Устройство компенсации помех

(19) (1 А 2 504 Н 04 В 1 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРВ 1329578, кл. Н 04 В 1/12, 1985.Авторское свидетельство СССРУ 1083370, кл. Н 04 В 1/12, 1981.(54) УСТРОЙСТВО КОМПЕНСАЦИИ ПОМЕХ(57) Изобретение м,б. использованов системах дуплексной радиосвязи.Цель изобретения - повышение быстродействия и уменьшение уровня нескомпенсированного остатка помехина выходе. Для предотвращения самовозбуждения, обеспечения устойчивойработы устройства и уменьшения воз;действия посторонних наводок ВЧ напряжение через эл-т 23 развязки подается на модулятор 12. Частота г-ра 11, с к-рой осуществляется моДуляция, выбирается в полосе частот15-20 кГц. Если помехи являютсяузкополосными, к вычитателю подводится напряжение, совпадающее по формес наводимым, но в противофазе, чтопозволит скомпенсировать наводимоенапряжение помехи. Часть выходноймощности радиопередатчика, создающего помеху, подается на вход фазового расщепителя (ФР) 1, с выходак-рого напряжение поступает на управляемые аттенюаторы (УА) 2 и 10, Напряжения на входе ФР 1 и на выходесумматора 3 имеют одинаковые спектры разные амплитуды и сдвинуты пофазе на угол у , к-рый можно изменять, изменяя коэф. передачи УА 2и 1 О. Компенсационное напряжение ссумматора 3 поступает на вход фазовращателя 4, к-рый компенсирует постоянный фазовый сдвиг, вносимыйфидерными линиями, и фазовый сдвиг внем устанавливается при установкеустр-ва на объекте. 1 ил.Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системах дуплексной радиосвязи.Цель изобретения - повышение быстродействия и уменьшение уровня нескомпенсированного остатка помехи на выходе.На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства компенсации помех.Устройство компенсации помех содержит фазовый расщепитель 1, первый управляемый аттенюатор 2, сум- матор З,фазовращатель 4, вычитатель 5, первый синхронный детекор 6, первый полосовой усилитель 7, второй синхронный детектор 8, второй поло- совой усилитель 9, второй управляемый аттенюатор 10, генератор 11, модулятор 12, дополнительные синхронные детекторы 13 и 14, интегрирующие усилители 15 и 16, вторые дополнительные синхронные детекторы 17 и 18, третьи дополнительные синхронные детекторы 19 и 20, первые до - полнительные интегрирующие усилители 21 и 22, элемент 23 развязки, дополнительный сумматор 24, квадратор 25, второй дополнительный интегрирующий усилитель 26, блок 27 деления, третий дополнительный интегрирующий усилитель 28, инвертор 29, четвертый дополнительный синхронный детектор 30, четвертый дополнительный интегрирующий усилитель 31.Устройство работает следующим образом.%Напряжение помех наводится на при. емную антенну (не показана), например, от одного или нескольких работающих радиопередатчиков (не показано), размещенных на том же объекте, что и радиоприемник (не показан), и поступает на первый вход устройства, т.е. на второй вход вычитателя 5. Для предотвращения попадания наводимого на приемную антенну напряжения на вход радиоприемника необходимо к вычитателю 5 подвести напряжение, строго совпадающее по форме с наводимым, но в противофазе, что позволяет скомпенсировать наводи мое напряжение помехи. Для этого часть выходной мощности радиопередатчика, который создает помеху, подается на вход фазового расщепителя 1, с выходов которого это напряжение поступает на входы первого 2 и вто-. рого 1 О управляемых аттенюаторов.Напряжения на выходах указанных аттенюаторов можно записать в видеу = А(с)11, зп ;у = А11 соз Сд с,ггде 11 И - коэффициенты передачипервого 2 и второго 10 управляемых 10 аттенюаторов 2 и 1 О.Тогда напряжение на выходе сумматора 3 можно записать в видеу(е)= АИасап(ы+ср), (2)г15 где Ю = У + И,= Ч,/здп( = 11/сов;= агсгд(И,/М ).Напряженияна входе фазового расщепителяи на выходе сумматора 3имеют одинаковые спектры, разные амплитуды и сдвинуты по фазе на угол у,который можно изменять, изменяя коэффициенты передачи первого 2 и второго10 управляемых аттенюаторов. Компенсационное напряжение с выхода сумматора 3 поступает на вход фазовращателя 4, который компенсирует постоянныйфазовый сдвиг, вносимый фидерными линиями, и фазовый сдвиг в нем устанавливается при установке устройства компенсации помех на объекте.Для управления первым 2 и вторым10 управляемыми аттенюаторами частьнапряжения с выхода вычитателя 5 чеЗ 5 рез элемент 23 развязки, предотвращающий обратное проникновение напряжения генератора 11 и его гармоник через модулятор 12, а также составляющих напряжения четвертого дополнительного синхронного детектора 30 навход радиоприемника, подается навходы модулятора 12 и четвертого дополнительного синхронного детектора 30.В общем случае напряжение на выходе вычитателя 5 представляет собойразность между напряжением, наводимым на антенну, и суммарным компенсационным напряжением от М радиопереб 0 датчиков, в общем случае являющимсякомплексным. Скалярное напряжение навыходе вычитателя 5 можно записать ввиде8(е) - М у(с) + х(е), (3)где у(С) - скалярное напряжение навыходе приемной антеннына входе устройства;деР,=;1 ьй д:- )ац.у)д-, фМ 1,-т -т Уменьшение Р возможно произвести за счет перехода от известного И(Г) к оптимальному его значению, соответствующему Рза счет спусЕ минка по направлению отрицательного вектора градиента Р по Ы(Г), т.е. в том направлении, в котором Р уменьшается с наибольшей скоростью,В случае, если помехи являются узкополосными, т.е. их спектор значительно уже (на порядок и более) центральной частоты, выражения для вектора градиента Р , коэффициента передачи и вектора весовых коэффициентов можно записать в виде огай (Р ) =су, Б); (5) 40(огай(Р) у Б)8 гай(Р )у 1М =- -К(7)8 гас(Р )дГ. (7)45Устройство компенсации помех Осуществляет минимизацию суммарной мощности помехи на выходе вычитателя 5.Для того, чтобы предотвратить самовозбуждение, обеспечить устой чивую работу устройства и уменьшить воздействие посторонних наводок высокочастотное напряжение через элемент 23 развязки подается на модуля-. тор 12, где осуществляется его модуляция. Частоту генератора 11,с которой осуществляется модуляция, следует выбирать в полосе частот 15- 20 кГц. Прямоугольные импульсы с ра(6)вектор весовых коэффициентов (коэффициентов передачи первого 2 и второго 10управляемых аттенюаторов);у(Г)-М в мерн вектор напряженияпомех;Т - транспортирование матрицыили вектора,Задачей устройства компенсации помех является установка такого значения вектора весовых коэффициентов,чтобы он производил минимизацию соответствующей метрики помехи (сигнала), например минимизацию отношения Бпомеха-сигнал или минимизацию полнойвыходной мощности за какой-то определенный промежуток времени Т. В общем случае минимизацию суммарной выходной мощности можно записать в ви диочастотным дополнением с выходамодулятора 12 подаются на входы первого 6 и второго 8 синхронных детекторов; на другие входы которых подаются два ортогональных напряжения свыходов фазового расщепителя 1. Свыходов первого 6 и второго 8 синхронных детекторов два ортогональныхнапряжения со средней частотой, равной частоте генератора 1, поступают на первый 7 и второй 9 полосовыеусилители, где осуществляется фильтрация основной частоты и продуктовпреобразования. С выходов первого 7и второго 9 полосовых усилителейнапряжение поступает на дополнительные синхронные детекторы 13 и 14,на другие входы которых подаетсянапряжение от генератора 11. Напряжение с выходов дополнительных синхронньсс детекторов 13 и 14 поступаетна интегрирующие усилители 15 и 16,которые осуществляют интегрированиеэтих напряжений и умножение усиления на 1/Т, таким образом образуяна выходах интегрирующих усилителей 15 и 16 напряжениясоответствующие квадратурной исинфазной составляющим вектораградиента. Напряжение синфазной составляющей вектора градиента с выхода интегрирующего усилителя 16 поступает на входы второго 17 и третьего 19 дополнительных синхронных детекторов. Напряжение с выхода второго дополнительного синхронного детектора 17 подается на один из входов дополнительного сумматора 24. Напряжение квадратурной составляющей вектора градиента с выхода интегрирующего усилителя 15 поступает на входы второго 18 и третьего 20 дополнительных синхронных детекторов. Напряжение с выхода второго дополнительного синхронного детектора 18 подается на второй вход дополнительного сумматора 24. Напряжение с выхода дополнительного сумматора 24 подается на вход четвертого дополнительного синхронного детектора 3, и на квадратор 25. Напряжение с выхода четвертого дополнительного синхронного детектора 30 через четвертый дополнительный интегрирующий усилитель 31, осуществляющий интегри. рование и умножение на 1 Т, подается в виде числителя на блок 27. Напряже.13634 10 20 25 30 ние с выхода квадратора 25 черезвторой дополнительный интегрирующийусилитель 26, осуществляющий интегрирование и умножение на 1/Т, подается в виде знаменателя на блок 27.Напряжение на выходе блока 27, эквивалентное оптимальному коэффициентупередачи К(С), усредняется и умножается на 1/Т третьим дополнительныминтегрирующим усилителем 28, инвертируется инвертором 29 и подаетсяна вторые входы третьих дополнитеЛьных синхронных детекторов 19 и 20.Напряжение с выхода третьего дополнительного синхронного детектора 19интегрируется первым дополнительныминтегрирующим усилителем 21 с коэффициентом передачи, равным единице, ив виде напряжения синхронной состав-,ляющей вектора весового коэффициентаИ,(С) выражения , подается на управляющий вход первого управляемогоаттенюатора 2. Аналогичным образомнапряжение с выхода третьего дополнительного синхронизатора детектора20 интегрируется первым дополнительным интегрирующим усилителем 22 скоэффициентом передачи, равным единице, и в виде напряжения квадратурной составляющей вектора весовогокоэффициента Иподается на управляющий вход второго управляемогоаттенюатора 10. 35На выходах интегрирующих усилителей 15 и 16 получаем напряжения, эквивалентные составляющим вектора градиента Р , определяемые выражением 5. На выходе блока 27 получаем напряже ние, эквивалентное коэффициенту передачи цепи управления, определяемому выражением 6. На выходах первых дополнительных интегрирующих усилителей 21 и 22 получаем напряжения, эквива лентные составляющим М, и И вектора весовых коэффициентов Щ 1), определяемого выражением (7). 886Формула изобретенияУстройство компенсации помех по авт. св. У 1083370, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и уменьшения уровня нескомпенсированного остатка помехи на выходе, в него введены два вторых дополнительных синхронных детектора, два третьих дополнительных синхронных детектора, два первых дополнительных интегрирующих усилителя, элемент развязки, соединенный последовательно дополнительный сумматор, квадратор и второй дополнительный интегрирующий усилитель, соединенные последовательно блок деления, вход делителя которого соединен с выходом второго дополнительного интегрирующего усилителя, третий дополнительный интегрирующий усилитель и инвертор, соединенные последовательно четвертый дополнительный синхронный детектор, входы которого соединены соответственно с выходом дополнительного сумматора и входом модулятора и четвертый дополнительный интегрирующий усилитель, выход которого соединен с входом делимого блока деления, выход каждого интегрирующего усилителя соединен с управляющим входом соответствующего управления аттенюатора через соединенные последовательно соответствующий третий дополнительный синхронный детектор, другой вход которого соединен с выходом инвертора, и соответствующий первый дополнительный интегрирующий усилитель, выход каждого интегрирующего усилителя соединен с соответствующим входом дополнительного сумматора через соответствующий второй дополнительный синхронный детектор, другой вход каждого из которых соединен с соответствующим выходом фазового расщепителя, выход вычитателя соединен с входом модулятора через элемент развязки.1363488 Составитель Н.МельниковРедактор Т.Лазоренко Техред Л.Сердюкова, Корректор М.Максимишин Заказ 6381/54 сн СР венногретении по113035 оизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 ТиракГосударелам из Москва Подпикомитета С и открытий ушская наб