Устройство подавления узкополосных помех

, Н 04 В 1 У ИТЕТ СС ИЙ И ОТНРЦТИ(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ПОДАВЛЕНИЯУЗКОПОЛОСНЫХ ПОМЕХ, содержащее Фазовый детектор, первый ключ, соединенные последовательно второй ключи первый интегратор, соединенные последовательно пропорционально-интегрирующий фильтр, первый перестраиваемый по частоте генератор, первыйусилитель-ограничитель и первый перемножитель, соединенные последовательно первый вычитатель, вход ивыход которого являются соответственно входом и выходом устройства, ивторой усилитель-ограничитель, выход которого соединен с другим входом первого перемножителя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповьппения помехозащищенности привоздействии узкополосных помех синхронных с полезным радиоимпульснымсигналом с неизвестным временнымположением, в него введены управляемый аттенюатор, вход которого соединен с выходом первого перестраиваемого по частоте генератора, а выход - с другим входом первого вычитателя, индикатор синхронности помехи с полезным сигналом, вход коорого соединен с выходом первого усилителя-ограничителя, а выход - с управляющими входами первого и второго ключей, второй перестраивае" мый по частоте генератор, вход которого соединен с выходом пропорционально-интегрирующего фильтра, а выход - с входом первого ключа, соединенные последовательно управляемый фазовращатель, вход которого соединен с выходом первого ключа, а управляющий вход - с выходом первого интегратора, второй перемножи" тель, другой вход которого соединен с выходом второго усилителя-ограни- чителя, соединенного также с. входом Фазового детектора, второй вычитатель, другой вход которого соединен с выходом первого перемножителя, и второй интегратор, выход которого соединен с управляющим входом управляемого аттенюатора, вход второго ключа соединен с выходом второго вычитателя, выход фазового детектора соединен с входом пропорционально- интегрирующего фильтра, а другой вход - с выходом первого перестраиваемого по частоте генератора.2. Устройство по п. 1, о т л и- ч а ю щ е е с я тем, что индикатор синхронности помехи с полезным сигналом содержит генератор импульсов, счетчик, вход которого соединен с первым выходом генератора импульсов, соединенные последовательно первый синхронный детектор, первый накопитель и элемент ИЛИ, выход которого является выходом индикатора синхронностипомехи с полезным сигналом, соединенные последовательно второй синхронный детектор и второй накопи1100734 45 тель, выход которого соединен с другим входом элемента ИЛИ, сигнальныевходы первого н второго синхронныхдетекторов являются входом индикатора синхронности помехи с полезным Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радионавигационных приемо-индикаторах импульсно-фазовой радионавигационной системы (ИФРЙС) типа Лоран-СИзвестно устройство подавления узкополосных помех, содержащее диапазонный генератор с системой синхронизации частотЫ и фазы его колебаний с частотой и фазой помехи, блок сложения полезного сигнала и помехи с напряжением указанного выше генератора и блок автоматического регулирования амплитуды, подводимого к блоку сложения напряжения генератора в соответствии с амплитудой помехи. Подавление помехи достигается компенсацией ее равным по величине и противоположным по фазе напряжением генератора в блоке сложения Я . При работе данного устройства временное положение полезного импульсного сигнала предполагается не,известным, а подстройка генератора под частоту и фазу помехи и подстрой" ка амплитуды компенсирующего напряжения под амплитуду помехи производятся непрерывно, т.е. и во время действия полезного импульсного сигнала. Несущие частоты узкополосных помех, как правило, весьма стабильны, и система синхронизации частоты и фазы генератора с частотой и фазой помехи обеспечивает достаточно высокую устойчивость частоты и фазы компенсирующего сигнала к воздействию полезных импульсов. Поэтому влияние последних на процесс подавления помехи выражается в паразитной модуляции амплитуды компенсирующего сигнала, что является причиной появления неподавленного остатка помехи. сигналом, а опорные входы соединены с вторым и третьим выходами генератора импульсов соответственно, установленные входы первого и второго накопителей соединены с выходом счетчика. Частота и фаза компенсирующего сигнала равна частоте и фазе подав" ляемой помехи. Отсюда следует, что неподавленный остаток помехи, неизбежно возникающий из-за паразитной модуляции амплитуды компенсирующего сигнала импульсами полезного сигнала, опасен, когда подавляемая помеха синхронна с сигналом.Таким образом, недостаток указанного устройства заключается в неудовлетворительном подавлении синхронной с полезным сигналом помехи во время действия импульсов полезного15 сигнала. Наиболее близким ло техническойсущности к предложенному являетсяустройство подавления узкополосныхпомех, содержащеефазовый детектор,первый ключ, соединенные последовательно второй ключ и первый интегратор, соединенные последовательнопропорционально-интегрирующий фильтр,первый перестраиваемый по частотегенератор, первый усилитель, соеди ненные последовательно первый вычитатель, вход и выход которого является соответственно входом и выхоЗОдом устройства; и второй усилительограничитель, выход которого сое"динеи с другим входом первого перемножителя. Выход первого усилителяограничителя соединен с первым входом фазового детектора, Между входом устройства и вторым входом фазового детектора включен третий усилитель-ограничитель 2,Однако для работы данного устрой-,ства необходимо знать время поступления полезного сигнала, что в рядеслучаев неосуществимо при отсутствииинформации о времени поступленияполезного сигнала. Ланксе устройство,как и устройство-аналог, обладает недостаточной помехозащищенностью,1100734 3особенно к синхронным с полезными радиоимпульсами узкополосным помехам,Цель изобретения - повышение помехозащищенности при воздействии узкополосных помех, синхронных с по- лезным радиоимпульсным сигналом с неизвестным временным положением. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве подавления узкополосных помех, содержащем фазовый детектор, первый ключ, соединенные последовательно второй ключ и первый интегратор, соединенные последо. вательно пропорционально-интегрирую 15 щий фильтр, первый перестраиваемый по частоте генератор, первый усилитель-ограничитель и первый перемножитель, соединенные последовательно первый вычитатель, вход и выход кото. рого являются соответственно входом и выходом устройства, и второй усилитель-ограничитель, выход которого соединен с другим входом первого перемножителя,введены управляемый аттенюатор, вход которого соединен с выходом первого перестраиваемого по частоте генератора, а выход - с другим входом первого вычитателя, индикатор синхронности помехи с полезным сигналом, вход которого соеди.. 30 неи с выкодом первого усилителя-огра. ничителя, а выход - с управляющими входами первого и второго ключей, второй перестраиваемый по частоте генератор, вход которОго соединен З 5 с выходом пропорционально-интегрирующего фильтра, а выход - с входом первого ключа, соединенные последо-, вательно управляемый фазовращатель, вход которого соединен с выходом .первого ключа, а управляющий вход - с выкодом первого интегратора, второй перемножитель, другой вход которого соединен с выходом второго усилителя-ограничителя, соединенно 45 го также с входом фазового детектора, второй вычитатель, другой вход которого соединен с выходом первого перемножителя, и второй интегратор, выход которого соединен с управляю щим входом управляемого аттенюатора, вход второго ключа соединен с выходом второго вычитателя, выход фазового детектора соединен с вхо" дом пропорционально-интегрирующего 55 фильтра, а другой вход - с выходом первого перестраиваемого по частоте генератора. 4Индикатор синхронности помехи сполезным сигналом содержит генераторимпульсов, счетчик, вход которогосоединен с первым выходом генератораимпулЬсов, соединенные последовательно первый синхронный детектор, первый накопитель и элемент ИЛИ, выходкоторого является выходом индикаторасинхронности помехи. с полезным сигналом, соединенные последовательно второй синхронный детектор и второй накопитель, выход которого соединен едругим входом элемента ИЛИ, сигнальные входы первого и второго синхронных детекторов являются входом инди"катора синхронности помехи с полезным сигналом, а опорные входы соединены с вторым и третьим выходами генератора импульсов соответственно,установленные входы первого и второго накопителей соединены с выходомсчетчика.На фиг, 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства подавления узкополосных помех; на фиг. 2 - частотныедиаграммы, ноясняющие его работу;на фиг. 3 (а - м) - то же, временные диаграммы; на фиг. 4 - структурная схема индикатора синхронностипомехи с полезным сигналом.Устройство подавления узкополосных помех (фиг. 1) содержит первыйперестраиваемый по частоте генератор 1, второй перестраиваемый по частоте генератор 2, управляемый аттенюатор 3, первый вычитатель 4, второй вычитатель 5, второй усилительограничитель 6, первый усилительограничитель 7, пропорционально- .интегрирующий фильтр 8, фазовый детектор 9, первый перемножитель 10,второй перемножитель 11,индикатор 12синхронности помехи с полезным сигналом, управляемый фазовращатель 13,второй интегратор 14, первый интегратор 15, второй ключ 16 и первыйключ 17,Индикатор 12 синхронности помехи с полезным сигналом (фиг. 4) содержит генератор 18 импульсов, счетчик 19, элемент ИЛИ 20, первый синхронный детектор 21, первый накопитель 22, второй накопитель 23 и второй синхронный детектор 24. Устройство работает следующимобразом.При построении предложенного устройства предполагаются известны" ми все параметры импульсного сигнала, кроме временного положения, фор. мы огибающей и амплитуд радиоим" пульсов. Например, о сигналах 5 0 15 20 25 30 35 40 д 5 50 ИФРНС Лоран-С известно следующее:,несущая частота (100 кГц), формаогибающей радиоимпульсов, количество радиоимпульсов в пакете (8 или 9),закон кодирования начальной фазы радиоимпульсов в пакете для нечетныхи четных периодов сйгнала, периодследования радиоимпульсов в пакете(1 мс) и период следования. пакетов,который является периодом сигналаИФРНС. Синхронные узкополосные помехи имеют период, кратный периодусигнала. Например, если последнийравен 0,1 с, то частоты синхронныхпомех отличаются на 10 Гц и кратнывеличине 10 Гц. Фазовое кодированиерадиоимпульсов ослабляет вредноевлияние синхронных помех, но не избавляет полностью. Знание перечисленных параметров сигнала, кромеформы огибающей радиоимпульса, необходимо для определения синхронностиподавляемой помехи полезному импульсному сигналу,Предположим, в момент времени0на входе устройства появилась гармоническая помеха (фиг. За).Частота и фаза первого перестраиваемого по частоте генератора 1 начинают подстраиваться под частотуи фазу появившейся помехи. Вначале(фиг. 32) частота первого перестраиваемого по частоте генератора 1 отличается от частоты помехи. После того,как фазовая ошибка между помехойи колебаниями первого перестраиваемого по частоте генератора 1 стаетдостаточно малой, появляется постоянная поставляющая в сигнале ошибкии начинается увеличение выходногосигнала второго интегратора 14(фиг, Зм) и амплитуды основного компенсирующего сигнала. Процесс под"стройки основного компенсирующего сигнала под частоту, фазу и амплитудупомехи заканчивается в момент времени й, Начиная с 1, частота и фазапервого перестраиваемого по частотегенератора 1. остаются практическинеизменными. Через некоторое время в момент временииндикатор 13 вырабатывает на своем выходе сигнал. Это означает, что подавляемая помеха синхрон на с полезным импульсным сигналом. Выходной сигнал индикатора 12 замыкает первый 17 и второй 16 ключи, и на выходе управляемого фаэовращате1100734 ля 13 появляется вспомогательный сигнал, вырабатываемый вторым перестраиваемым по частоте генератором 2 (фиг. Зж), а на вход первого интегратора 15 поступает сигнал с выхода второго вычитателя 5. Начиная скогда на входе устройства появляется сигнальный радиоимпульс, формируется дополнительный компенсирующий сигнал (фиг. 3), В рассматриваемом на 10 фиг, 3 примере фаза вспомогательного сигнала такова, что фазы низкочастот- ных составляющих сигналов ошибки и дополнительного компенсирующего совпадают, а поэтому сигнал на выходе 5 второго вычитателя 5,как и сигналы на входах второго интегратора 14 (фиг. Зи) и первого интегратора 15 .(фиг. Зц) не содержит низкочастотной составляющей. При этом выходные сиг калы первого 15 и второго 14 интеграторов остаются. практически постоянными (фиг. 3 м (сплошная кривая) и Зк). Поскольку выходной сигнал первого интегратора 15 управляет фазой 25 вспомогательного при помощи управляемого фазовращателя 13 сигнала, то следовательно, фаза последнего: .так же,как и фаза низкочастотной составляющей дополнительного компенси- З 0 рующего сигнала, остается практически неизменной как во время действия сигнального радиоимпульса, так и в промежутке между сигнальными радио- импульсами (предполагаем, что через определенное время появляется следующий радиоимпульс), Незначительные же колебания выходного сигнала второго интегратора 14 (сплошная кривая, на фиг, Зм) во время действия сигнального радиоимпульса означает практическое отсутствие модуляции амплитуды компенсирующего сигнала и сохранение подавления помехи по существу таким же, как и до появления радиоимпульса. Иначе можно сказать, что во время действия сигнального радиоимпульса отклик на выходе управляемого аттенюатора 3 не появляется и не вызывает искажений радиоимпульса (фиг. ЗВ). Когда частоты помех не кратны1 кГц, в моменты появления радиоимпульсов, принадлежащих одному пакету,помеха имеет в общем случае разныефазы. Если же сравнивать фазы помехи в момент появления радиоимпульсов,расположенных в разных пакетах, тосинхронная помеха имеет одну и туже фазу в моменты появления радиоимпульсов с одним порядковым номером.Чем больше частота синхронной помехиотличается от частоты, кратнойкГц,тем.в меньшей степени узкополоснаяфазовая петля подстраивает фазувспомогательного сигнала. Если же соотношение сигнал/шум достаточно велико, то целесообразно расширить полосу прапускания фазовой петли, чтобы она в большей степени успевала подстраивать фазу вспомогательногосигнала в течение каждого радиоимпульса. Если в момент появления .следующего радиоимпульса фазовые соотношения между помехой,радиоимпульсом и вспомогательным сигналом те же, что и на фиг. З,то55 очевидно,что временные диаграммы для промежутка времени, занимаемого следующим радиоимпульсом, повторяются. Теперь предположим, что начальная фаза следующего радиоимлульса отличается на 7 от начальной фазы предыдущего, а фазы помехи и вспомогательного сигнала в момент появления следующего радиопмпульса - те же, что и в момент появления предыдущего. В этом случае временные диаграммы За, 3, З, Зе, 3), Зо, З, Зл и 3 М изменяются соответствующим образом, но важно то, что только фаза переменных составляющих в выходных напряжениях первого 15 и второго 14 интеграторов изменяются на противоположную, а их амплитуды остаются неизменными.Отметим, что не при всех частотах синхронных помех помеха имеет одну и ту же фазу в моменты появления соседних сигнальных радиоимпульсов. На пример, в случае ИФРНС Лоран-С, где в пакете импульсы следуют с частотой 1 кГц, а пакеты с частотой 10 Гц указанное условие может выполняться только для синхронных помех, частоты которых отличаются на 1 кГц и кратны величине 1 кГц.Рассмотрим работы предлагаемого устройства в случаях, когда частоты синхронных помех не кратны 1 кГц, но, очевидно, остаются кратными 10 Гц. Последнее условие отличает синхронные помехи от остальных, асинхронных, фазы которых в моменты появления сиг.нальных радиоимпульсов принимают случайные значения.10 1100734 0 30 40 45 Следовательно, увеличение подавле ния синхронной с полезным сигналом помехи во время действия импульсов полезного сигнала с неизвестным временным положением имеет место при любых частотах синхронных помех.На вход индикатора 12 с выхода .первого усилителя-ограничителя 7 по" дается меандр, синфазный подавляемой помехе, Генератор 18 вырабатываетна первом и втором выходах две сдвинутые относительно друг друга на четверть периода высокочастотного за"полнения сигнальных радиоимпульсов,опорные импульсные последовательности, представляющие собой кодовые копии сигнала ИФРНС. В кодовой копииположительная единица соответствуетначальной фазе "0" радиоимпульса икопии сигнала ИФРНС, а отрицательнаяединица - начальной фазе "180 ". Обеопорные последовательности поступаютсоответственно на входы первого 21и второго 24 синхронных детекторов,каждый из которых формирует на своем выходе положительные нли отриЦательные единицы в зависимости от того,одинаковые или разные полярности име"ют входной меандр и импульсы опорных последовательностей. Положительныелибо отрицательные единицы с выходов первого 21 и второго 24 синхронныхдетекторов поступают на первый 22и второй 23 накопители, выполненные,например, в виде накапливающих сумматоров, и там накапливаются. Результатом накопления является либо положительное, либо отрицательное число, представленное в виде цифрового кода,Время накопления задается емкостьюсчетчика 19, на вход которого с генератора 18 поступает импульснаяпоследовательность с периодом, равным, например, периоду сигнала ИФРНС. Решение о синхронности подавляемой помехи импульсному сигналу принимается по переполнению хотя бы одного иэ первого 22 или второго 23 накопителей. При этом на выходе элемен" та ИЛИ 20 появляется сигнал, соответствующий положительной единице. Если подавляемая помеха синхрон" на полезному сигналу, т.е. ее частота кратна частоте кодовых копий полезного сигнала, поступающих в виде импульсных последовательностей с выхода генератора 18 на первый 21 и второй 24 синхронные детекторы,Промежуточное положение между синхронными и асинхронными помехами занимают квазисинхронные помехи, которые в зависимости от времени накоп. ления могут восприниматься как синхронные и как асинхронные.Таким образом, предложенное устройство позволяет определить является ли подавляемая помеха синхронной с полезным импульсным сигналом или нет и обеспечивает повышение Р помехозащищенности при воздействииузкополосных помех, синхронных с полезным радиоимпульсным сигналом снеизвестным временным полозением.1100734 Н.Мельниковгеза Корректор И.Муск Составите М,Келемеш Техред С, едакто аказ 4597/43ВНИИПИ Тираж 635 Подписное Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий ква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 13035, М иал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4