Устройство подавления радиоимпульсных помех

.8 04 В 1/1 ВСЕСОЮЗНАЯ1 й.1-:";й%ЙОс,й,ИО:, А НИ 13иотехнический Ю,Садомски 8,8)355668,тельство СССР4 В 1/10, 1984 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБР К Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(54) УСТРОЙСТВО ПОДАВЛЕНИЯ РАДИОИМПУЛЬСНЫХ ПОМЕХ(57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - увеличение отношения мощности полезногосигнала к мощности радиоимпульснойпомехи, характеризующейся резкимиизменениями уровня огибающей внутрирадиоимпульса или от импульса к импульсу. Устр-во содержит эл-т 1 эа 2держки, вычитатель 2, подстраиваемый по частоте и фазе г-р 3, квадратичный детектор 4, пороговые эл-ты 5 и 9, эл-т 6 совпадения, ограничитель 7, согласованный фильтр 8, расширитель 10 импульсов, .инвертор 11, амплитудный детектор 12, сумматоры 13 и 19, компаратор 14, ключи 15, 16 и 22, синхронный детектор 17, усилитель-ограничитель 18, управляемый интегратор 20, перемножитель 21 и фазовращатель 23, Цель достигается за счет осуществления механизма ускорения процесса адаптации устр-ва к скачкообразным изменениям амплитуды помехи, который не только эффекти.- вен при отслеживании фронтов радио- импульсной ЦМ (ФМ) помехи, но и обеспечивает высокие х-ки подавления радиоимпульсных помех, амплитуда кото.рых скачкообразно изменяется во воемя импульса или от импульса к импульсу. 4 ил.Изобретение относится к радиотех- .нике и может быть использовано в состое радиоприемных устройств радиоимпульсных сигналов с внутриимпульс 5ной модуляцией частоты или фазы поизвестному закону,Цель изобретения - увеличение отношения мощности полезного сигналак мощности радиоимпульсной помехи,характеризующейся резкими изменениями уровня огибающей внутри радиоимпульса или от импульса к импульсу.На Фиг. 1 представлена структурнаяэлектрическая схема устройства подавления радиоимпульсных помех; нафиг, 2 - 1. - эпюры напряжений, поясняющие работу устройства.Устройство подавления радиоимпульсных помех содержит элемент 1 2 О1," задержки, вычитатель 2, подстраиваемый по частоте и фазе генератор 3,квадратичный детектор 1, второй пороговый элемент 5, элемент 6 совпадения, ограничитель 7, согласованный 25фильтр 8, первый пороговый элемент9, расширитель 10 импульсов, инвертор 11, амплитудный детектор 12, вто,рой сумматор 13, компаратор 14, третий ключ 15, второй ключ 16, синхрон- ЗОный детектор 17, усилитель-ограничитель 18, первый сумматор 19,управляемыйинтегратор 20, перемножитель 21,первыйключ 22, фазовращатель 23.Устройство подавления радиоимпульсных помех работает следующимобразом. Пусть на вход устройства поступает аддитивная смесь полезного сигна ла, некоррелированной с ним помехи и шума. Сигнал представляет собой радиоимпульс длительности Т с внутренней модуляцией по частоте и (или) фазе. Помеха представляет собой 45 радиоимпульс длительности Т с постоянной несущей частотой либо радио- импульс с внутриимпульсной модуляцией по частоте и (или) Фазе, либо квазигармоническое колебание, модулированное по амплитуде и фазе (частоте) по случайному закону. Предполагается, что уровень шумов значительно ниже уровня помехи, Поэтому шумы не оказывают влияния на действие55 устройства и в дальнейшем изложении не учитываются, Параметры сигнала и помехи: задержка во времени, амплитуда (мощность), начальная Фаза полагаются неизвестными (случайными)величинами,Входной процесс (фиг. 2 а) задерживается элементом 1 на времяипоступает на вход вычитателя 2, Одновременно задержанный сигнал поступаетна вход подстраиваемого по частотеи фазе генератора 3, который вырабатывает колебание постоянной амплитуды с частотой и фазой, приближениесовпадающими с частотой и Фазойпомехи, Нескомпенсированные остаткипомехи с выхода вычитателя 2 посту"лают на синхронный детектор 17, выходной сигнал которого через сумматор19 поступает на вход интегратора 20и далее на вход перемножителя 21. Одновременно с этим на второй входсинхронного детектора 17 и второйвход перемножителя 21 подается колебание с выхода подстраиваемого почастоте и Фазе генератора 3, В результате на выходе перемножителя 21формируется высокочастотное колебание, которое через первый ключ 22 ифазовращатель 23 поступает на второйвход вычитателя 2.1бсли амплитуда компенсирующего напряжения на выходе фазовращателя 23,больше чем амплитуда помехи на выходеэлемента 1 задержки, то напряжениеошибки на выходе синхронного детектора 17 отрицательное,что ведет куменьшению напряжения на выходе интегратора 20 и, соответственно, компенсирующего напряжения. Если амплитудакомпенсирующего напряжения меньше,чем амплитуда помехи, то знак напряжения ошибки на выходе синхронногодетектора 17 положительный, что вызывает увеличение напряжения на выходеинтегратора 20 и, следовательно, амплитуды компенсирующего напряжения.Таким образом, происходит выравнивание амплитуд компенсирующего напряжения и помехи на входах вычитателя 2.При этом коэффициент передачи интегратора К , определяющего динамические свойства петли корреляционнойобратной связи (КОС), выбирают такойвеличины, цтобы быстродействие цепиподстройки амплитуды компенсирующего напряжения было согласовано смаксимальной скоростью Флуктуацийамплитуды помехи,Рассмотрим работу устройства вразличных сигнально-ппмеховых ситуациях, а именно при воздействии мощ55867 515ной помехи, полезного сигнала большого уровня, сигнала и помехи, перекрывающихся во времениПусть на вход устройства поступает мощная импульсная помеха (фиг. 2 а).5На выходе элемента 1 это напряжениеповторяется практически без искажений с задержкой во времени на с(фиг. 2 б). После детектирования квадратичным детектором 4 напряжениесравнивается с порогом О , во втором пороговом элементе 5 (фиг. 2 в).При превышении порогового уровнявырабатывается прямоугольный. импульсстроба .(Фиг. 2 г), при этом замыкаетсяпервый ключ 22 и компенсирующее напрлжение поступает на вычитатель 2. Таким образом, в момент времени, определяемый началом строба, на выходевторого порогового элемента 5 появляется высокий логический уровень,цепь КОС замыкается и устройство начинает работать в режиме подавленияпомехи.Рассмотрим более подробно процессадаптации устройства с момента появления помехи на выходе элемента 1 задержкидо окончания нарастанияФронта импульса помехи,Переходный процесс в устройствеизображен на фиг, За; импульс помехи на выходе элемента 1 задержкина фиг. 2 б; напряжение на выходекомпаратора 14 на фиг. Зб; напряжение на выходе интегратора 20 - на,фиг. Зв; выходное напряжение устройства - на фигЗд; напряжение на выходе фазовращателя 23 - на фиг. Зг.Пока напряжение на выходе устройства не достигнет Б , петля ОС разомкнута и входное напряжение безизменения передается на выход устрой"ства. В момент времени с 1,когда входное напряженке становится равнымц , на выходе элемента 6 совпадения появляется высокий логическийуровень, первый ключ 22 замыкает петлю КОС и компенсирующее напряжениеподается на второй вход вычитателя2, Одновременно интегратор 20 из режима хранения переводится в рабочийрежим. Выходное напряжение интеграто.ра 20 к моменту времени , благодарястробированию интегратора 20 на время между импульсами помехи сохраня"ется таким, каким оно было сформи"ровано на момент окончания предыдущего импульса помехи. Как будет понят" 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 но из дальнейшего описания работы устройства, это, напряжение не зависит от амплитуды импульсов помехи, а соответствующая ему величина компенсирующего напряжения отличается от 11 менее чем на Б . Поэтому в момент времени с на выходе устройстга наблюдается скачкообразное изменение выходного напряжения устройства до уровня Ю , а так как в соответствии с изложенным ДУ с Б то на выходе компаратора 14 сохраняется низкий логический уровень и петля КОС отслеживает лишь медленные флуктуации амплитуды помехи. Но после. замыкания первого ключа 22 в момент времени входное напряжение быстро возрастает в соответствии с крутизной фронта пришедшего импульса помехи и поэтому оно практически без изменения передается на выход устройства.В момент превышения нескомпенсированными остатками помехами на выходе устройства уровня У, включается режим быстрой адаптации, На выходе компаратора 14 появляется высокий логический уровень, замыкающий ключи 15 и 16. В результате замыкания ключа 16 на вход интегратора 20 через сумматор 19 поступает добавочное постоянное напряжение Ус выхода усилителя-ограничителя 18. В связи с тем, что знак этого напряжения совпадает со знаком сигнала ошибки на выходе синхронного детектора 17, оба эти напряжения действуют синфазно и поэтому наблюдается резкое ускорение процесса адаптации устройства к скачкообразному изменению амплитуды помехи, Заканчивается режим быстрой адаптации после того как выходное напряжение устройства становится равным нулю. Для этого осуществляется защелкивание компаратора 114 напряжением Б , передаваемым через ключ 15 на второй вход компаратора и, соответственно, обеспечивается гистерезисная характеристика включения-выключения режима быстрой адаптации: включение этого режима происходит при превышении напряжением на выходе амплитудного детектора 12 величины 11, выключение - при умень" шени его до нуляВ момент времени, когда ампли туда входного сигнала достигла У, включается режим быстрой адаптациии, спустя время 4. (М намногоменьше времени нарастания фронтапомехи), напряжение на выходе устройства спадает до нуля. При этом ключ 55 размыкается и устройство возвращается в режим адаптации к медленнымфлуктуациям амплитуды помехи.В результате нескольких цикловвключения-выключения режима быстройадаптации устройство отслеживаетскачкообразное изменение амплитудыпомехи с динамической ошибкой, непревышающей Б , После окоНчанияфронта помехи устройство переходит вобычный режим адаптации, ошибка компенсации медленно уменьшается соскоростью, обусловленной быстродействием петли КОС. После окончанияплоского участка вершины импульсапомехи аналогичный процесс включениявыключения режима быстрой адаптациипроисходит в обратном направлении,В момент окончания строба элементасовпадения 6 интегратор 20 переводится в режим хранения информации, амплитуда нескомпенсированных остатковпомехи на выходе устройства при этомне превышает Б,Описанный механизм ускорения процесса адаптации устройства к скачкообразным изменениям амплитуды помехи эффективен не только при отслежи"вании фронтов радиоимпульсной ЧМ (ФМ)помехи, но и обеспечивает высокиехарактеристики подавления для радио 35импульсных помех, амплитуда которыхскачкообразно изменяется во времяимпульса или от импульса к импульсу.При действии на вход устройствамощного полезного сигнала (Фиг. 1 а)канал обнаружения мощного процессасрабатывает так же, как и в случаемощной помехи (фиг. чб, в). На выходе же согласованного фильтра 8 формируется сжатый импульс большойамплитуды, так как в этом случаенапряжение на выходе ограничителя7 оказывается сильно коррелированнымс полезным сигналом, Сжатый импульспоступает на вход первого порогового50элемента 9, фиксирующего момент прихода полезного сигнала (Фиг. 1 г).Импульс с выхода первого пороговогоэлемента 9 преобразуется в расшири 55теле 10 в импульс длительности Тинвертируется инвертором 11 (Фиг. д)и поступает на вход элемента 6 совпадения, который запирает первый ключ 22, Таким образом, при дейст" вии полезного сигнала большой мощности происходит отключение компенсирующего напряжения, полезный сигнал проходит через элемент 1 задержки и вычитатель 2 без искажений. Постоянная задержка сигнала на величину еявляется систематической ошибкой измерения времени прихода сигнала и может быть легко учтена при дальней" шей обработке.При действии мощной импульсной помехи и слабого сигнала происходит быстрая модуляция амплитуды резуль- тирующего колебания на интервале, где сигнал и помеха перекрываются во времени. Фазовая модуляция на этом интервале практически совпадает с фазовой модуляцией помехи. Поэтому прохождение через устройство подавления адаптивной смеси мощной помехи и слабого сигнала равносильно раздельной обработке помехового ко" лебания и входных компонент, обусловленных сигнальной составляющей. Таким образом, на выходе устройства помимо нескомпенсированны остатков помехи присутствуют сигнальные составляющие, причем отношение сигнал/ помеха на выходе значительно превышает отношение сигнал/помеха на его входе. Формула изобретенияУстройство подавления радиоимпульсных помех, содержащее соединенные последовательно элемент задержки, вход которого является входом устройства, вычитатель, выход которого является выходом устройства, и синхронный детектор, соединенные последовательно подстраиваемый по частоте и фазе генератор, вход которого соединвн с выходом элемента задержки, а выход соединен с другим входом синхронного детектора, перемножитель, первый ключ и фазовращатель, выход которого соединен с другим входом вычитателя, соединенные последовательно ограничитель, вход которого соединен с входом уст" ройства, согласованный фильтр, первый пороговый элемент, расширитель импульсов, инвертор и элемент совпадения, выход которого соединен с управляющим входом первого ключа, соединенные последовательно квадратичный детектор, вход которого соединен с выходом элемента задержки, и второйпороговый элемент, выход которого соединен с другим входом элемента совпадения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения отноше ния мощности полезного сигнала к5 мощности радиоимпульсной помехи, характеризующейся резкими изменениями уровня огибающей внутри радиоимпульса или от импульса к импульсу, и уменьшения искажения полезного сигнала, в него введены соединенные последовательно усилитель-ограничитель, вход которого соединен с выхолом синхронного детектора, второй ключ, пер вый сумматор, другой вход которого соединен с выходом синхронного дэтек 15558671 Отора, и управляемый интегратор, выходкоторого соединен с другим входомперемножителя, а управляющий входсоединен с выходом элемента совпаде-ния, третий ключ, соединенные последовательно амплитудный детектор,вход которого соединен с выходом вычитателя, второй сумматор, другойвход которого .соединен с выходомтретьего ключа, и компаратор, выходкоторого соединен с управляющими входами второго и третьего ключей, сигнальный вход третьего ключа и другойвход компаратора являются входомопорного постоянного напряжения устройства.1515867 сигм ЬНИ КО Коррект едактор М Ципле е ю е е е ав е ав ю и ю ю ю ю Ю и ю Ю ав 4 В ЮЮЮЮЮ ЮВВЮЮЮЮ Тираж 528ного комитета:по изобр035, Москва, И, Рауаеючююююю ююмюавюЕЕЕЕ юююательский комбинат "Па ое КНТ С ая а гарина, 101 г. Ужго Т одст венно-и ад УУ