RU2115233C1

RU2115233C1 - Adaptive interference suppressor

Info

Publication number: RU2115233C1
Application number: RU94025713A
Authority: RU
Inventors: Ю.В. Ясырев; В.А. Пикалов; Ю.В. Шишкин
Original assignee: Самсунг Электроникс Ко., Лтд.
Priority date: 1994-07-11
Filing date: 1994-07-11
Publication date: 1998-07-10
Also published as: RU94025713A

Abstract

FIELD: radio engineering; radio communication systems. SUBSTANCE: interference suppressor ensures optimal spaced reception of useful signal in absence of interference. Interference suppressor has series-connected first normalizing amplifier 1, second adder 3, third normalizing amplifier 6, first quadrature filter 7, adder 9, output of which is connected to device output, to input of subtracter 10, to input of amplitude limiter 11, output of which is connected to second input of subtracter 10. Output of subtracter 10 is connected to inputs of first 7 and second 8 quadrature filters. Second normalizing amplifier 2 is connected to input of second quadrature filter 8, output of which is connected to second input of first adder 9 and to input of third quadrature filter 4, output of which is connected to second input of second adder 3. Second input of quadrature filter 4 is connected to output of adder 3 through amplifier-inverter 5. EFFECT: wide dynamic operating range, maximum rate of adaptation. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники и может найти применение в системах радиосвязи, использующих сигналы с угловой модуляцией, принимаемые на фоне внешних помех с произвольным спектром. The invention relates to the field of radio engineering and can find application in radio communication systems using signals with angular modulation, received against the background of external interference with an arbitrary spectrum.

Известно устройство компенсации помех по патенту США N 4105977, H 04 B 1, /12, содержащее два квадратурных компенсатора помех, на вход каждого из которых поступает смесь сигнала и помехи, а на опорный вход - выходной сигнал другого квадратурного компенсатора. A device for interference compensation according to US patent N 4105977, H 04 B 1, / 12, containing two quadrature noise compensators, the input of each of which receives a mixture of signal and noise, and the reference input is the output signal of another quadrature compensator.

Устройство позволяет выделить полезный сигнал из смеси с помехой. Однако для его устойчивой работы необходимо, чтобы соотношение между помеховым и полезным сигналами в каналах приема удовлетворяло достаточно жестким условиям, выполнение которых часто невозможно в реальных условиях. Например, в случае, когда произведение модулей весовых коэффициентов, вырабатываемых в квадратурных компенсаторах, оказывается больше единицы, режим работы устройства становится неустойчивым. The device allows you to select a useful signal from the mixture with interference. However, for its stable operation, it is necessary that the ratio between the interfering and useful signals in the receiving channels satisfy sufficiently stringent conditions, the fulfillment of which is often impossible in real conditions. For example, in the case when the product of the modules of the weight coefficients generated in the quadrature compensators is more than unity, the device operation mode becomes unstable.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство по авт. св. N 1332424, H 01 Q 21/00 "Адаптивная антенная решетка". Структурная схема прототипа представлена на фиг. 1. Устройство содержит два квадратурных фильтра 1 и 2, опорные входы которых являются входами устройства, а выходы соединены с входами сумматора 3. Выход сумматора 3 соединен через сумматор 4 с выходом устройства и с входом смесителя 5. Выход устройства через сумматор 8 соединен с входами квадратурных фильтров 1 и 2. Второй вход сумматора 8 является входом эталонного сигнала, коррелированного с полезным сигналом. Этот же вход сумматора 8 объединен с входом синхронизатора 7, выход которого через гетеродин 6 и смеситель 5 соединен с вторым входом сумматора 4. The closest in technical essence to the proposed is a device by ed. St. N 1332424, H 01 Q 21/00 "Adaptive antenna array". The block diagram of the prototype is shown in FIG. 1. The device contains two quadrature filters 1 and 2, the reference inputs of which are the inputs of the device, and the outputs are connected to the inputs of the adder 3. The output of the adder 3 is connected through the adder 4 to the output of the device and to the input of the mixer 5. The output of the device through the adder 8 is connected to the inputs quadrature filters 1 and 2. The second input of the adder 8 is the input of the reference signal correlated with the useful signal. The same input of the adder 8 is combined with the input of the synchronizer 7, the output of which through the local oscillator 6 and the mixer 5 is connected to the second input of the adder 4.

В стационарных условиях распространения радиосигналов такое устройство позволяет существенно (до 30 - 40 дБ) уменьшить уровень помехи. Однако в условиях глубоких замираний сигнала и помех величина подавления помехи существенно уменьшается. In stationary conditions of the propagation of radio signals, such a device can significantly (up to 30 - 40 dB) reduce the level of interference. However, under conditions of deep fading of the signal and interference, the amount of noise suppression is significantly reduced.

Это связано с тем, что в подобных компенсаторах длительность адаптации определяется мощностью меньшего из сигналов и, следовательно, при глубоких замираниях амплитуд компенсатор постоянно может находится в режиме адаптации, кроме того, отсутствуют эффективные методы исключения полезного сигнала из цепей адаптации. This is due to the fact that in such compensators, the duration of adaptation is determined by the power of the smaller of the signals and, therefore, with deep fading amplitudes, the compensator can constantly be in the adaptation mode, in addition, there are no effective methods for eliminating the useful signal from the adaptation circuits.

Для устранения этого недостатка в устройство, содержащее сумматор, первый и второй квадратурные фильтры, выходы которых соединены с входами сумматора, выход устройства через вычислитель соединен с входами квадратурных фильтров, введены амплитудный ограничитель, присоединенный между выходом сумматора и вторым входом вычитателя, первый, второй и третий нормирующие усилители, третий квадратурный фильтр, усилитель-инвертор, причем выход первого нормирующего усилителя через сумматор соединен с входом третьего нормирующего усилителя, выход которого соединен с входом первого квадратурного фильтра, выход сумматора через усилитель-инвертор соединен с входом третьего квадратурного фильтра, выход которого соединен с вторым входом сумматора, второй нормирующий усилитель соединен с входами второго и третьего квадратурных фильтров. To eliminate this drawback, the device containing the adder, the first and second quadrature filters, the outputs of which are connected to the inputs of the adder, the output of the device through the computer is connected to the inputs of the quadrature filters, an amplitude limiter connected between the output of the adder and the second input of the subtractor, the first, second and the third normalizing amplifiers, the third quadrature filter, the inverter amplifier, and the output of the first normalizing amplifier through the adder is connected to the input of the third normalizing amplifier, the output d is connected to the input of the first quadrature filter, the output of the adder via an amplifier-inverter connected to the input of the third quadrature filter, the output of which is connected to a second input of the adder, the second normalizing amplifier coupled to second and third inputs of the quadrature filter.

Структурная схема заявляемого устройства представлена на фиг. 2, где обозначено: 1, 2, 6 - нормирующие усилители, 3, 9 - сумматоры 4, 7, 8 - квадратурные фильтры, 5 - усилитель-инвертор, 10 - вычитатель, 11 - амплитудный ограничитель. The structural diagram of the inventive device is shown in FIG. 2, where it is indicated: 1, 2, 6 - normalizing amplifiers, 3, 9 - adders 4, 7, 8 - quadrature filters, 5 - amplifier-inverter, 10 - subtractor, 11 - amplitude limiter.

Устройство содержит последовательно соединенные первый нормирующий усилитель 1, сумматор 3, третий нормирующий усилитель 6, первый квадратурный фильтр 7, сумматор 9, выход которого соединен с входом вычитателя 10, с входом амплитудного ограничителя 11 и выходом устройства. Выход амплитудного ограничителя 11 соединен с вторым входом вычитателя 10, выход которого соединен с входами первого квадратурного фильтра 7 и второго квадратурного фильтра 8, второй вход которого соединен с выходом второго нормирующего усилителя 2, а выход - с вторым входом сумматора 9. Выход нормирующего усилителя 2 соединен также с входом третьего квадратурного фильтра 4, выход которого соединен с входом сумматора 3, а второй вход блока 4 соединен через усилитель-инвертор 5 с выходом сумматора 3. The device comprises series-connected first normalizing amplifier 1, adder 3, third normalizing amplifier 6, first quadrature filter 7, adder 9, the output of which is connected to the input of the subtractor 10, with the input of the amplitude limiter 11 and the output of the device. The output of the amplitude limiter 11 is connected to the second input of the subtractor 10, the output of which is connected to the inputs of the first quadrature filter 7 and the second quadrature filter 8, the second input of which is connected to the output of the second normalizing amplifier 2, and the output to the second input of the adder 9. The output of the normalizing amplifier 2 also connected to the input of the third quadrature filter 4, the output of which is connected to the input of the adder 3, and the second input of the block 4 is connected through an amplifier-inverter 5 with the output of the adder 3.

Работает устройство следующим образом. На входы устройства поступают смеси сигнала и помехи, например, от разнесенных в пространстве или по поляризации антенн, спектры которых могут перекрываться, но источники которых разнесены в пространстве по азимуту. The device operates as follows. The device’s inputs receive signal and interference mixtures, for example, from antennas spaced apart in space or polarized, the spectra of which may overlap, but whose sources are spaced apart in azimuth.

Нормирующие усилители 1 и 2 стабилизируют уровни входных напряжений. На второй вход сумматора 3 поступает оценка водного напряжения, сформированная с помощью усилителя - инвертора 5 и квадратурного фильтра 4. В результате после установления весовых коэффициентов в квадратурном фильтре 4 процесс на выходе сумматора 3 оказывается некоррелированным с напряжением на опорном входе фильтра 4, а отношение сигнал/помеха - обратным входному отношению. Нормирующий усилитель 6 стабилизирует напряжение смеси на том же уровне, что и первые два усилителя. Таким образом, на опорные входы квадратурных фильтров 7 и 8 поступают некоррелированные напряжения со стабильной амплитудой и взаимно обратными отношениями сигнал/помеха. Компенсация помехи происходит в сумматоре 9. Normalizing amplifiers 1 and 2 stabilize input voltage levels. The second input of adder 3 receives an estimate of the water voltage generated by an amplifier - inverter 5 and quadrature filter 4. As a result, after the weight coefficients are established in quadrature filter 4, the process at the output of adder 3 is uncorrelated with the voltage at the reference input of filter 4, and the signal ratio / interference is the inverse of the input ratio. The normalizing amplifier 6 stabilizes the voltage of the mixture at the same level as the first two amplifiers. Thus, uncorrelated voltages with a stable amplitude and mutually inverse signal-to-noise ratios arrive at the reference inputs of the quadrature filters 7 and 8. Interference compensation occurs in adder 9.

Устранение из цепи обратной связи полезного сигнала производится в вычитателе 10 вычитанием из выходного процесса сигнала с выхода амплитудного ограничителя 11. Elimination of the useful signal from the feedback circuit is performed in the subtractor 10 by subtracting the signal from the output of the amplitude limiter 11 from the output process.

Введение нормирующих усилителей, а также третьего квадратурного фильтра, усилителя - инвертора, образующих с сумматором 3 устройство ортонормирования входных колебаний, позволяют увеличить рабочий динамический диапазон компенсатора помех на величину входного отношения помеха/сигнал, что эквивалентно увеличению степени подавления помех в более широком, чем в прототипе, диапазоне амплитуд. The introduction of normalizing amplifiers, as well as a third quadrature filter, an inverter amplifier, forming an input oscillation orthonormalization device with adder 3, makes it possible to increase the working dynamic range of the interference compensator by the value of the input interference / signal ratio, which is equivalent to increasing the degree of interference suppression in a wider range than prototype, amplitude range.

Кроме этого, выравнивание мощностей сигналов на опорных входах квадратурных фильтров 7 и 8 позволяет реализовать максимальную скорость адаптации и исключить ее зависимость от замираний сигнала, что эквивалентно достижению потенциальных характеристик подавления помехи. In addition, equalization of the signal powers at the reference inputs of the quadrature filters 7 and 8 makes it possible to realize the maximum adaptation rate and to exclude its dependence on signal fading, which is equivalent to achieving potential interference suppression characteristics.

Предлагаемый компенсатор помех обеспечивает также оптимальный разнесенный прием полезного сигнала при отсутствии помехи. The proposed interference canceller also provides optimal diversity reception of the desired signal in the absence of interference.

Claims

An adaptive noise canceller containing the first and second quadrature filters, the outputs of which are connected to the inputs of the first adder, and the inputs are connected to the output of the subtractor, the second adder, characterized in that the first and third normalization amplifiers, the third quadrature filter, inverter-amplifier, and an amplitude limiter, and the first normalizing amplifier is connected by an input to the first input of the compensator, and by an output through a second adder and a third normalizing amplifier - with a reference input of the first quadrature filter, the output of the second through the amplifier-inverter is connected to the input of the third quadrature filter, the output of which is connected to the second input of the second adder, the input of the second normalizing amplifier is the second input of the compensator, and the output is connected to the reference inputs of the second and third quadrature filters, in addition, the output of the first adder is connected to the input of the subtractor, with the output of the compensator and the input of the amplitude limiter, the output of which is connected to the second input of the subtractor.