последовательно фильтр 10 верхних частот, вход которого соединен с выходом первого амплитудного детектора, и второй амплитудный детектор 11, выход которого соединен с другими входами перемножителей.

Предлагаемый компенсатор работает следующим образом, Будем считать, что на входах Вх,1 и Вх,2 этого устройства действуют два гармоничных колебания с разными частотами; â"t+ К„А2е (0 2 +у 1))

Wz(t) = Ве (А2е + К2А1е (©" + ")), (1) где Al и c9 — амплитуда и частота основного сигнала, поступающего íà i-й вход КП;

К и p — параметры, характеризующие уровень и фазу переходной помехи в i-м канале приема, 1734216

Предполагается, что К)«1, т.е, уровень переходной помехи существенно ниже уровня полезного сигнала, Обозначая коэффициенты передачи квадратурного модулятора 4 через Vi, найдем, что на дополнительных 5 входах вычитателя 1 компенсационный сигнал имеет вид

»., Wk(t) = ЧЮг(т) + Ч2Яг(т) = Re((V> +

-:-)Нг)(Аге l t + КгАге)((е (г))), (2) 10

ГАЕ ttt/t(t) = )е(АгЕ 1Е» + КгА1Е (" г»)) Re(x) и 1())(х) — соответствен но действительная и мнимая часть комплексного числа х).

Отметим, что Wz(t) представляет собой радиосигнал, сдвинутый на 90 по отношению к сигналу Wz(t), действующему на втором входе компенсатора.

Из выражений (1) и (2) следует, что на выходе вычитателя 1 (фиг, 1) действует напряжение

Из выражения (3) видно, что на выходе КП действует полезный сигнал с час- 30 татой и) и помеха с частотой жг, амплитуда которой будет незначительной, если К1е " = (Ч) + JV2); Сигнал W*(t) поступает на первый квадратичный амплитудный детектор 3(АД1), на выходе которого формируется напряжение A(t), равное

A(t) = Кдд1!А((1 - (Ч) + )Чг)Кге! г) +

+Аг(К1е )у " - (Ч1+ jVz)) e ) " = Кдд1 ° (А12 40

11 - (V1+ jV2) Кг е " 2 + Аг (К)е ()) - (V< +

+jVz)) + 2 ° А1Аг Re(1 - (V< + jVz)Kze )А

«К1еi " V1+ Чг е, 4 ((j )) )() где Кдд1 — коэффициент передачи АД1.

В соответствии с фи(, 1 коэффициенты передачи модулятора Vl могут быть представлены в виде

V; (t) = Ч)у(т) + V)Ä(t), (5) где V)y(t) = Кдт Z)y(t) — медленно изменяющаяся часть коэффициента передачи модулятора, пропорциональная низкочастотному управляющему напряжению Z)y(t), действующему на выходе фильтра 7.1 и 7.2 низкой частоты;

W1*(t)=W1(t) - W)((t) = Re((1 - (V1+ )Чг)Кге ргх гА1е " + (К1е )т " — (V> + ) Чг))А2 е )(3) V).(с) = Кдт Zi (т) — часть коэффициента передачи, обусловленная поисковым напряжением, поступающим от генератора поисковых колебаний.

С учетом выражений (5) и (4) запишем напряжение, действующее на выходе амплитудного детектора 3:

A(t) = Кдд1 ° A1 !1- (V1y + jV2y)K2e рг"

-(V1n+)Чгп)Кге + Кдд1Аг К1 е — (V>у+ ) Чгу) — (V1n + j Чг() + 2 Кдд А1 А Re (1 - (V1

+ )Чг)Кге. ) (К1е i<" - (V + jVz)) е . (6)

Последний член суммы является широкополосным колебанием из-за того, что мгновенная разность частот Жо между полезным сигналом и мешающим сигналом вследствие их угловой модуляции может принимать большие значения, С помощью фильтра 10 верхних частот из этого напряжения выделяется широкополосное колебание

An(t) = 2Кдд A1AzRe(1 - (V1+ jV2)Kze т 2)

«(К1е (" — (Ч1+ jVz)) е . (7)

Учитывая, что (Ч1) и (Чг)«К(«1, упростим выражение An(t) = 2Кдд1 A1A2(K1cos(ЖМ +

+()() ) — Ч созЖоС + Vzsinhtut,). (8)

Напряжение An(t) поступает на вход второго амплитудного детектора 11.

Считая, что амплитудный детектор обладает квадратичной амплитудной характеристикой, для напряжения А,(t), действующего г на выходе, получим следующее выражение:

A1(t) = U1(K1 + V1y + V2y + V1n + V2n 122 2 2 2 2

-V1y(K1cosP1 ) — V2y(K1s inP1 ) + V1n(V1y

-KIc0sp) ) + Чг()(Чгу К1$)пф1 )). (9) где 01 = 4Кдд2 (Кдд1 А1 А2) .

Будем считать, что генератор 5 поисковых колебаний формирует на своих выходах напряжения:

2()1 (t) = B sin Qt

Z()z (t) = Bcos Qt, при.этом V» +Vz() =Кдт В, а напряжения

A)(t), Z1n(t) и Его(т) перемножаются в перемножителях 6.1 и 6.2 и результат перемножения фильтруется фильтрами 7.1 и 7.2 низкой частоты.

Учитывая соотношение

Ч)п(т) Zjn(t)=0 при ipj

Н;,(г) 2 е|г = KAT В /2

1734216

КэК1 cosp1, 1 + Кэ (н) КэК1 sinp1

1+ Кэ (черта сверху означает усреднение в ФНЧ

7.1 и 7.2 напряжений, действующих на выходах перемножителей 6.1 и 6.2, запишем выражения, определяющие напряжения V1 и V2, действующие на выходах фильтров 7,1 и 7,2 низкой частоты в КП:

V1 = KAT Êñä01(В /2)(V1y - К1соз p1 ) V2 = КАт КсД01(В /2)(V2y - K1sin P1 ).

Сигналы поступают на вход инвертирующих усилителей 8.1 и 8,2 с коэффициентом усиления К, на выходе которых формируются управляющие сигналы;

21у = КН1 = ККдт Ксд 01(В /2)(К1 cos cp12

Н1 У) Z2y = КН2 = KKAT КсД 01(В /2)(K1 sin p1- Н,„). (10) Умножив обе части формулы (10) на Кдт и учтя, что VI) = Кдт Zl>, определим значения V1y и Нгу, т.е, где Кэ = 2К(КАтВ) Ксд Кддг КАД1 А1А2) г 2 эквивалентный коэффициент усиления в цепи обратной связи БУ описываемого КП, Подставляя (11) в (3), получим выражение, определяющее напряжение, действующее на выходе КП

W1*(t)=Re((1 - (V1+ jV2)K2e 2) А1е "+

+(Ю ) g(NZt+P)) (К В)А >С 21)

1+ Кэ

>вп + К1А2 i(o 1 + p1)

= е А1е +1+К,е

- (КдтВ)А2 е i ). (12)

Из соотношения (12) видно, что в описываемом КП мешающий сигнал, действующий на втором входе КП, не оказывает влияния на эффективность подавления помехи в первом канале приема. Однако помеха, обусловленная введением поискового сигнала в

БУ, действует на выходе данного КП, Поэтому для описываемого КП справедливо условие

55 (КдтВ) < 1/ а1/Р, где а =— да

А1

P =(Кэ/К1 а), которое должно быть наложено на уровень поискового сигнала, чтобы он не ухудшал отношения сигнал/помеха на выходе КП.

Таким образом, в предложенном устройстве достигается по сравнению с известными большее отношение сигнал/помеха на выходе КП при наличии на дополнительном входе, кроме сигнала помехи, полезного сигнала. Предложенное устройство существенно проще известного, так как в нем применяется лишь одно приемное устройство в основном канале приема. Введенные новые узлы — фильтр верхних частот и амплитудный детектор — являются весьма простыми узлами, несопоставимыми по сложности с приемным устройством.

Применение изобретения позволяетупростить и удешевить устройство компенсации помех в системах связи с угловой модуляцией, а также существенно повысить помехоустойчивость в случае, когда полезный сигнал действует не только в основном, но и в дополнительном канале приема.

Формула изобретения

Устройство компенсации помех, содержащее соединенные последовательно вычитатель, первый вход которого является входом смеси полезного сигнала, и помехи, приемник, выход которого является выходом устройства, и первый амплитудный детектор, а также квадратурный модулятор, сигнальный вход которого является входом сигнала помехи, а каждый из двух выходов соединен с соответствующим вторым входом вычитателя, генератор поисковых колебаний, две цепи, каждая из которых образована последовательным соединением перемножителя, фильтра нижних частот, усилителя и сумматора, выход которого соединен с соответствующим модулирующим входом квадратурного модулятора, другой вход сумматора и вход перемножителя каждой цепи соединены с соответствующим выходом генератора поисковых колебаний, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения отношения мощности частотно-модулированного полезного сигнала к остатку мощности частотно-модулированной помехи на выходе устройства при наличии переходных помех на входах устройства, в него введены соединенные последовательно фильтр верхних частот, вход которого соединен с выходом первого амплитудного детектора, и второй амплитудный детектор, выход которого соединен с другими входами перемножителей,