Адаптивное устройство подавления помех

Адаптивное устройство подавления помех

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: радиотехника, радиолокационные и связные системы. Сущность изобретения: в адаптивном устройстве подавления помех уменьшено влияние мощности помех на сходимость процесса адаптации, что особенно заметно при воздействии слабых помех, использование автоматической регулировки по мощному сигналу в петле обратной связи автокомпенсатора уменьшает флуктуацию весовых коэффициентов , что и позволяет повысить помехозащищенность. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 04 В 1/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (l OCllATEHT CCCP)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

ОО

С) ,С) о ,1Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4835351/09 (22) 06,06,90 (46) 07,03.93. Бюл, ¹ 9 (72) Д.Н. Бронов, В,С, Павлов и А.И. Морозова (56) Патент США ¹ 4320535, кл, 455 — 278, 1982.

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиолокационных и связных системах для выделения широкополосных и узкополосных сигналов с произвольными законами амплитудной и фазовой модуляции на фоне коррелированных шумовых помех.

Целью изобретения является повышение помехозащищенности устройства.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства, Адаптивное устройство подавления помех содержит основную антенну 1, компенсационную антенну 2, малошумящие усилители 3, 4, высокочастотный (ВЧ) тройник 5, квадратурный модулятор 6, преобразователь 7 частоты, полосовой фильтр 8, регулируемые усилители 9, 14, 19, 24, ключи

10, 15, амплитудные детекторы 11, 16, 20, 25, режекторные фильтры 12, 17, интегрирующие фильтры 13, 18, 23, 28, узкополосные фильтры 21, 26, перемножители 30, 36, процессор 29, синхронные детекторы 31, 37, 22, . Ы 1800620 А1 (54) АДАПТИВНОЕ УСТРОЙСТВО ПОДАВЛЕНИЯ ПОМЕХ (57) Использование: радиотехника, радиолокационные и связные системы, Сущность изобретения: в адаптивном устройстве подавления помех уменьшено влияние мощности помех на сходимость процесса адаптации, что особенно заметно при воздействии слабых помех, использование автоматической регулировки по мощному сигналу в петле обратной связи автокомпенсатора уменьшает флуктуацию весовых коэффициентов, что и позволяет повысить помехозащищенность, 1 ил.

27, регулируемые аттенюаторы 35, 41, сумматоры 33, 39, генераторы поисковых колебаний 34, 40, пороговые элементы 42, 43, Адаптивное устройство подавления помех содержит соединенные последовательно основную антенну 1, первый малошумящий усилитель 3, высокочастотный тройник 5, преобразователь частоты 7, полосовой фильтр 8, выход которого является выходом устройства, соединенные последовательно компенсационную антенну 2, второй малошумящий усилитель 4, квадратурный модулятор 6, выход которого соединен с другим входом высокочастотного тройника 5, процессор 29, состоящий из двух каналов, каждый из которых содержит соединенные последовательно генератор поисковых колебаний 34 (40), первый синхронный детектор 31 (37), другой вход которого является входом соответствующего канала процессора 29, первый интегрирующий фильтр 32(38) и сумматор 33 (39), выход которого является выходом соответствующего канала процессора 29 и соединен с

1800620

55 соответствующим входом квадратурного модулятора 6, регулируемый аттенюатор 35 (41), вход и выход которого соединены соответственно с выходом генератора поисковых колебаний 34 (40) и с другим входом сумматора 33 (39). Кроме того устройство содержит перемножители 30 и 36, выходы которых соединены соответственно со входами первого и второго каналов процессора, первый и второй пороговые элементы 42 и 43, входы которых соединены соответственно с выходом синхронного детектора 37 и 31 первого и второго каналов процессора

29, две ветви, каждая из которых содержит соединенные последовательно ключ 10 (15), управляющий вход которого соединен с выходом соответствующего порогового элемента 43 (42), первый амплитудный детектор 11 (16), режекторный фильтр 12 (17), второй интегрирующий фильтр 13 (18) и первый регулируемый усилитель 9 (14), выход которого соединен со входом ключа 10 (15) и с первым входом соответствующего номеру ветви перемножителя 30 (36), а вход первого регулируемого усилителя каждой ветви 9 (14) соединен с выходом полосового фильтра 8, другие две ветви, каждая из которых содержит соединенные последовательно второй амплитудный детектор 20 (25), узкополосный фильтр 21 (26), второй синхронный детектор 22 (27), другой вход которого соединен с выходом генератора поисковых колебаний соответствующего канала процессора 29, третий интегрирующий фильтр 23 (28) и второй регулируемый усилитель 19 (24), выход которого соединен со входом второго амплитудного детектора 20 (25) и со вторым входом соответствующего номеру ветви перемножителя 43 (42), а вход второго регулируемого усилителя 19 (24) каждой ветви соединен с выходом полосового фильтра.

Устройство работает следующим образом.

При пояBllåèèè помехи Оqz на входах основной и компенсационной антенн 1, 2 на выходе полосового фильтра 8, который определяет отношение помеха/шум на входах регулируемых усилителей 9, 14, появляется сигнал, зависящий от уровня помехи . л u = u. - u l и — О . Wz, (1) где О, = uqg + ugp+ U g — сумма noMBxl1, сигнала и шума;

01 = Оп1 + Ос1 + Ош1, Wl = С + pa — комплексный вес в синфазной ветви;

Wz = Cz+Paz — комплексный вес в квадратурной ветви;

C<, Cz — весовые коэффициенты; а< и Й вЂ” поисковые колебания на выходе генераторов 34 и 40, P — коэффициент модуляции, Вследствие независимости колебаний а1 и az, что достигается соответствующим выбором форм сигналов генераторов 34 и

40, напряжения О 1W/1 и О Й/г в синфазной и квадратурной ветвях модулятора изменяются независимо друг от друга, т.е, осуществляется "взвешивание" сигнала помехи по амплитуде и фазе. Изменения амплитуды и фазы помехи U<> на выходе модулятора 6 осуществляются до тех пор, пока градиент показателя качества V P (W1, й/г) не будет равен нулю, что соответствует минимальному значению мощности помехи на выходах перемножителей 30 и 36. Приближенная оценка градиента функционала качества

V P (Wl, Wz) осуществляется синхронными детекторами 31 и 37, на вторые входы которых поступает колебание а (az) от генераторов 31 и 40. В качестве поисковых колебаний а и az используются колебания прямоугольной формы на частоте порядка 100 (200) кГц, в которых изменение знака (формы колебаний) изменяется по закону, определяемому псевдослучайной последовательностью. Сигнал с выходов синхронных детекторов 31 и 37, пропорциональный частотным производдР дР ным V P (\И1, Wz) = — у(у —, А, подаетд BWz ся на интегрирующие фильтры 3 и 38, где происходит формирование весовых коэффициентов С1 и С2.

Уровень модуляции поискового колебанияф устанавливается регулируемыми аттенюаторами 35 и 41. В установившемся режиме напряжение на выходе ВЧ тройника 5 равно:

Л U = (Оо US С, UclCz)

- ф а U < + p l iz U z). (2) Уровень помехи Л Ол1 в первых скобках стремится к некоторому минимальному значению при коэффициенте корреляции помехи о„- 1, чтодостигается практически размещением дополнительной антенны вертикально над основной антенной и выносом модулятора 6 как можно ближе к антенне 2, чтобы обеспечить высокую равномерность АЧХ и ФЧХ в полосе частот помехи на входах ВЧ тройника 5.

1800620

Для обеспечения линейности при преобразованиях колебания ЛU в петле обратной связи, устранения влияния полезного сигнала на формирование весовых коэффициентов С1 и С2 и повышение сходимости процесса адаптации автоматическая регулировка усиления в петле обратной связи осуществляется раздельно по полезному сигналу и помехе. В этом случае весовые коэффициенты С1 и С2 равны:

1+/6162 3 (3) где.

К01, 6 К02 (1 + К1 Uc ) (1 + K2 Un2 ) P — коэффициеит модуляции (P = ). а12

ICI

Формирование коэффициента передачи 61 усилителей 9, 14 осуществляется в установившемся режиме, чтобы уменьшить влияние остатка помехи Л0п1 на формирование управляющего напряжения регулирования A(Up) в петле АРУ усилителей 9 и 14.

Режекторные фильтры 12, 17 ослабляют на

40...60 дБ колебания с частотами а1 и а2,т.е. колебание Л2/42. Так как в установившемСЯ РЕЖИМЕ Л0п1 «0с, тО УПРаВЛЯЮЩЕЕ Напряжение A(Up) равно:

A(Upc) =P К1АРУ 0свых, (4) Формирование коэффициента передачи G2 усилителей 19 и 24 осуществляется по

ОСтатКУ ПОМЕХИ; Л0п2 =P(0 n1+ 0 n1) где р К1дру = К1, Формирование управляющего напряжения A(Upc) происходит после того, как алгоритм адаптации находит в процессе поиска стационарную точку: V P (W1, W2) = О, Так как практически градиент V P(W1,W2) совершает флуктуации, вызванные приближенной его оценкой в синхронных детекторах 31 и 37, то в пороговых элементах 42 и

43 устанавливается порог 1 и @, выбираемый для стационарного режима. B случае

V P(W1,W2) = (1 сг пороговые элементы 42 и 43 вырабатывают импульсы, которые открывают ключи 10 и 15. После этого начинается процесс регулирования напряжения Л U по единой оценке полезного сигнала 0с.

Чтобы полезный сигнал Uc не оказывал влияния на формирование управляющего напряжения F(Upn), в петле обратной связи усилителей 19 и 24 включены узкополосные

5 фильтры 21, 26 и старые синхронные детекторы 22, 27. Узкополосные фильтры 21, 26 настроены на колебания а1 и а2 и опреде Un1 Л0п2 А 0с ляют отношения ...,..., на

10 первых входах вторых синхронных детекторов 22, 27, После снятия манипуляции в блоках 22, 27 на выходах интегрирующих

Л Оп2 фильтров 23 и 28 отношение улучшаОс ется в базу (В) раз. Как правило, чтобы полЛ 0п2 учить соотношение . = 10 достаточно Uc выбрать базу сигналов а1 и а2 на уровне

50„.100. В этом случае напряжение регулирования A(Uрп) равно:

A(Upn) = / К2Г1ДРУ (Л 0п2)вых, (5) сст т,бедру = (6) где гст =0.1...1 с — постоянная времени интегрирующих фильтров 32 и 38, Анализ выражения (3) показывает значительное снижение влияния мощности помех на сходимость процесса адаптации. В этом случае динамическая постоянная времени интегрирующих фильтров 32 и 38, определяющая скорость сходимости, будет равна;

45 тст

1 +)у 61 62 01 где G1, G2 определяются в соответствии с

50 выражением (3).

Скорость сходимости процесса адаптации увеличивается в 5...10 раз. Особенно сокращается процесс сходимости при воздействии слабых помех.

Введение АРУ по полезному сигналу уменьшило влияние флуктуации весовых коэффициентов С1 и С2 и смещение весов на эффективность компенсации помех из-за снижения влияния комбинационной составгдето/2 — крутизна регулировочной характеристики;

К2пдру — коэффициент усиления в петле

APY.

Постоянная времени интегрирующих фильтров 13, 18, 23, 28 выбирается рав30

1800620

45

55 ляющей Uco Un) в числителе выражения (3), что позволило получить выигрыш в степени компенсации помех на 10„.20 дБ.

В целом комплексирование систем APY по помехе и полезному сигналу повысило устойчивость петли обратной связи в широком динамическом диапазоне изменений мощностей помех и полезного сигнала на входах антенн 1 и 2, Формула изобретения

Адаптивное устройство подавления помех, содержащее соединенные последовательно основную антенну, первый малошумящий усилитель, высокочастотный тройник, преобразователь частоты, полосовой фильтр, выход которого является выходом устройства, соединенные последовательно компенсационную антенну, второй малошумящий усилитель, квадратурный модулятор, выход которого соединен с другим входом высокочастотного тройника, процессор, состоящий из двух каналов, каждый из которых содержит соединенные последовательно генератор поисковых колебаний, первый синхронный детектор, другой вход которого является входом соответствующего канала процессора, первый интегрирующий фильтр и сумматор,. выход которого является выходом соответствующего канала процессора и соединен с соответствующим входом квадратурного модулятора, регулируемый аттенюатор, вход и выход которого соединены соответственно с выхбдом генератора поисковых колебаний и с другим входомсумматора,отл ича ющееся тем. что, с целью повышения помехозащищенности, в него введены первый и второй перемножители, выходы которых соединены

5 соответственно с входами первого и второго каналов процессора, первый и второй пороговые элементы, входы которых соединены соответственно с выходом синхронного детектора первого и второго каналов процес10 сора, две ветви, каждая из которых содержит соединенные последовательно ключ, управляющий вход которого соединен с выходом соответствук щего порогового элемента, первый амплитудный детектор, 15 режекторный фильтр, второй интегрирующий фильтр и первый регулируемый усилитель, выход которого соединен с входом ключа и с первым входом соответствующего номеру ветви перемножителя, а вход перво20 го регулируемого усилителя каждой ветви соединен с выходом полосового фильтра, другие две ветви, каждая из которых содержит соединенные последовательно второй амплитудный детектор, узкополос25 ный фильтр, второй синхронный детектор, другой вход которого соединен с выходом генератора поисковых колебаний соответствующего канала процессора, третий интегрирующий фильтр и второй регулируе30 мый усилитель, выход которого соединен с входом второго амплитудного детектора и с вторым входом соответствующего номеру ветви перемножителя, а вход второго регулируемого усилителя каждой ветви соеди35 нен с выходом полосового фильтра.

1800620

Составитель А, Морозова

Техред М,Моргентал Корректор П. Гереши

Редактор Т. Федотов

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1174 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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