Устройство подавления радиоимпульсных помех

)4 Н 04 В 11 ГОСУДАРСТВЕННПО ИЗОБРЕТЕНИЯПРИ ГКНТ СССР И КОМИТЕТ И ОТКРЫТИЯМ ЕНИ кии ин с ОИМ ся к радиоано длячии радиоимль иэобретероизвольноиью, превыо сигнала мпоезного Вй ИСАНИЕ ИЗОБРЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРВ 1445525, кл. Н 04 В 1/10, 1987.Патент США М 3950751,кл. 343-18 Е, 1976.(54) УСТРОЙСТВО ПОДАВЛЕНИЯ РАД 1ПУЛЬСНЫХ ПОМЕХ(57) Изобретение относиттехнике и м,б, использовприема сигналов при налипульсных помех (РИП). Цения - уменьшение на выходе устр-вуровня хаотических РИП пдлительности и с мощностшающей мощность полезногбеэ увеличения искажения пол сигнала и беэ сниженияПоставленная цель до тигдением в устр-во трехотвмента 1 задержки, ключа6 памяти, блок 11 оценкиРИП, блока 12 формированго уровня, порогового об13 с постоянным уровнеммирователя 14 импульса.времени Г интегрируюпгегв блоке 11 выбирается пдполучения малой случдйноти оценки амплитуды примощности некоррелированндействующего полезного ссрабатывания 0,5 А котливается при действии мопозволяет получить одинана задержек включения иблока 1 О, управления коммутаточто необходимо для эффективногдавления помехи, 2 ил,го уровня,детя ввеодного эле -5, элементаамплитудыия пороговонаружителяпорога, форПостоянндяо фильтраусловияи погрешно: -эаданнойого пмдигндла. ПорогИзобретение относится к радиотех= нике и может быть использовано при приеме сигналов в условиях наличия радиоимпульсных помех,Цель изобретения - уменьшение на выходе устройства уровня хаотических радиоимпульсных помех произвольной длительности и мощностью, превышающей мощность полезного сигнала без 10 увеличения искажения полезного сигнала и без снижения его уровня.На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройстваподавления радиоимпульсных помех; нафиг, 2 - эпюры напряжений, поясняющие работу устройства подавлениярадиоимпульсных помех,Устройство подавления радиоимпульсных помех содержит трехотводный элемент 1 задержки, детектор 2 огибающей, ограничитель 3, вычитательключ 5, элемент 6 памяти, фильтр 7верхних частот, балансный модулятор 8, коммутатор 9, блок 10 управления коммутатором, выполненный ввиде порогового обнаружителя с управляемым уровнем порога, блок 11 оценки амплитуды радиоимпульсной помехи.блок 12 формирования порогового уров в 30ня, пороговый обнаружитель 13 с постоянным уровнем порога и формирователь 14 импульса.Устройство подавления радиоимпульсных помех работает следующим образом.На вход устройства поступает ад дитивная смесь полезного сигнала,мощной импульсной помехи и некоррелированного шума, Полезный сигналпредставляет собой радиоимпульс длительностью Т э с внутриимпульсной модуляцией по частоте или фазе и амплитудой А. Помеха с амплитудой А идлительностью Т 11 представляет собойлибо радиоимпульс с постоянной несущей частотой, либо радиоимпульс свнутриимпульсной модуляцией по частоте или фазе, некоррелированный сполезным сигналом. Параметры сигналаи помехи - задержка во времени, амплитуда (мощность), начальная фаза -50полагаются случайными, априорно неизвестными величинами. Предполагается, что мощность полезного сигналаи некоррелированного шума значительно меньше мощности помехи.Входной процесс поступает на входтрехотводного элемента 1, с помощьюкоторого формируется три задержанных во времени колебания. Эпюры огибающихвходного процесса с первого и третьего отводов трехотводного элемента 1задержки представлены на фиг. 2 (эпюры а, в, и соответственно).для случая, когда сигнал и помеха перекрываются во времени и Т з ( Т . На отрезках времени, где игнал й помеха перекрываются во времени, возникают биения, что отмечено штриховкой на указанных эпюрах, Для упрощения эпюри наглядности на фиг. 2 не показаны некоррелированные шумы, так как их наличие не сказывается на принципе действия устройства. Входной процесс поступает на пороговый обнаружитель 13, на выходе которого вырабатывается импульс обнаружения, по заднему фронту которого в формирователе 14 вырабатывается импульс длительностьюТф, управляющий элементом 6 памяти,Порог обнаружения Бпорогового обнаружителя 13 выбирается из условия получения заданной малой вероятности его ложного срабатывания при отсутствии мощной помехи на входе, Колебание с первого отвода трехотводного элемента 1 задержки, задержанное относительно входного на время С,1 поступает на блок 11, в котором вырабатывается напряжение оценки априорнонеизвестной амплитуды помехи. Напрялжение оценки А г показано на фиг,2 г. При действии импульсной помехи имеется погрешность оценки ЛА= А- А, которая содержит регулярную (детерминированную) составляющую, обусловленную инерционностью интегрирующего фильтра, входящего в состав блока 11, и случайную, вызванную действием некоррелированного шума и полезного сигнала. Регулярная составляющая погрешности быстро спадает с течением времени и оказывается пренебрежимо малой при г ) (3-4) с гдеС - постоянная времени интегрирующего фильтра в бгйке 11. Постоянная времени Г выбирается из условия получения малой случайной погрешности оценки амплитуды при заданной мощности некоррелированного шума и действующего полезного сигнала. Применительно к данному устройству это означает, что относительное средне- квадратическое значение погрешности оценки амплитуды помехи должно быть в 3-5 раз меньше требуемого коэффициента ослабления помехи, что состав5 1494ляет величину порядка процента, Поэтому необходимое время анализа оценки амплитуды помехи оказывается существенно большим чем время необФ Ф5ходимое для ее обнаружения. На отрезке времени от 0 до Туправляющийимпульс на входе элемента 6 памятиотсутствует, В этом режиме элемент 6памяти пропускает напряжение оценкилА (фиг. 2 д) на входы ключа 5 иблока 12, Последний вырабатывает пороговое напряжение, равное наибольлшему из двух величин 0,5 А 1 иВеличина Бо определяет порог блока10 при отсутствии мошной помехи ивыбирается исходя из тех же соображений, что и порог для пороговогообнаружителя 13. Порог срабатываниял0,5 А , который устанавливается придействии мощной помехи, позволяетполучить одинаковые времена задержеквключения и выключения блока 10, чтонеобходимо для эфф ктивного подавления помехи, Процесс обнаружения помехи блоком 10 поясняется эпюрой нафиг. 2 е, где представлено напряжениепорога У, огибающая входного напряжения блока 10 (пунктир) и напряжениеБна его интегрирующем фильтре, При З 0вйбранном алгоритме обнаружения помехи задержки включения Д и выклю 1чения Д равны одна другой и не завигсят от априорно неизвестной амплитудыпомехи А , Мешающее действие шума и35полезного сигнала, некоррелированныхс помехой, приводят к тому, что задержки Д,и дбудут случайными величинами, которые могут быть представленыв следующем виде:д,.= а; + дгде 1 = 1,2,Л;, д; - регулярная и флюктуационная составляющиезадержки ссответственно.Сигнал обнаружеаия помехи с выходаблока 10 (фиг, 2 ж) замыкает ключ 5и устанавливает коммутатор 9 в состояние, при котором напряженйе с вы- БОхода балансного модулятора 8 проходит навыход устройства, при этомкомпенсирующее напряжение с выходаэлемента 6 памяти поступает черезключ 5 на вычитатель 4. 55Ослабление мощной помехи осуществляется в подавителе, включающемдетектор 2 огибающей, ограничитель3, вычитатель 4, фильтр 7 верхних 225 6частот и балансный модулятор 8. На выходе детектора 2 выделяется напряжение огибающей входного процесса (фиг. 2 и), Это напряжение может быть представлено в следующем виде для случая воздействия мощной помехи:А (с) = А + А сов(гд, - ы )с + + - гр )Ч. згде А,ы, г - огибающая, центральная частота и мгновенная начальная фазаузкополосного колебания (индексы 1, Бготносятся соответственно к помехе и сигналу).Компенсирующее напряжение, поступающее с выхода ключа 5 (фиг, 2 з) может быть записано в видеА(с 1 А зиуагде Аэ - напряжение оценки амплитуды помехи с выхода элемента 6 памяти,Напряжение на выходе вычитателя 4 равноАз(с) = дА 1 + Асов ы - И ) С + + г 1, Чв 3 югде Л А = А - А - погрешностьЬапоценки амплитуды помехи. Первое слагаемое этого соотношения является медленно изменяющимся процессом, который в основном не проходит через фильтр 7; второе слагаемоедля произвольных параметров сигнала и помехи - является высокочастотным процессом, который практически полностью проходит через фильтр 7 в случае, если его полоса режекции выбрана равной 0,03-0,06 ширины спектра полезного сигнала.Напряжение на выходе ограничителя 3 представляет собой радиочастотное колебание, мгновенная фаза которого при действии мощной помехи практически идентична мгновенной фазе воздействующей помехи, В балансном Модуляторе 8 осуществляется перемножение напряжений с выходов блоков ограничителя 3 и фильтра 7 и образуется напряжение, в котором помеха существенно подавлена. Рассмотрим процессы в устройстве по окончании действия мощной помехи, В момент времени Тгг вырабатывается управляющий импульс длительностью Т с выхода формирователя 14, На этот отрезок времени в элементе6 памяти осуществляется запоминание значения оценки помехи соответстнуфУющее моменту времени Т Время задержки Т выбирается несколько боль 5 ше задержки включения формировдтел 14 по отношению к заднему фронту помехи, действующей ца входе, Задержка с 2 должна быть равной или нескольлко большей врелсени, необходимого для получения оценки амплитуды помехи с заданной погрешностью, Задержка ныбырдется равной ьз = 1 р Г 12 р д держки сс Г, Сз реализовацы с. ,помощью трехотводного элемента 1 задержки, в котором с ерного отвода СССссыдС тСЯ КО.1 ЕбдсСИЕ С ЭддЕржКОй лвторого - с задержкой с, + ь , слл третьего - с зддержкойс "с., + 2, + сДлссте:сьсасть импульса формироателя 1 Гс ныбирается так, чтобы к моменту окончания этого импульса переходцые процессы в блоке 10 завершились (фиг, 2 б,е). ПоэтомуФ"1 "2 "Э 25Пдпряжецие ца выходе предлагаемого устройства представлено на фиг, 2 к с учетом действия шумов, Пескомпенсирондссссьсе остдтки цо."сохи со; тоятиэ двух коротких импульсов на Фронтах ссолсехчс, близких по Форме к прямоугольссьсм, с дмплитугСами, практически рдвныси амплитуде нозпействующейпомехи Аи длительностями й и ЛсеКроме того, имеется составляющаяпомехи с затухающей огибающей с нд 35чдльным значением дмплитугсы ЛАс,кривая А на фиг, 2 к). Для известного устройства затухающая составляю 3щая нескомпенсированных остатков имеет начальное значение амплитуды А(кривая В на Фиг2 к),Рассмотрим работу устройства н режиме отсутствия мощной помехи. Вэтом случае блок 11 устанавливает 45выходное напряжение 1), . Блок 10 цесрабатывает, коммутатор 9 установленн положение, при котором выход устройства подключается к третьему отводу трехотводного элемента 1, Такимобразом, полезный сигнал проходитнепосредственно на выход устройсгнабез искажеий. Постоянная задержка,нцосимдя трехотнодным элементом 1задержки, является погрешностью сис 55тематической и легко может быть учтеа н системе обработки сигнала. Таким образом, полезный сигнал проходит через данное устройство практическ с без искджений в любой рассмотрессцой сигнально-цомехоной ситуации. формула и з о б р е т е ц и чустройство подавления радиоимпульс"ых помех, содерждссСее коммутатор, выход которого является выходом устройства, фильтр верхних частот, вычитдте.сь, детектор огибающей, сс рд- ЦИ снтЕ:СЬ, ВХОД КОТОРОГО СоЕДИЕН входим детектора с гибдющец, балансцый модулятор, входы которого соедиеы с выходом фи:сыра верхних частот и входом ограничителя соответственно, блок управления коммутатором, выход которого соединен с управляющимнхополс коммутатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, чтс, с целью у мс.ньшеия цд вьсходе устрс йстнд уровня хдотйческссх радиоимпульсых помех произвольой длительности и мощностью, превышающей мощность полезного сигнала без увеличения искажения полезного сйс нала и без снижения его уровня, в с его нведешс трехотнодцый лемец г задержки, вход которого является ходом устройства, а третий отвод соедине с входом детскторд огибаюсцей и перыл. нх,.дс 1 колсмутдторд,ключ, упрсснляюшии вход которосо соеПине с выходом блока управления коммутагором, а выход - = первьслс входом ньяситдтеля, соедсзне:сые последователь но бцок оценки амплитуды рдпиоимпульсной 11 омехц, вход когорого соединен с ПЕРНЫМ ОТВОДОМ гРЕХОтВОД 1 ССсГО ЭЛЕМЕНтд задержки, элемент памяти, выход которого соединен сигнальным входом ;лючд, и блок формирования порогового уровня, соединенные последовательно пороговый обссдружитель ;. постояцым уроссцем порога, вход ко горого соединен с входом устройства, и Формирователь импульса, выход которого соединен с управляющим входом элемента памяти, всорой ход колсмутдтора соединен с ныходосс балансего модулятора, второй вход вычитателя соединен с выходом детектора огибающей, выход вычитателя соевиен с входом Фильтра верхних частот, блок управления коммутатором выполнен в виде порогового обцаружителя с управляелсым уровнем порога, при этом его вход и вход управления уровнем порога соедицены соответственно ". вторым отводомтрехотводного элемента задержки ивыходом блока формирования пороговогоуровня,1494225 Составитель Н.МельниковРедактор М.Петрова Техред М.дидык Кооректор Т.Мал Заказ 4131/ ирах б ри ГКНТ ССС Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ухгород, ул. Гагарина, 1 О ВНИИПИ Государствен 113го комитета по и 5, Москва, Ж,Подписноеобретениям и открытиям Раущская наб., д. 4/5