Фазокомпенсационный подавитель зеркального канала в приемнике радиосигналов



Фазокомпенсационный подавитель зеркального канала в приемнике радиосигналов
Фазокомпенсационный подавитель зеркального канала в приемнике радиосигналов

 


Владельцы патента RU 2569578:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственнный университет путей сообзщения" МГУПС (МИИТ) (RU)

Изобретение относиться к области приема радиосигналов в железнодорожных радиостанциях. Технический результат заключается в повышении помехоустойчивости и качества радиоприема за счет повышения степени подавления зеркального канала в приемнике. Фазокомпенсационный подавитель зеркального канала в приемнике радиосигналов состоит из преселектора, двух смесителей, гетеродина, фазовращателя на 90°, фазоинвертора, сумматора и фильтра сосредоточенной селекции (ФСС), при этом в него дополнительно введены два резистора одинаковых сопротивлений, два конденсатора одинаковых емкостей и два ограничителя амплитуды сигналов. 2 ил.

 

Изобретение относиться к области приема радиосигналов в железнодорожных радиостанциях (ЖР).

Известны фазокомпенсационные подавители зеркального канала в приемнике, описанные в литературе, например в:

1. Горелов Г.В., Фомин А.Ф., Волков А.А., Котов В.К.

Теория передача сигналов на железной дороге в транспорте - М:. ФГБОУ, 2013. - С. 356-359.

2. Верзунов М.В. и др. Однополосная модуляция. - М.: Связьиздат, 1962. - С. 95-101.

3. Момот Е.Г. Проблемы и техника синхронного радиоприема. - М.: Наука, 1961. - С.59-60.

По технической сущности наиболее близким к изобретению является устройство, описанное в первом источнике, которое по этой причине и принимается за его прототип. Во втором и третьем источниках описаны аналоги изобретения.

Прототип состоит из двух смесителей, гетеродина, фазовращателя на 90°, полосового фазовращателя на 90°, фазоинвертора, сумматора, фильтра сосредоточенной селекции (ФСС), причем входы обоих смесителей соединены между собой накоротко и подключены к выходу преселектора приемника; выход первого смесителя подключен к одному входу сумматора непосредственно, а выход другого смесителя подключен ко второму входу сумматора через последовательно соединенные полосовой фазовращатель 90° и фазоинвертор или минуя фазоинвертор; к выходу сумматора подключен ФСС; выход гетеродина соединен со вторым входом первого смесителя непосредственно и со вторым входом второго смесителя - через фазовращатель на 90°.

Основным недостатком прототипа является относительно низкая степень подавления зеркального канала σз=35 дБ из-за большой погрешности Δφ=2°-3° фазового сигнала на угол φ=90° в полосовом фазовращателе, что приводит к существенному снижению помехоустойчивости и качества радиоприема.

Техническим результатом изобретения является повышение помехоустойчивости и качества радиоприема за счет повышение степени подавления зеркального канала в приемнике до требуемого значения σз=80 дБ.

Сущность изобретения состоит в том, что в фазокомпенсационный подавитель зеркального канала в приемнике радиосигналов, состоящий из преселектора (ПРС), двух смесителей, гетеродина, фазовращателя на 90°, фазоинвертора, сумматора, фильтра сосредоточенной селекции (ФСС), причем, сигнальные входы обоих смесителей соединены между собой накоротко и подключены к выходу ПРС приемника, а выход гетеродина подключен ко второму входу первого смесителя непосредственно и ко второму входу второго смесителя - через фазовращатель на 90°; выход сумматора соединен со входом ФСС, дополнительно введены два резистора одинаковых сопротивлений, два конденсатора одинаковых емкостей и два ограничителя амплитуды сигналов, причем первый резистор и первый конденсатор подключены последовательно к выходу первого смесителя, а второй конденсатор и второй резистор подключены последовательно к выходу второго смесителя; вход первого конденсатора подключен к первому входу сумматора через первый ограничитель амплитуды, а вход второго резистора подключен к второму входу сумматора только через второй ограничитель амплитуды при частоте гетеродина меньше частоты сигнала или через последовательно соединенные фазоинвертор и второй ограничитель амплитуды, если частота гетеродина больше частоты сигнала.

Существенным отличием изобретения являются введенные элементы и их связи, так как только они позволяют подавить на 80 дБ зеркальный канал и добиться указанного технического эффекта.

Изобретение иллюстрируется чертежами.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого фазокомпенсационного подавителя зеркального канала, а на фиг. 2 - векторные диаграммы, поясняющие его работу.

На фиг. 1 обозначено: 1 - преселектор (ПРС); 2, 5 - смесители; 3 - гетеродин, 4 - фазовращатель сигнала на 90°; 6, 11 - резисторы одинаковых сопротивлений; 7, 8 - конденсаторы одинаковых емкостей; 9, 10 - ограничители амплитуды сигнала; 12 - сумматор; 13 - фазоинвертор; 14 - фильтр сосредоточенной селекции (ФСС). Введенные элементы обведены пунктирной линией.

Работа схемы происходит следующим образом.

С выхода преселектора (ПРС) 1 сумма сигналов основного uc(t)=Uccos[ωct+θc0, t)]

и зеркального uз(t)=Uзcos[ωзt+θзз, t)] каналов, т.е. u1(t)=uс(t)+uз(t),

поступает на одни входы смесителей 2, 5. Здесь θ(λ, t) - составляющая фазы сигнала, несущая информацию о передаваемом сообщении λ(t).

Колебания гетеродина 3 uг(t)=Uгcosωгt подаются на второй вход смесителя 2 непосредственно и на второй вход смесителя 5 - через фазовращатель 4 на 90°, т.е. u г ( t ) = U г cos ( ω г t + 90 ° ) = U г sin ω г t = u г ( t ) , при частоте гетеродина ωгс.

На выходе смесителей 2, 5, представляющих собой в эквиваленте перемножители сигналов с активной нагрузкой, образуются колебания:

u2(t)=u1(t)·uг(t)=0,5U1Uг{cos[(ωгс)t-θсс, t)]+cos[(ωзг)t+θзз, t)]+b, ч},

u 5 ( t ) = u 1 ( t ) u г ( t ) = 0,5 U 1 U г { sin [ ( ω г ω с ) t θ c ( λ c , t ) ] sin [ ( ω з ω г ) t + θ з ( λ з , t ) ] + b , ч }

где ωгсзгпр - промежуточная частота.

Видно, что второе колебание отличается от первого сдвигом по фазе на 90° (sin вместо cos) и знаком «-» у сигнала зеркального канала, так как частота гетеродина меньше частоты зеркального канала (ωгз). Для исключения зеркального канала колебание u5(t) сдвигается по фазе на 90° относительно колебания u2(t) с помощью двух RC-цепочек, у которых элементы R и С включены последовательно, причем R1=R2, а С1=С2. Одна цепочка 6, 7 подключена к выходу первого смесителя 2, а другая 8, 11 с обратным включением элементов - к выходу второго смесителя 5. Фазы сигналов на элементах этих цепочек всегда сдвинуты между собой на 90°, о чем говорит символ j у сопротивления конденсатора Xc=1/jωc, которое является реактивным в отличие от активного сопротивления R. Известно, что угол, находящийся на окружности, стороны которого соединены с концами ее диаметра, всегда равен 90°, что и показано на фиг. 2. Каждая RC-цепочка ращепляет свой входной сигнал на два сигнала, сдвинутых между собой по фазе на 90°, а с учетом того, что входные сигналы этих цепочек тоже сдвинуты между собой по фазе на 90°, то и векторные диаграммы на фиг. 2 тоже сдвинуты между собой на 90°. Поэтому сигнал на емкости первой цепочки совпадает по направлению и знаку с сигналом на резисторе второй цепочки, что отмечено одинаковым перечеркиванием их векторов на фиг. 2 и было подтверждено компьютерно и экспериментально. На промежуточной частоте ω=ωпр модули этих сигналов равны между собой и поэтому в сумме зеркальный сигнал исключается, а основной удваивается по величине. Если же частота изменится, то эти векторы останутся параллельными между собой, хотя изменится их направление и нарушатся равенства их модулей, как показано на фиг. 2 вторым треугольником. Поэтому зеркальный канал только ослабится, а основной увеличится менее чем в 2 раза. Но промежуточная частота более чем в 100 раз превосходит частоту модулирующего сигнала Ω и поэтому общая частота будет изменяться незначительно: ωпр+Ω≈ωпр, а модули векторов сигналов на R и С будут оставаться практически неизменными. Тем не менее амплитуды этих сигналов выравниваются в ограничителях амплитуды 9 и 10, после чего они поступают на свои входы сумматора 12, минуя фазоинвертор 13, если частота входного сигнала больше частоты гетеродина. Если же имеет место обратное неравенство этих частот, то сигнал с блока 10 поступает на свой вход сумматора через фазоинвертор 13. В результате на выходе сумматора 12 имеется только колебание основного канала:

u12(t)=u9(t)-u10(t)=U1UГcos[ωпрt-θсс, t)]+B.Ч.

Далее сигнал u12(t) поступает на вход ФСС 14, пропускающий на свой выход только основной сигнал промежуточной частоты ωпр и не пропускающий В.Ч. составляющие.

Так фазокомпенсационным способом с помощью введенных элементов подавляется зеркальный канал. Степень этого подавления определяется выражением: (σз дб=-20lg[sin(0,5Δφ]), где погрешность фазового сдвига в RC-цепочках Δφ очень мала, вплоть до 7 минут. В этом случае σз=80 дБ в отличие от прототипа, где σз=35 дБ.

Технико-экономическим эффектом изобретения является повышение помехоустойчивости и качества приема сигналов в железнодорожных радиостанциях (ЖР), что способствует повышению безопасности движения поездов, а также упрощению и удешевлению приемника. Это достигается за счет дополнительного подавления зеркального канала в приемнике на 80 дБ вместо 35 дБ введенными элементами и их связями.

Фазокомпенсационный подавитель зеркального канала в приемнике радиосигналов, состоящий из преселектора (ПРС), двух смесителей, гетеродина, фазовращателя на 90°, фазоинвертора, сумматора, фильтра сосредоточенной селекции (ФСС), причем, сигнальные входы обоих смесителей соединены между собой накоротко и подключены к выходу ПРС приемника, а выход гетеродина подключен ко второму входу первого смесителя непосредственно и ко второму входу второго смесителя - через фазовращатель на 90°; выход сумматора соединен со входом ФСС, отличающийся тем, что в него дополнительно введены два резистора одинаковых сопротивлений, два конденсатора одинаковых емкостей и два ограничителя амплитуды сигналов, причем, первый резистор и первый конденсатор подключены последовательно к выходу первого смесителя, а второй конденсатор и второй резистор подключены последовательно к выходу второго смесителя; вход первого конденсатора подключен к первому входу сумматора через первый ограничитель амплитуды, а вход второго резистора подключен к второму входу сумматора только через второй ограничитель амплитуды при частоте гетеродина меньше частоты входного сигнала или через последовательно соединенные фазоинвертор и второй ограничитель амплитуды, если частота гетеродина больше частоты входного сигнала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиотехники. Способ борьбы с гармонической помехой при автокорреляционном методе приема информации с использованием шумоподобных сигналов включает вычисление комплексных огибающих первого и второго периодов принимаемого сигнала, вычисление с помощью дискретного преобразования Фурье спектральных функций этих комплексных огибающих, умножение спектральной функции первого периода сигнала на комплексно-сопряженную спектральную функцию второго периода сигнала, вычисление с помощью обратного дискретного преобразования Фурье взаимно-корреляционной функции между этими комплексными огибающими, выбор максимальной компоненты взаимно-корреляционной функции и сравнение ее с порогом, при этом вычисляют квадраты огибающих спектральных функций первого и второго периодов сигнала, вычисляют дисперсии квадратов огибающих спектральных функций первого и второго периодов сигнала, осуществляют нормировку квадратов огибающих спектральных функций первого и второго периодов сигнала на соответствующие им дисперсии, в нормированных спектральных функциях первого и второго периодов сигнала выполняют поиск максимальных компонент и определяют их позиции, сравнивают значения отобранных максимальных компонент с величиной установленного порога, который определяют в соответствии с допустимой величиной вероятности ложной идентификации гармонической помехи, в случае превышения ими установленного порога в спектральных функциях комплексных огибающих первого и второго периодов элементы, находящихся на позициях отобранных максимальных компонент и их окрестностях, обнуляют, причем окрестности позиций отобранных максимальных компонент определяют уровнем гармонической помехи.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах оптической связи. Технический результат состоит в повышении надежности функционирования устройства.

Изобретение относится к системам беспроводной связи и предназначено для предоставления истории информации, ассоциированной с информацией времени, способно отображать внутреннюю или внешнюю ассоциированную информацию, ассоциированную с информацией времени, как один элемент информации, и способно интуитивно предоставлять историю информации, ассоциированной с соответствующим временем, путем управления информацией времени.

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано для реализации корреляции элементарных сигналов для многоканального поиска. Технический результат - эффективная экономия ресурсов памяти и снижение издержек и сложности аппаратного обеспечения, а также повышение гибкости операции корреляции.

Изобретение относится к мобильному устройству. Техническим результатом является предотвращение возникновения явления смыкания между сенсорной панелью и панелью отображения, а также сокращение вероятности возникновения сбоя, когда пользователь касается панельного блока через окно крышки.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в панорамных приемниках станций радиопомех, радиопеленгаторах, средствах радиомониторинга и аналогичных устройствах для обнаружения источников радиоизлучения (ИРИ) в условиях шума неизвестной интенсивности.

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано для осуществления цифрового предыскажения основной полосы частот канала передачи. Устройство для осуществления цифрового предыскажения основной полосы частот включает в себя канал передачи, включающий в себя цифроаналоговый преобразователь, модулятор, усилитель и усилитель мощности, и дополнительно включает в себя аналоговую часть канала обратной связи, включающую в себя диодный детектор, фильтр и аналого-цифровой преобразователь, и цифровую часть канала обратной связи, включающую в себя предысказитель, блок получения режима, генератор коэффициента предыскажения и блок коррекции обратной связи.

Изобретение относится к технике передачи дискретной информации по параллельным каналам и может использоваться в радиостанциях и на приемных центрах при анализе качества радиоканалов связи и выбора для приема наилучшего из них.

Изобретение относится к портативному терминалу. Техническим результатом является расширение арсенала технических средств.

Изобретение относится к области радиосвязи. Техническим результатом является обеспечение возможности мобильному терминалу выборочного управления любым из множества бытовых приборов.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при супергетеродинном приеме и демодуляции сложных сигналов с фазовой манипуляцией (ФМн) с подавлением ложных сигналов, помех, принимаемых по дополнительным каналам.

Изобретение относится к радиотехнике и может найти применение при создании высококачественных радиоприемных устройств вещательного и связного назначения с целью подавления зеркального канала.

Изобретение относится к радиотехнике для использования в приемной аппаратуре связи метрового, дециметрового и сантиметрового диапазонов длин волн. .

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при супергетеродинном приеме радиосигналов для подавления зеркальной помехи. .

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемных устройствах супергетеродинного типа различного назначения для ослабления помех, принимаемых на частоте зеркального канала.

Изобретение относится к радиотехнике и обеспечивает снижение потерь преобразования и расширение полосы рабочих частот. .

Способ увеличения объема частотного ресурса относится к радиотехнике и может быть использован для создания дополнительных ресурсов передачи и получения информации с помощью радиоволн. Техническим результатом изобретения является увеличение параметрической размерности радиосигналов за счет формирования радиосигналов, ортогональных друг другу по двум независимым частотным параметрам. Указанный технический результат достигается за счет того, что в формируемое излучающей антенной используемое электромагнитное поле радиосигналов вводится ротация вектора поляризации с частотой, не превышающей значения несущей частоты. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх