CN110176943A - 一种短波接收随路窄带干扰抑制系统 - Google Patents

一种短波接收随路窄带干扰抑制系统 Download PDF

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    • H04B1/707—Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
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Abstract

本发明公开了一种短波接收随路窄带干扰抑制系统，包括干扰信号提取模块、频相调整模块、幅度调整模块和信号合成模块，干扰信号提取模块用于从射频输入信号中提取窄带干扰信号；频相调整模块用于调整所述窄带干扰信号频率至原频率，调整所述窄带干扰信号相位至反相相位；幅度调整模块用于调整所述窄带干扰信号幅度至与射频输入信号中混合的窄带干扰信号幅度差小于预设值；信号合成模块用于加法合成调整后的窄带干扰信号与射频输入信号。通过该系统可以准确提取射频输入信号中的窄带干扰信号，并经幅度和相位调整及信号合成处理后，实现对输入信号中随路干扰信号的抑制，达到提高接收机在强干扰环境下工作性能的目的。

Description

一种短波接收随路窄带干扰抑制系统
技术领域
本发明涉及干扰抑制，尤其是一种短波接收随路窄带干扰抑制系统。
背景技术
一直以来，如何有效提升短波接收机在多种干扰作用下的性能和能力，是短波接收机设计时需要面对和尽力克服的重要问题。从对接收机的干扰作用特性来看，短波接收机面临的主要干扰包括阻塞干扰、倒易混频干扰和带外互调干扰。这些干扰对接收机的干扰作用机理各不相同，但当干扰信号达到一定强度时，对接收机接收信号的影响也将越来越强，会导致接收效果恶化甚至难以正常接收。因此，研究干扰抑制技术，降低干扰信号强度，可有效提升接收机在强干扰作用下的工作性能。
常规的接收干扰抑制方法主要包括种：削峰、滤波和数字域抑制。
削峰主要用于保护接收机，其作用机理是：当接收信号超过一定门限时，通过削峰处理，把最大接收信号限定在设定门限下，以保证后端处理电路不损坏或不出现阻塞效应。削峰用于干扰抑制的主要问题是将引入多阶削峰干扰，同时将影响调幅类信号的正常接收。因此，削峰并不是一种有效的干扰抑制处理方法。
滤波主要通过对干扰信号进行陷波或带阻滤波，降低干扰信号的强度。在短波频段内，由于频率较低，导致陷波或带阻滤波的带宽较宽(通常大于200kHz，频率越高，带宽越大)，这将对带宽内及邻近信号造成较大的损耗。此外，具有实用性的调谐式滤波器还存在体积较大等问题。
数字域干扰抑制适用于干扰信号能无失真进入数字域的场合，当干扰信号导致射频前端出现失真时，数字域处理将无能为力。
射频对消是近年来的研究热点，目前，射频对消主要用于共址干扰抑制或消除本机发射信号对接收信号的影响方面的处理，尚未有用于抑制接收机随路干扰方面的公开报道。
发明内容
本发明要解决的技术问题是在射频域对短波接收射频信号中3kHz以内的窄带强干扰信号进行抑制处理，防止接收机进入非线性工作区或出现阻塞效应，达到扩大强干扰作用下接收机工作动态范围，提升接收工作性能的目的。
本发明能够以多种方式实现，包括方法、系统、设备、装置或计算机可读介质，在下面论述本发明的几个实施例。
一种短波接收随路窄带干扰抑制系统，包括干扰信号提取模块、频相调整模块、幅度调整模块和信号合成模块，干扰信号提取模块用于从射频输入信号中提取窄带干扰信号；频相调整模块用于调整所述窄带干扰信号频率至原频率，调整所述窄带干扰信号相位至反相相位；幅度调整模块用于调整所述窄带干扰信号幅度至与射频输入信号中混合的窄带干扰信号幅度差小于预设值；信号合成模块用于加法合成调整后的窄带干扰信号与射频输入信号。
进一步地，干扰信号提取模块中射频输入信号的耦合信号与第一中频本振信号混频，然后通过窄带中频滤波完成窄带干扰信号提取。
进一步地，频相调整模块中将提取出的窄带干扰信号与第二中频本振信号混频，以调整所述窄带干扰信号频率至原频率，第一中频本振信号频率与第二中频本振信号频率相等。
进一步地，调整第一中频本振信号相位和/或第二中频本振信号相位，使得所述窄带干扰信号经二次混频后，其相位被调整至反相相位或符合干扰抑制要求相位。
进一步地，幅度调整模块中以窄带干扰信号频率为参数，调用通道增益修正参数，通过补偿窄带干扰信号幅度衰减值，实现将经频相调整后的窄带干扰信号幅度调整至与射频输入信号中混合的窄带干扰信号幅度差小于预设值。
进一步地，所述系统还设置有信号预处理模块，所述信号预处理模块位于射频信号输入端口与信号提取模块之间，用于实现信号耦合的同时，完成信号衰减和与射频输入信号隔离。
进一步地，射频输入信号中存在多路干扰信号时，信号预处理模块支持多路耦合信号馈送，信号合成模块支持多路信号合成。
本发明具有的积极有益技术效果包括：可以准确提取射频输入信号中的窄带干扰信号，并经幅度和相位调整及信号合成处理后，实现对输入信号中随路干扰信号的抑制，达到提高接收机在强干扰环境下工作性能的目的。
本发明的其他方面和优点根据下面结合附图的详细的描述而变得明显，所述附图通过示例说明本发明的原理。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1为本发明实施例提供的系统结构框图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
一种短波接收随路窄带干扰抑制系统，包括干扰信号提取模块、频相调整模块、幅度调整模块和信号合成模块，干扰信号提取模块用于从射频输入信号中提取窄带干扰信号；频相调整模块用于调整所述窄带干扰信号频率至原频率，调整所述窄带干扰信号相位至反相相位；幅度调整模块用于调整所述窄带干扰信号幅度至与射频输入信号中混合的窄带干扰信号幅度差小于预设值；信号合成模块用于加法合成调整后的窄带干扰信号与射频输入信号。
干扰信号提取模块中射频输入信号的耦合信号与第一中频本振信号混频，然后通过窄带中频滤波完成窄带干扰信号提取。射频输入信号的耦合信号与中频本振信号混频后变为中频信号，混频后的中频信号经过参数已知的中频滤波器，窄带干扰信号从混合信号中被提取出来，中频滤波器通带带宽与窄带干扰信号带宽对应。选择矩形系数小、阻带抑制度高的中频滤波器，可以有效降低对干扰信号带外其他信号的影响。将射频输入信号转换为中频信号进行滤波，可以有效克服陷波或带阻滤波带宽较宽(通常大于200kHz，频率越高，带宽越大)对带宽内及邻近信号造成的损耗。采用同源同频二次混频以及窄带中频滤波处理方法，确保提取出来的窄带干扰信号在频率与原始干扰信号完全一致，在降低对干扰附近有用信号影响的同时，满足了最佳干扰抑制处理对信号“同频”的要求。
频相调整模块中将提取出的窄带干扰信号与第二中频本振信号混频，第一中频本振信号与第二中频本振信号为同源同频信号，窄带干扰信号频率被调整至原频率。根据原始射频输入信号和加法合成模块输出信号的幅度差评估提取的窄带干扰信号与原始窄带干扰信号的相位关系，调整第一中频本振信号相位和/或第二中频本振信号相位，使得所述窄带干扰信号经二次混频后，其相位被调整至反相相位或符合干扰抑制要求的相位。通过采用同源同频双本振混频，实现相位的精确调整，同时确保提取出的窄带干扰信号频率上与原频率完全相同。
幅度调整模块中以窄带干扰信号频率为参数，调用通道增益修正参数，通过补偿窄带干扰信号幅度衰减值，实现将经频相调整后的窄带干扰信号幅度调整至与射频输入信号中混合的窄带干扰信号幅度差小于预设值，使得频段内任意频率的射频输入信号直通支路信号和提取出的窄带干扰信号在信号合成模块输入端的电平差异小于0.1dB，或在信号合成模块输出端电平最小。频率及带宽确定的窄带干扰信号经干扰信号提取模块和频相调整模块后的产生确定的衰减值，幅度调整模块以窄带干扰信号频率为参数，调用通道增益修正参数，实现补偿窄带干扰信号衰减值。采用通道增益预修正方法，使干扰抑制处理只需调整干扰信号相位，简化了干扰抑制控制算法，为实现快速干扰抑制收敛奠定了基础。
信号合成模块通过信号加法处理，加法合成调整后的窄带干扰信号与射频输入信号，使射频输出信号中的干扰信号电平大大降低或完全消除，达到干扰抑制目的。信号合成模块也可采用信号减法处理，此时调整后的窄带干扰信号与射频输入信号幅度差小于预设值，相位相同或相位符合干扰抑制度要求。
优化地，系统还设置有信号预处理模块，位于射频信号输入端口与信号提取模块之间。信号预处理模块采用并联电阻法完成信号耦合，通过与射频信号输入接口并联电阻，实现信号耦合的同时，完成干扰信号衰减和与射频输入信号的隔离，降低窄带干扰信号对射频输入信号直通信号的影响。作为实施例，当采用的并联电阻为1kΩ时，可实现与射频输入信号直通信号25dB以上的衰减，同时该并联电阻对射频输入信号直通信号的影响几乎可以忽略。采用小信号处理方法，有利于降低干扰信号提取及处理难度，有利于工程应用推广。
该系统支持对多种干扰信号进行抑制处理，包括3kHz带宽内的单音干扰、多音干扰及时变干扰。测试结果表明：对单音干扰的抑制可达60dB以上，对多音干扰的抑制可达40dB以上，对时变干扰的抑制可达20dB以上。射频输入信号中存在多路干扰信号时，信号预处理模块支持多路耦合信号馈送，信号合成模块支持多路信号合成，其他处理模块直接采用“拷贝”方式，实现对多路干扰抑制信号的同时处理。进行多路干扰抑制处理时，该系统可以有效克服多路信号合成引入的损耗等问题。
本发明的不同方面、实施例、实施方式或特征能够单独使用或任意组合使用。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (7)

1.一种短波接收随路窄带干扰抑制系统，其特征在于包括干扰信号提取模块、频相调整模块、幅度调整模块和信号合成模块，
干扰信号提取模块用于从射频输入信号中提取窄带干扰信号；
频相调整模块用于调整所述窄带干扰信号频率至原频率，调整所述窄带干扰信号相位至反相相位；
幅度调整模块用于调整所述窄带干扰信号幅度至与射频输入信号中混合的窄带干扰信号幅度差小于预设值；
信号合成模块用于加法合成调整后的窄带干扰信号与射频输入信号。
2.根据权利要求1所述的一种短波接收随路窄带干扰抑制方法，其特征在于，干扰信号提取模块中射频输入信号的耦合信号与第一中频本振信号混频，然后通过窄带中频滤波完成窄带干扰信号提取。
3.根据权利要求2所述的一种短波接收随路窄带干扰抑制方法，其特征在于，频相调整模块中将提取出的窄带干扰信号与第二中频本振信号混频，以调整所述窄带干扰信号频率至原频率，第一中频本振信号频率与第二中频本振信号频率相等。
4.根据权利要求3所述的一种短波接收随路窄带干扰抑制方法，其特征在于，调整第一中频本振信号相位和/或第二中频本振信号相位，使得所述窄带干扰信号经二次混频后，其相位被调整至反相相位或符合干扰抑制要求相位。
5.根据权利要求1所述的一种短波接收随路窄带干扰抑制方法，其特征在于，幅度调整模块中以窄带干扰信号频率为参数，调用通道增益修正参数，通过补偿窄带干扰信号幅度衰减值，实现将经频相调整后的窄带干扰信号幅度调整至与射频输入信号中混合的窄带干扰信号幅度差小于预设值。
6.根据权利要求1所述的一种短波接收随路窄带干扰抑制方法，其特征在于，所述系统还设置有信号预处理模块，所述信号预处理模块位于射频信号输入端口与信号提取模块之间，用于实现信号耦合的同时，完成信号衰减和与射频输入信号隔离。
7.根据权利要求6所述的一种短波接收随路窄带干扰抑制方法，其特征在于，射频输入信号中存在多路干扰信号时，信号预处理模块支持多路耦合信号馈送，信号合成模块支持多路信号合成。
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