Адаптивный компенсатор помех

 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в различных связных системах, приемные и передающие части которых расположены в непосредственной близости друг от друга. Антенной принимаются мешающиеся сигналы близко расположенного передатчика и поступают на компенсирующий сумматор, на второй вход которого поступает сигнал от того же передатчика, например, путем непосредственной связи по фидеру, отрегулированный цепью амплитудно-фазового управления, состоящей из управляемых аттенюатора и фазовращателя, так, что он равен по амплитуде и противоположен по фазе сигналу, поступившему с приемной антенны. Сигнал с выхода цепи амплитудно-фазового управления модулируется по фазе и суммируется с остатком помехи на выходе компенсатора, детектируется, после этого синхронный детектор определяет фазу полученного сигнала. На выходе синхронного детектора включен интегратор, выход которого используется для управления управляемым фазовращателем. Сигнал с выхода модулятора фазы сдвигается на 90^o, суммируется с остатком помехи на выходе компенсатора, детектируется, после чего синхронный детектор определяет фазу полученного сигнала. На выходе синхронного детектора включен интегратор, выход которого используется для управления управляемым аттенюатором. Технический результат - устранение остатка модуляции в выходном сигнале. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в различных связных системах, приемные и передающие части которых расположены в непосредственной близости друг от друга и работают одновременно.

Известен адаптивный компенсатор помех, содержащий передатчик и приемник, подсоединенные к передающей и приемной антеннам с помощью линий передачи и приема, линия передачи соединяется с линией приема через первое устройство управления амплитудой и фазой, а также через фазовращатель на 90^o и второе устройство управления амплитудой и фазой, первый синхронный детектор, входы которого соединены с линией передачи и приема, а выход через фильтр низких частот соединен с первым устройством управления амплитудой и фазой, второй синхронный детектор, входы которого соединены с линией приема и выходом фазовращателя на 90^o, а выход через фильтр низких частот соединен со вторым устройством управления амплитудой и фазой [1].

Такой адаптивный компенсатор помех работает в недостаточно широком диапазоне частот, что связано с невозможностью построения синхронного детектора, работающего в широкой полосе частот, паразитными фазовыми набегами в цепях, предшествующих синхронному детектору.

Возможно построение компенсатора с синхронными детекторами, работающими на промежуточной частоте [2]. Такая схема приводит к значительному усложнению компенсатора, так как необходимо два канала преобразования на промежуточную частоту.

Указанных недостатков лишена система компенсации помех с дополнительной модуляцией, содержащая приемный канал для приема смеси полезного и помехового сигналов, компенсационный канал, в который поступает только помеховый сигнал, цепь амплитудно-фазового управления для изменения амплитуды и фазы помехового сигнала в соответствии с управляющими сигналами A+αcos(ωt) и B+αsin(ωt), где А и В изменяются в соответствии с различиями помехового сигнала в приемном и компенсационном каналах, α и ω - амплитуда и частота модулирующего низкочастотного (HЧ) генератора, компенсирующий сумматор, на который поступает сигнал основной антенны и сигнал с выхода цепи амплитудно-фазового регулирования, на выходе которого формируется сигнал, очищенный от помехи [3]. Так как помеховый сигнал в ком пенсационном канале промодулирован по фазе и амплитуде с частотой НЧ-генератора, то и выходной сигнал компенсационного сумматора оказывается промодулирован по амплитуде с частотой НЧ-генератора. Фаза модуляции определяет отличия амплитуды и фазы помехового сигнала в основном и компенсационном каналах. Таким образом, система настраивается благодаря наличию НЧ-модуляции в выходном сигнале.

Данный аналог наиболее близок к предлагаемому изобретению.

Недостатком прототипа является наличие в выходном сигнале остатка модуляции, принципиально необходимого для работы системы.

Предлагаемым изобретением решается задача устранения остатка модуляции в выходном сигнале.

Для достижения этого технического результата в устройство, содержащее вход с приемной антенны для приема смеси полезного и помехового сигнала, дополнительный вход, на который поступает только помеховый сигнал, цепь амплитудно-фазового управления, состоящую из последовательно соединенных управляемых аттенюатора и фазовращателя, компенсирующий сумматор, первый вход которого соединен с приемной антенной, второй вход соединен с выходом цепи амплитудно-фазового регулирования, а выход является выходом адаптивного компенсатора помех, первый и второй сумматоры, первый детектор огибающей, первый и второй синхронные детекторы, первый и второй интеграторы и НЧ-генератор, дополнительно введены второй детектор огибающей, фазовращатель на 90^o, фазовый модулятор, первый вход которого соединен с выходом цепи амплитудно-фазового управления, второй вход соединен с выходом НЧ-генератора, а выход подключен к последовательно соединенным первому сумматору, первому детектору огибающей, первому синхронному детектору и первому интегратору, а также подключен к последовательно соединенным фазовращателю на 90^o, второму сумматору, второму детектору огибающей, второму синхронному детектору и второму интегратору, причем вторые входы первого и второго сумматоров соединены с выходом компенсирующего сумматора, вторые входы первого и второго синхронных детекторов соединены с выходом НЧ-генератора, выход первого интегратора соединен с управляющим входом управляемого фазовращателя, а выход второго интегратора соединен с управляющим входом управляемого аттенюатора.

Отличительными признаками предлагаемого адаптивного компенсатора помех от указанного прототипа является то, что в него дополнительно введены второй детектор огибающей, фазовращатель на 90^o, фазовый модулятор, первый вход которого соединен с выходом цепи амплитудно-фазового управления, второй вход соединен с выходом НЧ-генератора, а выход подключен к последовательно соединенным первому сумматору, первому детектору огибающей, первому синхронному детектору и первому интегратору, а также подключен к последовательно соединенным фазовращателю на 90^o, второму сумматору, второму детектору огибающей, второму синхронному детектору и второму интегратору, причем вторые входы первого и второго сумматоров соединены с выходом компенсирующего сумматора, вторые входы первого и второго синхронных детекторов соединены с выходом НЧ-генератора, выход первого интегратора соединен с управляющим входом управляемого фазовращателя, а выход второго интегратора соединен с управляющим входом управляемого аттенюатора.

Благодаря такому устройству компенсатора НЧ-модуляция вносится не в цепь амплитудно-фазового управления, а в цепь, включенную между входом и выходом компенсирующего сумматора и поэтому не попадает на выход компенсирующего сумматора.

Предлагаемый адаптивный компенсатор помех представлен на чертеже.

Устройство содержит дополнительный вход 1, вход с приемной антенны 2, цепь амплитудно-фазового управления 3, состоящую из управляемого аттенюатора 4 и управляемого фазовращателя 5, компенсирующий сумматор 6, модулятор фазы 7, НЧ-генератор 8, фазовращатель на 90^o 9, сумматоры 10, 11, детекторы огибающей 12, 13, синхронные детекторы 14, 15, интеграторы 16, 17.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

С антенного входа 2 полезный сигнал и помеха от близко расположенного передатчика поступают на компенсирующий сумматор 6, на второй вход которого поступает сигнал помехи от того же передатчика, например, путем ответвления части мощности от передатчика, отрегулированный цепью амплитудно-фазового управления 3 таким образом, что он равен по амплитуде и противоположен по фазе сигналу помехи, поступившему с антенного входа. Выход компенсирующего сумматора 6 является выходом адаптивного компенсатора помех.

Помеховый сигнал с выхода цепи амплитудно-фазового управления поступает на фазовый модулятор 7, после которого он суммируется в сумматоре 10 с остатком сигнала помехи с выхода компенсатора. Суммарный сигнал оказывается промодулирован по амплитуде с частотой НЧ-генератора, причем фаза модуляции принимает два значения 0 и π в зависимости от направления, в котором необходимо изменять фазу управляемым фазовращателем 5 для подавления помехи в приемном канале. Огибающая выделяется детектором 12 и поступает на синхронный детектор 14, который определяет ее фазу, а значит и направление перестройки фазовращателя 5. Можно показать, что сигнал на выходе синхронного детектора 14: S₁=AUC₁sin(B-ϕ) , где A - управляющий сигнал аттенюатора 4, B - управляющий сигнал фазовращателя 5, U - отношение амплитуд помехового сигнала на первом входе компенсирующего сумматора 6 и входе цепи амплитудно-фазового управления 3, ϕ- разность фаз помехового сигнала на первом входе сумматора 6 и входе цепи амплитудно-фазового управления 3, C₁ - постоянная, определяемая параметрами схемы. Таким образом, в установившемся режиме S₁=0 и B=ϕ. Подобным образом сигнал с выхода фазового модулятора 7, сдвинутый по фазе на π/2 фазовращателем 9 после суммирования с остатком помехи на выходе компенсирующего сумматора 6 в сумматоре 11 промодулирован по амплитуде с частотой НЧ-генератора. Фаза модуляции определяет направление перестройки аттенюатора 4. Можно показать, что сигнал на выходе синхронного детектора 15: S₂= AC₂{ U_cos(B-ϕ ) + A}, где C₂ - постоянная, определяемая параметрами схемы. Таким образом в установившемся режиме при В=ϕ и S₂=0 получаем A=U и помеховые сигналы на входах сумматора 6 равны по амплитуде и противоположны по фазе, поэтому помеховый сигнал, создаваемый мешающим передатчиком, не проходит на выход компенсатора.

Литература 1. Пат. США N 3696429.

2. Пат. США N 3881177.

3. Пат. США N 4384366 (прототип).

Формула изобретения

Адаптивный компенсатор помех, содержащий антенный вход для приема смеси полезного и помехового сигналов, дополнительный вход для приема только помехового сигнала, цепи амплитудно-фазового управления, содержащую последовательно соединенные управляемые аттенюатор и фазовращатель, компенсирующий сумматор, первый вход которого соединен с антенным входом, второй вход - с выходом цепи амплитудно-фазового управления, а выход является выходом адаптивного компенсатора помех, первый и второй сумматоры, первый детектор огибающей, первый и второй синхронные детекторы, первый и второй интеграторы и низкочастотный (НЧ) генератор, отличающийся тем, что в него дополнительно введены второй детектор огибающей, фазовращатель на 90^o, фазовый модулятор, первый вход которого соединен с выходом цепи амплитудно-фазового управления, второй вход - с выходом НЧ-генератора, а выход подключен к последовательно соединенным первым сумматору, детектору огибающей, синхронному детектору и интегратору, а также подключен к последовательно соединенным фазовращателю на 90^o, вторым сумматору, детектору огибающей, синхронному детектору, интегратору, причем вторые входы первого и второго сумматоров соединены с выходом компенсирующего сумматора, вторые входы первого и второго синхронного детектора - с выходом НЧ-генератора, выход первого интегратора соединен с управляющим входом управляемого фазовращателя, а выход второго интегратора - с управляющим входом управляемого аттенюатора.

РИСУНКИ

Рисунок 1