Устройство защиты приемника широкополосных сигналов от помех

 

Изобретение относится к области радиотехники и радиосвязи. Технический результат заключается в повышении помехоустойчивости приема сигналов. Для этого устройство содержит широкополосный фильтр, регулятор коэффициента передачи, n параллельных каналов, также введены преобразователь частоты, фильтр, пороговый блок, анализатор откликов, временной селектор, синхронизатор и генератор переменной частоты. 2 ил.

Устройство защиты приемника широкополосных сигналов от помех.

Предлагаемое изобретение относится к области радиотехники и радиосвязи.

При приеме широкополосных сигналов возникает задача защиты приемника от помех, сосредоточенных по спектру или по времени.

Примерами помех, сосредоточенных по спектру, могут служить помехи от узкополосных радиостанций, примерами помех, сосредоточенных по времени, являются импульсные помехи от атмосферных разрядов и от промышленных установок. Задачей устройства защиты от помех является уменьшение влияния указанных помех на качество приема полезных сигналов.

Известны устройства защиты от помех, основанные на сочетании гребенки фильтров с ограничителями (например, патент США №3112452, кл. 328-167), на сочетании тех же элементов с ключевыми схемами и блоками управления этих схем.

Недостатком устройства, описанного в патенте США, является наличие остаточного влияния помех в фильтрах, где из-за воздействия узкополосных помех происходит ограничение смеси сигнала и помех.

Этот недостаток устранен в устройстве, где на выходе каждого фильтра гребенки предусмотрены ключевые схемы для выключения соответствующих участков на оси частот, пораженных помехой. Однако эти ключевые схемы управляются индивидуальными блоками управления каждого канала. При этом имеет место снижение качества приема сигналов из-за влияния неидентичности каналов.

Из известных устройств аналогичного назначения наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство выделения широкополосного сигнала. Блок-схема этого устройства приведена на фиг.1, где обозначено:

1 - входной широкополосный фильтр,

2 - регулятор коэффициента передачи,

3 - узкополосные фильтры гребенки фильтров,

4 - канальные ограничители,

5 - ключи каналов,

6 - сумматор,

7 - общий ограничитель,

8 - выходной широкополосный фильтр,

9 - схема управления.

Это устройство работает следующим образом. Смесь сигнала и помех через широкополосный фильтр (1) и регулятор коэффициента передачи (2) поступает на гребенку узкополосных фильтров (3). В каждом канале гребенки на выходе узкополосного фильтра выделенные этим фильтром колебания подвергаются амплитудному ограничению в ограничителе (4) и при открытом канальном ключе (5) поступают на сумматор (6). Колебания с выходов узкополосных фильтров (3) поступают на регулятор коэффициента передачи (2) и на схемы управления (9). Последние, при превышении амплитудой колебаний определенного порога, вырабатывают сигнал отключения, подаваемый на ключ (5) своего канала. Широкополосный сигнал, подученный сложением колебаний невыключенных каналов через общий ограничитель (7) и выходной широкополосный фильтр (8), поступает на выход устройства.

Здесь узкополосные помехи с малыми уровнями ограничиваются канальными ограничителями (4), с большими уровнями - подавляются выключением соответствующих каналов ключами (5). Импульсные помехи, имеющие широкую полосу, ограничиваются в общем ограничителе (7).

Недостатком этого устройства является снижение качества приема сигналов в результате разбросов характеристик схем управления (9) в каналах. При этом влияние разбросов увеличивается с возрастанием количества каналов (эффект множества).

Целью предлагаемого изобретения является устранение указанного недостатка, т.е. повышение помехоустойчивости приема сигналов при неидентичности характеристик отдельных каналов.

Эта цель достигается введением в схему устройства генератора колебаний переменной частоты, преобразователя частот, фильтра преобразованных сигналов, пороговой схемы и временного селектора, представляющих в совокупности схему обнаружения полосных помех и измерения их частот. В результате этого достигается замена n-параллельных анализаторов одним каналом анализа, чем и обеспечивается стабильность параметров.

Предлагаемое устройство представлено на фиг.2, где обозначено:

1 - входной широкополосный фильтр;

2 - регулятор коэффициента передачи,

3 - узкополосные канальные фильтры гребенки фильтров,

4 - канальные ограничители,

5 - ключи каналов,

6 - сумматор,

7 - общий ограничитель,

8 - выходной широкополосный фильтр,

9 - преобразователь частот,

10 - фильтр преобразованных колебаний,

11 - пороговая схема,

12 - временной селектор,

15 - генератор колебаний переменной частоты,

14 - анализатор откликов,

15 - источник синхроимпульсов.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Широкополосный сигнал через входной широкополосный фильтр (1) и регулятор коэффициента передачи (2) поступает на узкополосные канальные фильтры (3) гребенки фильтров с полосами пропускания, примыкающими друг к другу и в совокупности перекрывающими полосу частот спектра широкополосного сигнала. Отклики этих фильтров подаются на канальные ограничители (4) и на управляющие входы регулятора коэффициента передачи (2) для поддержания соответствующего коэффициента передачи путем совместной оценки откликов канальных фильтров.

В каналах, где имеются узкополосные помехи, смесь сигнала и помех превышает порог ограничения ограничителя (4) и подвергается ограничению, чем достигается ослабление влияния упомянутых помех. При сильной помехе в канале выходные колебания канального ограничителя этого канала определяются, в основном, только помехами, поэтому этот канал целесообразно отключить вообще. Для этого колебания с выходов канальных ограничителей (4) подаются на ключи каналов (5), управляемых временным селектором (12). С выходов этих ключей сигналы невыключенных каналов поступают на сумматор (6), где происходит восстановление широкополосного сигнала, очищенного от узкополосных помех. При этом составляющие импульсных помех, прошедшие через гребенку фильтров, также суммируются и образуют короткие импульсы. Для ослабления этих импульсов помех сигнал с выхода сумматора (6) подается на общий ограничитель (7), с выхода которого сигнал, очищенный как от узкополосных, так и от импульсных помех, через выходной широкополосный фильтр подается на выход устройства.

С выхода регулятора коэффициента передачи смесь сигнала и помех поступает также на тракт обнаружения узкополосных помех и измерения их частот, состоящий из последовательного соединения преобразователя частот (9), фильтра преобразованных колебаний (10), пороговой схемы (11) и временного селектора (12). На второй вход преобразователя частот (9) подаются колебания переменной частоты генератора (13). Закон изменения частоты может быть, например, линейным или ступенчатым, но обязательно периодическим. В преобразователе частот (9) узкополосные помехи преобразуются в колебания с переменной частотой, которые, проходя через фильтр преобразованных колебаний (10), образуют отклики на его выходе в виде импульсов, временные положения которых соответствуют частотам входных узкополосных помех. Эти импульсы подаются на пороговую схему (11), где при превышении ими определенного порога в соответствующие моменты времени вырабатываются импульсы управления. Значение упомянутого порога может регулироваться анализатором откликов (14), соединенным с пороговой схемой (11), например, путем анализа импульсов сигнала и помех на выходе приемника. Но при предшествующей качественной авторегулировке коэффициента передачи порог может устанавливаться и постоянным.

Импульсы управления с выхода пороговой схемы (11) подаются на временной селектор (12), устанавливающий соответствие временных положений управляющих импульсов с частотами узкополосных фильтров (3) и вырабатывающий сигналы выключения ключей (5) в соответствующих каналах на время периода повторения закона изменения частоты генератора переменной частоты. Для обеспечения возможности установления указанного соответствия предусмотрен источник синхроимпульсов (15), подаваемых как на генератор колебаний с переменной частотой (15), так и на временной селектор.

В предложенном устройстве анализ и оценка всех узкополосных помех в полосе входного широкополосного сигнала производится в одном общем тракте с одной общей пороговой схемой, поэтому устраняется влияние разбросов параметров отдельных каналов на точность и согласованность выключений каналов, пораженных интенсивными сосредоточенными помехами и, соответственно, повышается помехоустойчивость приема сигналов. Таким образом, достигается цель предлагаемого изобретения.

Предлагаемое устройство может использоваться в системах связи с широкополосными сигналами.

Формула изобретения

Устройство защиты приемника широкополосных сигналов от помех, содержащее последовательно соединенные входной широкополосный фильтр, регулятор коэффициента передачи, n параллельных каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных узкополосного фильтра, канального ограничителя и ключа, причем выходы n каналов через последовательно соединенные сумматор и ограничитель подключены ко входу выходного широкополосного фильтра, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости приема сигналов, введены последовательно соединенные преобразователь частоты, фильтр, пороговый блок, к другому входу которого подключен выход анализатора откликов, и временной селектор, к управляющему входу которого подключен один из выходов синхронизатора, другой выход которого подключен ко входу генератора переменной частоты, при этом ко входам преобразователя подключены соответственно общий вход канальных фильтров и выход генератора переменной частоты, а выходы временного селектора подключены к управляющим входам ключей n каналов.

РИСУНКИ