Устройство для разнесенного приема телеграфных сигналов

(088.8)идетельство04 В 7/02,етельство С4 В 7/02,СССР982,СР ГОСУДАРСТВЕННЪЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЪ 1 ТИЙ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗНЕСЕННОГО ПРИЕМА ТЕЛЕГРАФНЫХ. СИГНАЛОВ(57) Изобретение обеспечивает повышение помехоустойчивости в условиях воздействия сосредоточенных помех. Устр-во содержит каналы разнесения 1, сумматор 2, блок обратной связи 3, блок прерывания программы 4, мультиплексор ввода 5, вычислительный блок 6 и и демультиплексор выводаКаждый канал разнесения 1 содержит основной приемный блок 8, блок фазирования 9, регистр 10, дополни4 12921 тельный приемный блок 11, фазовращатель 12, блок определения разности сигналов 13, блок демодуляции 14 и измеритель временных искажений 15. На первом этапе происходит компенса-, ция сосредоточенных помех в каждом канале разнесения с помощью адаптивного модуля, представляющего собой пару близко расположенных антенн и осуществляющего регулировку фаз в антеннах основного и дополнительного приемных блоков 8, 11 и вычитание помеховой компоненты в блоке определения разности сигналов 3. Регулировка фаз происходит по критерию минимума временных искажений телеграфных посылок, Повьшение помехоустойчивости приема осуществляется на втором этапе обработки, когда осуществляется когерентное сложение сигналов с далеко разнесенных адаптивныхдвухантенных модулей - ослабителейсосредоточенных помех, При этом чемвыше отношение сигнал/помеха, темменьше величина временных искажений,2 ил, Изобретение относится к радиосвя-,зи и может найти применение на приемных радиоцентрах.Целью изобретения является повышение помехоустойчивости в условиях 5воздействия сосредоточенных помех,На фиг,1 изображена. структорноэлектрическая схема устройства; нафиг,2 - векторные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства,10Устройство содержит каналы 1 раз- несения, сумматор 2, блок 3 обратной связи, блок 4 прерывания программы мультиплексор 5 ввода, вычислитель ный блок 6 и демультиплексор 7 вывода, причем каждый канал 1 разнесения содержит основной приемный блок 8 блок 9 фазирования, регистр 10, дополнительный приемный блок 11, фазовращатель 12, блок 13 определения разности сигналов, блок 14 демодуляции и измеритель 15 временных искажений,Устройство работает следующим образом. 25На первом этапе происходит компенсация сосредоточенных помех в каждом канале разнесения с помощью адаптивного модуля, осуществляющего регулировку фаз в антеннах основного 8 и 30 дополнительного 11 приемных блоков и вычитание, помеховой компоненты в блоке 13 определения разности сигналов, Регулировка фаз происходит по критерию минимума временных искажений те леграфных посылок, которые на приемном конце радиолинии в основном определяются мощными сосредоточеннымипомехами, т,е. сигналами с отличнымиот полезных сигналов информационнойскоростью и модуляцией, При этоммодуль работает как компенсатор сосредоточенной помехи.Для эффективной компенсации помехи используют пару близко расположенных антенн (на расстоянии не более полуволны принимаемых колебаний)для обеспечения высокой корреляциинапряжений помех на антеннах, Такоеустройство (модуль) не обладает свойствами устроиств для разнесения приема и поэтому не молет обеспечитькачественный прием в условиях замираний сигналов,Повышение помехоустойчивости приема в условиях замираний обеспечивается на втором этапе обработки, некотором решующую роль играет когерентное сложение сигналов с выходов далеко разнесенных между собой адаптивных двухантенных модулей - ослабителей сосредоточенных помех. Пространственный разнос между модулямивыбирают на много больше длины волны принимаемых колебаний с цельюобеспечения пространственной декорреляции замираний,На фиг,2 показаны векторные диаграммы, иллюстрирующие возможность компенсации помех в адаптивном модуле, содержащем две разнесенные на малое расстояние антенны. На первой антенне фиг,2 а) электромагнитным по1292195 где а, Я,Я а= а лем наводится ЭДС Б , равная геометрической сумме напряжений сигнала0, и помехи Б, , На второй антеннетем же электромагнитным полем наводится ЭДС Ьр , равная геометрической,гсумме напряжений сигнала О и поме 2хи 0, Ввиду малого разноса антени амплитуды как помеховой,так и сигнальной компонент на обеихантеннах практически одинаковы, Од- щнако ввиду разных углов паденияэлектромагнитных волн помехи и сигнала на пару антенн углы сдвига фазнаведенных ЭДС на второй антенне относительно наведенных ЭДС на первой, 15антенне для сигнальной и помеховойкомпоненты разные, т,е. ЬчЬФси(фиг,26), Используя то обстоятельство, что амплитуды помеховых компонент на обеих антеннах одинаковые, 20можно развернув по фазе результирующие напряжения на второй антенне О7вычесть помеховые компоненты напряжений из результирующих напряженийОр и Б-, (Фиг,2 в), При этом помеховые компоненты дадут остаток, практически равный нулю, а сигнальныекомпоненты дадут остаток 0 , отличс 1ный от нуля, Отношение амплитуды остатка сигнала к остатку помехи многократно возрастает по сравнению сотношением амплитуды сигнальной компоненты к амплитуде помеховой компоненты на любой из пары антенн, т,е.помеха после такой операции практически подавлена, а отношение сигнал/помеха существенно возрастет.Очищенный от помехи сигнал одногоканала 1 разнесения далее когерентноскладывается с остальными очищенными 40сигналами других каналов 1 разнесения, что дает еще более существенноеповышение помехоустойчивости в условиях замираний сигналов,Поворот фазы результирующего вектора 11 на требуемый угол осуществляется системой автоматического регулирования, в которой на основании измерения некоторой величины в данномслучае величины временных искаженийтелеграфных посылок) дискриминатор(измеритель временных искажений) вырабатывает некоторый сигнал, величинакоторого пропорциональна измереннойвеличине. Этот сигнал поступает наблоки, назначение которых так преобразовать сигнал, чтобы он управлялфазовращателем 2 с целью уменьшенияизмеряемой величины,Алгоритм управления фазой напряжения на выходе одной из антенн должен учитывать особенности зависимости функции качества Я (в данном случае временных искажений) от угловых координат, а также стабильность этой зависимости от времени,Эксперименты показываютчто зависимость величины временных иска-, жений телеграфных посылок от угловых координат имеет многоэкстремаль- ный характер, а постоянная времени этой характеристики находится в диапазоне 150-200 мс.В указанных условиях наиболее целесообразно применение алгоритма преобразования, принадлежащего к классу градиентных алгоритмов, описываемых рекуррентным соотношением Х 1 = Х; - Г; огай С 1(Х, ),где Х - вектор управляемых параметров, каждый элемент которого в общем случае содержит две координаты (амплитуду и Фазу);Х, - последующее значение;Х, - предыдущее значение;Г; - квадратная матрица.Можно показать, что при соответствующем выборе матрицы Г; алгоритмобеспечивает оптимальное (в смысленахождения экстремума функции качества) С решение,В условиях многоэкстремальнойфункции качества и ограниченноговременного интервала, отведенногопод постройку, целесообразно обеспечить не нахождение глобальногоэкстремума, а функционирование системы с качеством не ниже некоторого порогового Я, выбираемого из конкретной помеховой обстановки.Учитывая сказанное, можно предложить следующий рекуррентный алгоритм преобразования -приращение фазы Х выполняется согласно выражению ЬХ= -а - гдп(ЬЯ),а - медленный шаг подстройки;а- быстрый шаг подстройки,В каждом каналеразнесения сигналы и помехи на антеннах основно 1292195го 8 и дополнительного 11 приемныхблоков наводят ЭДС суммы сигнала ипомехи, компоненты которых иэ-эа разных углов прихода отличаются по фазено практически одинаковы по амплитуде ввиду малого меньше полуволны)расстояния между антеннами, Эти ЭДСусиливаются и переносятся на промежуточную частоту основным 8 и дополнительным 11 приемными блоками,Сигнал промежуточной частоты с выхода допрлнительного приемного блока 15 через фазовращатель 12 поступает на блок 13 определения раз ности сигналов, на который также поступает сигнал с выхода основного приемного блока 8,40 С выхода блока 13 определения 20разности сигналов сигнал поступаетна блок 14 демодуляции, с выходакоторого демодулированный сигнал ввице телеграфных посылок поступаетна измеритель 15 временных искажений 25Величина временных искажений является параметром, по которому производится подстройка Фаэовращателя 12.Измеритель 15 временных искаженийвырабатывает оценку временных иска- ЗОжений в восьмиразрядном двоичномкоде, который поступает на соответствующие разрядные входы мультиплексоров 5 ввода, Одновременно с окончанием процесса оценки временных искажений измеритель 15 временных искажений вырабатывает сигнал прерывания,поступающий на соответствующий входблока 4 прерывания программы, с выхода которого сигнал требованияпрерывания поступает в вычислительный блок 6, находящийся в режимеожидания прерывания, Вычислительныйблок 6 по сигналу требования прерывания вызывает соответствующую программу обслуживания прерывания,которая организует машинный циклобращения вычислительного блока 6 ксоответствующему измерителю 15 временных искажений, Принятый двоичныйкод обрабатывается программой обслуживания прерывания.и пересылаетсямашинным циклом обращения вьгчислительного блека 6 в соответствующийадресуемый регистр 10. После пересыпки результата вычисления в соответствующий адресуемый регистр 1 О покоманде возврата из прерывания вычислительный блок 6 снова переводится в режим ожидания прерывания от других каналов 1 разнесения.Восьмиразрядный код, хранящийсяв адресуемом регистре О, являетсяуправляющим воздействием на фазовращатель 12, в соответствии с которымФазовращателем 12 устанавливаетсяфаза сигнала, поступающая на входблока 13 определения разности сигналов, на второй вход которой поступает сигнал от основного приемногоблока 8, Разность с выхода основногоприемного блока 8 поступает на входблока 14 демодуляции, с выхода которого демодулированный сигнал ввиде телеграфных посылок поступаетна измеритель 15 временных искажений,который готовит результаты измерений для следующего цикла работы поочередному прерываниа от измерителя15 временныхискажений,Обработка прерываний от каналовразнесения производится вычислительным блоком б циклически, чем осуществляется алгоритм компенсации сосрсдоточенной помехи ог удоьлетворительного состояния канала. В результате домеха в кадом канале 1 разнесения оказы -вается ослабленной, Очищенные от помехи, сигналы поступают на входыблока 9 фаэирования, Сигчалы с выходов блока 9 фаэирования поступаютна сумматор 2, где когерентно складываются, Выходной сигнал, представляющий собой сумму прошедших черезблоки 9 Фазирования очищенных от помехи сигналов, снимается с выходасумматора 2 Через блок обратной связи 3 сигнал, сформированный на выходе сумматора 2, поступает на управляющие входы блоков 9 фаэирования благодаря чему поддерживается синфаэностьскладываемых сигналов.устройство для разнесенногоприема телеграфных сигналов позволяет производить прием сигналов в условиях воздействия сосредоточенной помехи,Новая совокупность признаков обеспечивает ослабление влияния сосредогоченных помех при разнесенном прие -ме за счет того, что принимают сигналы в каждом .канале 1 разнесения, оценивают величину временньгх искажений телеграфных посьлок, которая за-. висит от отношения сигнал/помеха такчто чем выше это отношение, тем меньше величина временных искажений ипо результатам оценки управляют, например, с помощью градиентного метода фаэоврашателями 12 так, что на выходах блока 13 определения разности сигналов каждого из каналов 1 5 разнесения векторы помех, принятых антеннами дополнительных приемных блоков 11, вычитаются из векторов помех, принятых антеннами основных приемных блоков 8 каналов разнесения. 10 При этом ввиду малого разноса не более полуволны принимаемых колебаний дополнительных и основных антенн каналов 1 разнесения в каждом канале 1 разнесения помехи на антеннах мало отличаются по амплитуде, но отличаются по Фазе, что дает возможность вычесть помехи в противофазе, сводя их величину практически до уровня шумов, Сигнал также может быть ослаблен, но поскольку помеха скомпенсирована до уровня шумов, результирующее отношение сигнал/помеха на выходе блока 13 определения разности сигналов выше, чем в антенне канала 1 разнесения или в дополнительной антенне, и максимальное из всех возможных, Максимальное от.ношение сигнал/помеха доставляет оценке величины временных искажений мини- ЗО мум, что в свою очередь приводит к удержанию состояния Фазовращателей, соответствующего минимуму временных искажений, согласно градиентному методу. Очищенные от помех сигналы 35 каждого канала 1 разнесения, пройдя блоки 9 Фазирования, складываются когерентно на сумматоре 2. При этом отношение сигнал/помеха на выходе сумматора 2 увеличивается. 40,формула изобретенияУстройство для разнесенного приема телеграфных сигналов, содержащее каналы разнесения, сигнальный выход каждого из которых подключен к соответствующему входу сумматора, выход которого через блок обратной связи подключен к управляющему входу каждого канала разнесения, при этом каждый какал разнесения содержит основной приемный блок и блок фаэирования управляющий вход и выход которого является соответственно управляющим входом и сигнальным выходом канала разнесения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, чтб, с целью повышения помехоустойчивости в условиях воздействия сосредоточенных помех, в.него введены вычислительныйблок, блок прерывания программы, мультиплексор ввода и демультиплексор вывода, а в каждый канал разнесения введены регистр и последовательно соединенные дополнительный приемный блок, Фазовращатель, блок определения разности сигналов, блок демодуляции и измеритель искажений, причем второйвход и выход блока определения разности сигналов соединены соответственно с выходом основного приемного блока и сигнальным входом блока фазию3 рования, управляющие входы Фазовращателя соединены с выходами регистра, входы которого являются информационными входами канала разнесения, управляющий и информационный выходы измерителя временных искажений каждого канала разнесения подключены к входам соответственно блока прерывания программы и мультиплексора ввода, выходы которых подключены к соответствующим входам вычислительного блока, выходы которого подклюЧены к входам демультиплексора вывода, выходы которого подключены к информационным входам каждого кана-, ла разнесения.1292195 ДЖОпг Эиг Составитель О,АндрушкоРедактор Н,Гунько Техред Л.Сердюкова,Корректор М.Пожо Тираж 639 ПИ Государственного комитета СССРделам изобретений и открытийМосква, Ж 35, Раушская наб., д,4/ одписн аказ 2 Ь 8/59В 11303 Производственно"полиграфи ское предприятие, г.ужгород, ул,Проектная,4