Устройство подавления мощных помех

УСТРОЙСТВО ПОДАВЛЕНИЯ МОЩНЫХ ПОМЕХ Изобретение относится к области радиотехники и может найти применение в радиоприемных устройствах для подавления мощных помех, попадающих в полосу регистрируемого сигнала. Техническим результатом является увеличение отношения сигнал-помеха. Результат достигается путм компенсации составляющих мощной помехи ее прототипом, сформированным из входного воздействия в дополнительном канале, содержащем амплитудный ограничитель, цепи согласования, инверсии фазы и масштабирования. Малевич Игорь Юрьевич, Солонович Дмитрий Александрович, Пархоменко Александр Владимирович (BY) Федорук Е.Ю. (BY) Устройство относится к радиоэлектронике и может быть использовано в радиоприемных устройствах для подавления мощных помех, попадающих в полосу регистрируемого сигнала. Известны устройства подавления узкополосных помех, описанные в патентах РФ 2034403 (RU 2034403 С 1, МПК Н 04 В 1/10, опубл. 30.04.1995),2204203 (RU 2204203 С 1, МПК Н 04 В 1/10, опубл. 10.05.2003), недостатком которых является невысокая степень подавления узкополосных помех. Известно мультипликативное устройство защиты от узкополосных помех - патент 2287899 (RU 2034403 С 1, МПК Н 04 В 1/10, опубл. 30.04.1995), недостатком которого является низкая эффективность работы при использовании частотно-модулированного сигнала. Известно устройство подавления помех - патент 2205507 (RU 2205507 С 1, МПК Н 04 В 1/10,опубл. 27.05.2003), недостатком которого является применение в структуре многократного преобразования входного сигнала, что существенно снижает динамический диапазон примного устройства, а также имеет ограниченную ширину полосы частот помех подавляемых помех. Описанные в этих патентах устройства позволяют бороться с помехами в системах передачи данных, однако эффективная работа в импульсных локационных системах подобных устройств невозможна по ряду общеизвестных причин. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство компенсации узкополосных помех, описанное в статье Ефимова В.П. "Оценка влияния нелинейного преобразования на помехоустойчивость приема в спутниковых сетях", опубликованной в журнале "Электромагнитные волны и электромагнитные системы",1, т. 3, 1998 г., с. 95 (5), принятое за прототип. Структурная схема прототипа приведена на фиг. 1. Устройство-прототип содержит последовательно соединенные усилитель 1 и вычитатель 2, выход которого является выходом устройства, а также последовательно соединенные ограничитель 3 и полосовой фильтр 4, выход которого соединен со вторым входом вычитателя 2, при этом входы усилителя 1 и ограничителя 3 соединены между собой и являются входом устройства. Устройство-прототип работает следующим образом. Входное воздействие, состоящее из сигнала и N узкополосных помех, с входа устройства поступает через усилитель 1, где осуществляется его усиление, на первый вход вычитателя 2, на второй вход которого поступает воздействие в виде оценки узкополосных помех, сформированное в результате ограничения входной смеси в ограничителе 3 и последующей фильтрации результата полосовым фильтром 4. В вычитателе 2 из усиленного входного воздействия вычитается воздействие в виде оценки узкополосных помех, в результате чего на его выходе появляются сигнал и нескомпенсированные остатки узкополосных помех. Недостатком устройства-прототипа является низкая степень подавления помех из-за отсутствия взаимной развязки между каналами и сложности поддержания точных фазовых соотношений в структуре по причине включения полосового фильтра в цепь формирования оценки узкополосных помех. Задача изобретения - повышение надежности устройства в его работе с помехами за счет введения развязки и упрощение точности поддержания фазовых соотношений в структуре по причине включения полосового фильтра в цепь формирования оценки узкополосных помех. Поставленная задача решается тем, что устройство подавления мощных помех содержит усилитель,ограничитель, полосовой фильтр и сумматор. Согласно предложенному изобретению на входе устройства введн делитель с взаимно развязанными выходами. Первый выход делителя через последовательно включнные усилитель, фазовый инвертор, ограничитель и масштабирующий аттенюатор подключн к первому входу сумматора. Второй выход делителя через согласующий аттенюатор подключн к второму входу сумматора. А к выходу сумматора подключн полосовой фильтр, выход которого является выходом устройства. В результате произведенных изменений в устройстве подавления мощных помех сформированы два независимых канала обработки группового сигнала: усилительно-ограничительный канал и прямой канал. Усилительно-ограничительный канал содержит последовательно соединенные усилитель, фазовый инвертор, ограничитель и масштабирующий аттенюатор. Прямой канал содержит согласующий аттенюатор. Входом устройства является вход делителя с взаимно развязанными выходами. Первый выход делителя соединн с усилительно-ограничительным каналом. Второй выход делителя соединн с прямым каналом. Выходы каналов поступают на входы сумматора с взаимно развязанными входами, выход которого соединн с входом полосового фильтра. Выход полосового фильтра является выходом устройства. Принцип построения устройства подавления мощных помех и его работа иллюстрируются чертежами. На фиг. 1 приведена структурная схема прототипа, в которой для удобства понимания применены названия и номера блоков как в предлагаемом устройстве. На фиг. 2 представлена структурная схема устройства подавления мощных помех. На чертежах также показаны зависимости, полученные на практике с помощью предлагаемого устройства подавления мощных помех. На фиг. 3 показана временная реализация входного воздействия. На фиг. 4 показан его отклик на выходе устройства. На фиг. 5 и 6 показаны спектрограммы группового сигнала на входе устройства и на его выходе. На фиг. 7 представлена спектрограмма для входного воздействия. На фиг. 8 представлена спектрограмма выходного отклика устройства подавления мощных помех. Устройство подавления мощных помех содержит делитель 1 с взаимно развязанными выходами,усилитель 2, согласующий аттенюатор 3, фазовый инвертор 4, ограничитель 5, масштабирующий аттенюатор 6, сумматор 7 с взаимно развязанными входами и полосовой фильтр 8. Блоки и узлы устройства сгруппированы специальным образом так, чтобы сформировать два независимых канала обработки группового сигнала: усилительно-ограничительный канал и прямой канал. Первый выход делителя 1 с взаимно развязанными выходами соединн с входом усилителя 2, выход которого соединн с входом фазового инвертора 4. Выход фазового инвертора 4 соединн с входом ограничителя 5, выход которого подключн к входу масштабирующего аттенюатора 6. Выход масштабирующего аттенюатора 6 соединн с первым входом сумматора 7 с взаимно развязанными входами. Вход согласующего аттенюатора 3 подключн ко второму выходу делителя 1 с взаимно развязанными выходами, а выход - ко второму входу сумматора 7 с взаимно развязанными входами 7. Выход сумматора 7 соединн с входом полосового фильтра 8, выход которого является выходом устройства подавления мощных помех. Усилительно-ограничительный (далее - первый) канал содержит последовательно соединенные усилитель 2, фазовый инвертор 4, ограничитель 5 и масштабирующий аттенюатор 6. Прямой (далее - второй) канал содержит согласующий аттенюатор 3. Работа устройства подавления мощных помех описывается следующим образом. Входное воздействие в виде группового сигнала представляющее аддитивную смесь слабого сигнала и значительно превышающей его по уровню полосной помехи поступает на вход устройства подавления. При этом необходимо, чтобы Групповой сигнал UBX [1] через делитель 1 с взаимно развязанными выходами поступает на первый и второй каналы устройства. Выходной отклик первого канала устройства можно представить в виде ряда [2] где выражение описывает конфлюэнтную гипергеометрическую функцию. Здесь[] - гамма-функция действительных не равных нулю значений аргумента,mn - коэффициент Неймана (0 = 1, m = 2, при m0),A - уровень ограничения группового сигнала,КА - коэффициент передачи масштабирующего аттенюатора 6. Члены этого ряда существуют только при нечтной сумме m + n. Отклик на выходе второго канала будет иметь вид где КА - коэффициент передачи согласующего аттенюатора 3. Результирующий отклик на выходе полосового фильтра 8 при условии компенсации помехи будет иметь вид где КФ - коэффициент передачи полосового фильтра. Полученное выражение [5] для выходного отклика устройства подавления мощных помех показывает, что глубина подавления помехи зависит от точности выполнения условия инверсии фазы воздействия в виде оценки помехи, т.е.= 180, и точности соблюдения амплитудных соотношений, определяемых коэффициентом передачи усилителя 2, аттенюатора 6 и порогом ограничения ограничителя 5 перво-2 023093 го канала. Входное воздействие состоит из слабого импульсного сигнала и превышающей его по уровню на 58 дБ импульсной помехи. Временная реализация воздействия показана на фиг. 3. Подавление помехи предлагаемым устройством подавления мощных помех составляет 15,9 дБ. На фиг. 4 показан отклик на выходе. На фиг. 5 и 6 показаны спектрограммы группового сигнала на входе устройства подавления мощной помехи и на его выходе. На фиг. 7 представлена спектрограмма для входного воздействия в виде импульсного сигнала и мощной узкополосной помехи при отношении уровней между центральной гармоникой сигнала и помехой 60 дБ. На фиг. 8 представлена спектрограмма выходного отклика устройства подавления мощных помех. Выигрыш от использования предлагаемого устройства составил 15,7 дБ. Результат в виде увеличения отношения сигнал-помеха достигается путм компенсации составляющих мощной помехи ее прототипом, сформированным из входного воздействия в дополнительном канале с развязкой, содержащем амплитудный ограничитель с цепями согласования, инверсии фазы и масштабирования. Таким образом, предлагаемое устройство эффективно функционирует при подавлении как мощной широкополосной помехи, так и мощной узкополосной помехи, обеспечивая ощутимые выигрыши в отношении сигнал-помеха. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Устройство подавления мощных помех, содержащее усилитель, ограничитель, полосовой фильтр,сумматор, отличающееся тем, что на входе устройства установлен делитель с взаимно развязанными выходами, первый выход которого через последовательно включнные усилитель, фазовый инвертор, ограничитель и масштабирующий аттенюатор подключн к первому входу сумматора, второй выход делителя через согласующий аттенюатор подключн к второму входу сумматора, к выходу сумматора подключн полосовой фильтр, выход которого является выходом устройства.