CN115549707A - 一种低频雷电噪声协同处理装置及方法 - Google Patents
一种低频雷电噪声协同处理装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115549707A CN115549707A CN202211061388.7A CN202211061388A CN115549707A CN 115549707 A CN115549707 A CN 115549707A CN 202211061388 A CN202211061388 A CN 202211061388A CN 115549707 A CN115549707 A CN 115549707A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- clipping
- module
- level
- preset
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 85
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims abstract description 64
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims abstract description 64
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 28
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 81
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 8
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 12
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 7
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 101100310928 Caenorhabditis elegans sra-6 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/06—Receivers
- H04B1/10—Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference
- H04B1/1027—Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference assessing signal quality or detecting noise/interference for the received signal
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/25—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/26—Modifications of amplifiers to reduce influence of noise generated by amplifying elements
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/06—Receivers
- H04B1/10—Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference
- H04B1/1027—Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference assessing signal quality or detecting noise/interference for the received signal
- H04B1/1036—Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference assessing signal quality or detecting noise/interference for the received signal with automatic suppression of narrow band noise or interference, e.g. by using tuneable notch filters
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/06—Receivers
- H04B1/16—Circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
- H03F2200/294—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a low noise amplifier [LNA]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Noise Elimination (AREA)
Abstract
本发明涉及低频信号处理技术领域，尤其涉及一种低频雷电噪声协同处理装置及方法，所述装置包括宽带信号接收通道和窄带信号接收通道，分别接收低频信号；宽带放大滤波模块的输出端分别连接雷电噪声判别单元和宽带信号处理单元，经所述宽带信号处理单元进行削波处理后输出宽带信号；窄带信号接收通道的混频模块接收雷电噪声判别单元的输出信号；雷电噪声判别单元根据宽带通道的放大增益信号的电平判断是否存在雷电噪声，仅在不存在雷电噪声时进行混频，输出处理后的窄带信号。本发明通过宽带接收通道输出的增益信号识别雷电噪声，在识别雷电噪声后瞬时关断处理，解决现有窄带接收放大器震荡饱和阻塞问题，可充分发挥宽窄带双通信收信优势。
Description
技术领域
本发明涉及低频信号处理技术领域，尤其涉及一种低频雷电噪声协同处理装置及方法。
背景技术
低频信号(3kHz-60kHz)通过低频发信台以广播方式向空中辐射电波信号，在大地/海面和电离层之间以波导方式沿地球表面传播到达接收地点，低频通信具有传播稳定、衰减小、较强的穿透海水能力等特点，适合远距离远洋通信和水下通信。在雷电频发的区域，存在大量的雷电噪声，雷电噪声主要频带范围为3-30kHz，表现为高斯白噪声背景下的脉冲噪声特性，不仅影响通信效果，还容易造成收信设备前段阻塞，容易导致低频信号的信噪比降低，使得低频窄带收信设备饱和，会对通信效果造成严重影响，从而制约低频通信效能；因此研究雷电噪声处理能力，对提升低频通信效能尤为重要。
目前，存在许多对抗雷电噪声干扰的数字处理算法，主要包括基于中值滤波与小波分析联合降噪处理方法以及采用非线性自适应处理器方法，但是这些方法都无法有效处理设备前端的噪声阻塞。
通常，低频收信处理设备的模拟前端一般采用调谐放大的方式对输入信号进行调理，相对而言是一个窄带收信通道，但此时该设备的工作频段受到雷电噪声的干扰容易产生震荡冲击，一旦出现雷电噪声，收信通道就可能在模拟前端处被阻塞，致使整个设备无法正常工作。
现有技术中，窄带通道采用的抗雷电噪声典型方法之一为“熄灭”技术，即对含有雷电干扰的信号直接进行短暂的关断，该方法抗雷电效果较好，但是难以及时、准确判别信号是否存在雷电干扰，会对正常的信号传输和接收产生影响；若采用宽带通道设计，能够模拟前端不易被雷电噪声震荡阻塞，可以在信号数字化后采用动态削波、软件“熄灭”技术或多种技术结合等数字信号处理手段进行抗雷电干扰处理，达到正常通信的效果，但是这种方法会导致设备的灵敏度等性能比窄带通道设计的同类型设备低。
因此，目前需要一种能够对雷电噪声同时进行削波和关断处理的方法，从而实现雷电噪声抑制并提高低频收信效果。
发明内容
本发明提供一种低频雷电噪声协同处理装置及方法，用以解决现有技术中不能灵敏对抗雷电噪声干扰的缺陷，使用窄带通道不能即使判断是否存在雷电干扰、容易影响正常信号传输，使用宽带通道则会导致设备灵敏度降低，本发明实施雷电噪声自适应削波，能有效提高宽带接收通道雷电处理增益，识别雷电噪声后启动窄带通道进行雷电噪声瞬时关断处理，解决现有窄带接收放大器震荡饱和阻塞问题，获得窄带接收通道雷电噪声处理增益，提升低频雷电噪声处理能力，可充分发挥宽窄带双通信收信优势。
本发明提供的一种低频雷电噪声协同处理装置，包括宽带信号接收通道和窄带信号接收通道，分别接收输入的低频信号；
所述宽带信号接收通道包括宽带放大滤波模块、雷电噪声判别单元、宽带信号处理单元，所述宽带放大滤波模块的输出端分别与所述雷电噪声判别单元和所述宽带信号处理单元的输入端电连接，经所述宽带信号处理单元进行削波处理后输出宽带信号；
所述窄带信号接收通道包括依次电连接的窄带调谐放大模块、混频模块和窄带信号处理单元，所述混频模块的输入端接收所述雷电噪声判别单元的输出端的输出信号；
所述雷电噪声判别单元根据所述宽带放大滤波模块输出的放大增益信号的电平判断是否存在雷电噪声，若存在雷电噪声，则断开所述混频模块与所述雷电噪声判别单元的电连接；
若不存在雷电噪声，则输出本振信号至所述混频模块并与所述窄带调谐放大模块的输出信号进行混频，经所述窄带信号处理单元输出处理后的窄带信号。
根据本发明提供的一种低频雷电噪声协同处理装置，所述宽带信号处理单元包括宽带信号采样模块和自适应削波模块；
所述宽带信号采样模块对所述宽带放大滤波模输出的放大增益信号进行采样，并输出采样信号至所述自适应削波模块；
所述自适应削波模块将多个所述采样信号的幅度绝对值与预设削波电平比较，对大于预设削波电平的采样信号进行削波处理，将对应的采样信号的幅度绝对值设置为所述预设削波电平。
根据本发明提供的一种低频雷电噪声协同处理装置，所述自适应削波模块对大于预设削波电平的采样信号进行削波处理，包括：
所述自适应削波模块每间隔固定时段获取预设数量的采样信号；
所述自适应削波模块根据预设削波概率，输出预设削波概率和预设数量的乘积作为预设削波数量，根据预设削波数量获取削波数量阈值范围；
将每个采样信号的幅度绝对值与所述预设削波电平比较，获取大于所述预设削波电平的削波采样信号数量，对所述预设削波电平进行调整，直至所述削波采样信号数量处于所述削波数量阈值范围内。
根据本发明提供的一种低频雷电噪声协同处理装置，所述自适应削波模块对所述预设削波电平进行调整，包括：
若所述削波采样信号数量大于所述削波数量阈值范围的上限，则将所述预设削波电平上调一电平增量，获取新的削波电平；若所述削波采样信号数量小于所述削波数量阈值范围的下限，则将所述预设削波电平下调一电平增量，获取新的削波电平。
根据本发明提供的一种低频雷电噪声协同处理装置，所述雷电噪声判别单元包括雷电噪声判决模块、电子开关和本振信号输出模块，所述雷电噪声判决模块的输出端与所述电子开关的输入端电连接，所述本振信号输出模块的输出端通过所述电子开关与所述混频模块电连接；
若存在雷电噪声，则所述电子开关断开所述混频模块与所述本振信号输出模块的电连接；
若不存在雷电噪声，则所述电子开关闭合，所述本振信号输出模块输出本振信号至所述混频模块。
根据本发明提供的一种低频雷电噪声协同处理装置，所述雷电噪声判决模块包括绝对值电路、基准电平生成单元和比较器；
所述绝对值电路输出所述放大增益信号的输出电平绝对值至所述比较器；所述基准电平生成单元以所述放大增益信号和预设波峰因子的乘积为基准电平，并输出基准电平至所述比较器；
所述比较器判断所述放大增益信号的输出电平绝对值大于所述基准电平时，所述比较器输出高电平至所述电子开关，判断存在雷电噪声，所述电子开关断开；若所述比较器判断所述放大增益信号的输出电平绝对值不大于所述基准电平，则所述比较器输出低电平至所述电子开关，所述电子开关闭合。
根据本发明提供的一种低频雷电噪声协同处理装置，输入的低频信号经输入衰减模块的输出端传输衰减后的低频信号至所述宽带信号接收通道的接收端和窄带信号接收通道的接收端；
所述输入衰减模块包括多个按信号衰减量大小升序串联的电阻衰减网络。
根据本发明提供的一种低频雷电噪声协同处理装置，所述窄带信号处理单元包括中频滤波放大模块和窄带信号采样模块；
所述窄带信号处理单元包括顺序串联的第一可控增益放大器、晶体滤波器、第二可控增益放大器和固定增益器；所述第一可控增益放大器的接收端接收经滤波器滤波后的混频信号，并通过固定增益器输出放大增益后的混频信号至所述窄带信号采样模块；所述窄带信号采样模块对增益后的混频信号进行采样，输出处理后的窄带信号。
本发明还提供一种低频雷电噪声协同处理方法，包括如下步骤：
获取低频信号；
对一路低频信号进行宽带放大滤波处理，输出增益后的放大增益信号，将放大增益信号进行削波处理后输出宽带信号；
获取所述放大增益信号的电平，判断所述放大增益信号是否存在雷电噪声；
若不存在雷电噪声，则将窄带调谐放大处理后的另一路低频信号与所述放大增益信号进行混频，输出处理后的窄带信号；
若存在雷电噪声，则不对窄带调谐放大处理后的另一路低频信号与所述放大增益信号进行混频，切断所述另一路低频信号。
其中，对所述将放大增益信号进行削波处理后输出宽带信号，包括：
获取预设削波概率以及预设削波电平；
每间隔固定时段获取预设数量的采样信号；
根据所述预设削波概率，输出预设削波概率和预设数量的乘积作为预设削波数量，根据预设削波数量获取削波数量阈值范围；
将每个采样信号的幅度绝对值与所述预设削波电平比较，获取大于所述预设削波电平的削波采样信号数量；
若所述削波采样信号数量大于所述削波数量阈值范围的上限，则将所述预设削波电平上调一电平增量，获取新的削波电平；若所述削波采样信号数量小于所述削波数量阈值范围的下限，则将所述预设削波电平下调一电平增量，获取新的削波电平；
不断对削波电平进行调整，直至所述削波采样信号数量处于所述削波数量阈值范围内。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述低频雷电噪声协同处理方法的步骤。
本发明提供的低频雷电噪声协同处理装置及方法，与现有技术相比至少具有如下的技术效果：
(1)通过宽带接收通道输出的增益信号识别雷电噪声，从而能根据输出信号的电平灵敏的判断是否存在雷电噪声，在识别雷电噪声后启动窄带通道进行雷电噪声瞬时关断处理，解决现有窄带接收放大器震荡饱和阻塞问题，获得窄带接收通道雷电噪声处理增益，提升低频雷电噪声处理能力，可充分发挥宽窄带双通信收信优势。
(2)对雷电噪声同时进行自适应削波处理和关断处理，可以很好地实现雷电噪声抑制，提升低频雷电噪声处理能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的低频雷电噪声协同处理装置的结构示意图之一；
图2是本发明提供的低频雷电噪声协同处理装置的结构示意图之二；
图3是本发明提供的低频雷电噪声协同处理装置的结构示意图之三；
图4是本发明提供的低频雷电噪声协同处理装置的结构示意图之四；
图5是本发明提供的低频雷电噪声协同处理方法的流程示意图之一；
图6是本发明提供的低频雷电噪声协同处理方法的流程示意图之二。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或模块，而是可选地还包括没有列出的步骤或模块，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或模块。
需要说明的是，本发明涉及的术语“第一\第二”仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一\第二”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里描述或图示的那些以外的顺序实施。
在一个实施例中，如图1所示，本发明提供的本发明提供的一种低频雷电噪声协同处理装置，包括宽带信号接收通道和窄带信号接收通道，分别接收输入的低频信号；
所述宽带信号接收通道包括宽带放大滤波模块、雷电噪声判别单元、宽带信号处理单元，所述宽带放大滤波模块的输出端分别与所述雷电噪声判别单元和所述宽带信号处理单元的输入端电连接，经所述宽带信号处理单元进行削波处理后输出宽带信号；
所述窄带信号接收通道包括依次电连接的窄带调谐放大模块、混频模块和窄带信号处理单元，所述混频模块的输入端接收所述雷电噪声判别单元的输出端的输出信号；
所述雷电噪声判别单元根据所述宽带放大滤波模块输出的放大增益信号的电平判断是否存在雷电噪声，若存在雷电噪声，则断开所述混频模块与所述雷电噪声判别单元的电连接；
若不存在雷电噪声，则输出本振信号至所述混频模块并与所述窄带调谐放大模块的输出信号进行混频，经所述窄带信号处理单元输出处理后的窄带信号；
其中，如图1所示，在天线输出的低频信号输入宽带信号接收通道和窄带信号接收通道之前，还包括输入衰减模块，输入的低频信号经输入衰减模块的输出端传输衰减后的低频信号至所述宽带信号接收通道的接收端和窄带信号接收通道的接收端；
所述输入衰减模块包括多个按信号衰减量大小升序串联的电阻衰减网络；
可选的，所述输入衰减模块由顺序串联的衰减量为10dB、20dB、30dB的电阻衰减网络构成，经过继电器配置产生0dB、10dB、20dB、30dB、40dB、50dB、60dB的衰减，可用于对大的天线信号进行衰减，当天线信号微弱时，输入衰减器衰减为0dB，信号直通；
可选的，如图2所示，所述宽带放大滤波模块由两级可调增益放大器、一级固定增益放大器和宽带滤波器组成；每级可调增益放大器为0dB、10dB、20dB、30dB和40dB，固定增益放大器增益为40dB，宽带通道增益控制范围为40dB-120dB，带通宽带有源滤波器采用4阶切比雪夫有源带通滤波器，带宽为2kHz-35kHz，可以覆盖雷电噪声和低频通信的主要频段；
需要说明的是，上述各个模块的参数数值仅仅只是对于本发明实施例的示例，不应视为对本发明的限定；
具体的，所述宽带信号处理单元包括宽带信号采样模块和自适应削波模块；
所述宽带信号采样模块对所述宽带放大滤波模输出的放大增益信号进行采样，并输出采样信号至所述自适应削波模块；
所述自适应削波模块将多个所述采样信号的幅度绝对值与预设削波电平比较，对大于预设削波电平的采样信号进行削波处理，将对应的采样信号的幅度绝对值设置为所述预设削波电平。
根据本发明提供的一种低频雷电噪声协同处理装置，所述自适应削波模块对大于预设削波电平的采样信号进行削波处理，包括：
所述自适应削波模块每间隔固定时段获取预设数量的采样信号；
所述自适应削波模块根据预设削波概率，输出预设削波概率和预设数量的乘积作为预设削波数量，根据预设削波数量获取削波数量阈值范围；
将每个采样信号的幅度绝对值与所述预设削波电平比较，获取大于所述预设削波电平的削波采样信号数量，对所述预设削波电平进行调整，直至所述削波采样信号数量处于所述削波数量阈值范围内。
根据本发明提供的一种低频雷电噪声协同处理装置，所述自适应削波模块对所述预设削波电平进行调整，包括：
若所述削波采样信号数量大于所述削波数量阈值范围的上限，则将所述预设削波电平上调一电平增量，获取新的削波电平；若所述削波采样信号数量小于所述削波数量阈值范围的下限，则将所述预设削波电平下调一电平增量，获取新的削波电平；
作为示例的，自适应削波步骤如下：
1)选择固定的削波概率P(可选20％)，并设定预设削波电平C，输出预设削波概率和预设数量的乘积作为预设削波数量；
2)计算每间隔固定时段(可选1S)内采集的预设数量的采样信号的量为N，将采样信号的幅度绝对值与预设削波电平C比较；
3)计算超过预设削波电平的削波采样信号数量Nc，与预设削波数量N*P比较；
4)若削波采样信号数量大于削波数量阈值范围的上限，如Nc>1.4*N*P时，表示削波电位太小，将被削波的采样信号数量太多，此时将削波电位C往上调节0.5dB(即增加1/16倍)，然后转到步骤2)，继续进行比较；
5)若削波采样信号数量小于削波数量阈值范围的下限，如Nc<0.7*N*P时，表示削波电位太大，将被削波的采样信号数量太少，此时削波电位C往下调节0.5dB(即减少1/16倍)，然后转到步骤2)，继续进行比较；
6)直至削波采样信号数量处于所述削波数量阈值范围内，即削波采样信号数量满足Nc 0.7*N*P<Nc<1.4*N*P时，表示削波电位适当，一方面按生成的削掉电平对采样数据进行削波，然后输出削波后数据；
7)另一方面转到步骤2)持续对新采样数据进行削波处理。
需要说明的是，上述对削波范围的数值不应解释为对本发明的进一步限定，仅仅作为对本发明实施例的示例说明；且电平增量的具体数值可以根据实际情况进行确定，不是一个固定数值；
根据本发明提供的一种低频雷电噪声协同处理装置，所述雷电噪声判别单元包括雷电噪声判决模块、电子开关和本振信号输出模块，所述雷电噪声判决模块的输出端与所述电子开关的输入端电连接，所述本振信号输出模块的输出端通过所述电子开关与所述混频模块电连接；
若存在雷电噪声，则所述电子开关断开所述混频模块与所述本振信号输出模块的电连接；
若不存在雷电噪声，则所述电子开关闭合，所述本振信号输出模块输出本振信号至所述混频模块。
在一个实施例中，如图3所示，所述雷电噪声判决模块包括绝对值电路、基准电平生成单元和比较器；
所述绝对值电路输出所述放大增益信号的输出电平绝对值至所述比较器；所述基准电平生成单元以所述放大增益信号和预设波峰因子的乘积为基准电平，并输出基准电平至所述比较器；
所述比较器判断所述放大增益信号的输出电平绝对值大于所述基准电平时，所述比较器输出高电平至所述电子开关，判断存在雷电噪声，所述电子开关断开；若所述比较器判断所述放大增益信号的输出电平绝对值不大于所述基准电平，则所述比较器输出低电平至所述电子开关，所述电子开关闭合；
其中，在所述基准电平生成单元之前还包括有效值检波器，通过有效值检波器检波后输出信号Vr至所述基准电平生成单元，通过所述基准电平生成单元生成基准电平K*Vr；
具体的，所述比较器工作步骤如下：
1)宽带放大滤波模块输出LF信号通过绝对值电路为|V|，并送入比较器的一个输入端；
2)宽带放大滤波模块输出LF信号通过有效值检波为Vr，并输出至基准电平生成单元；
3)基准电平生成单元接收输入的波峰因子K与有效值Vr相乘等于K*Vr，并送入比较器输入，可选K＝5；
4)比较器将输入|V|与比较K*Vr，当宽带放大滤波模块输出绝对值|V|大于基准电平K*Vr，则判断存在雷电噪声干扰，输出高电平到电子开关电路控制端断开电子开关，切断输入的本振信号，从而切断窄带通道信号；
5)当宽带放大滤波模块输出绝对值|V|小于基准电平K*Vr，判断此时不存在雷电噪声干扰，输出低电平到电子开关电路控制端接通电子开关，将本振信号输入窄带混频单元，窄带通道工作正常；
在一个实施例中，如图4所示，所述窄带信号接收通道包括依次电连接的窄带调谐放大模块、混频模块和窄带信号处理单元；
可选的，所述窄带调谐放大模块增益可选为50dB，由LC调谐网络和低噪声放大器顺序串联组成，LC调谐网络由4个固定电感和8个调谐电容并联构成，带宽为400～1000Hz，调谐范围为10～16kHz、16～26kHz、26～41kHz、41～60kHz四个频段，采用继电器进行切换，调谐点为1024个点；低噪声放大器对调谐后的信号进行放大，噪声系数≤6dB；
具体的，如图4所示，所述混频模块包括依次连接的带通滤波器、混频器和晶体滤波器；
可选的，所述带通滤波器由三阶LC无源巴特沃斯滤波器组成，带宽10kHz～60kHz，所述混频器中心频率162kHz，所述晶体滤波器中心频率162kHz、带宽400Hz；
其中，混频器可选型号为SRA-6的双平衡混频器，其工作带宽可为数千赫兹至数十千兆赫兹，动态范围较大，混频失真小(信号的偶次谐波被抵消，特别是二次谐波，所以大大地降低输出组合频率的干扰)；同时，这种混频器很容易匹配，各个端口具有较高的隔离度；有利于抑制本振噪声；
具体的，混频器本振信号由数字信号处理电路控制数字信号合成器(DDS)产生，频率范围为172kHz-222kHz,这样和混频器输入信号作差频处理后，产生162kHz中频信号，如输入10kHz信号，与172kHz信号差频后成为162kHz信号。
可选的，石英晶体滤波器采用的3dB通带宽度为400Hz，中心频率为162kHz,带内波动小于1dB，从而有效滤除162kHz中频信号带外干扰及混频产生的各阶次组合频率及本振频率干扰；经过第一带通滤波器滤波、混频器混频、石英晶体滤波器再滤波后，输入信号变频到162kHz中频，成为一定信噪比和一定幅度的中频信号；
其中，所述窄带信号处理单元包括中频滤波放大模块和窄带信号采样模块；
所述窄带信号处理单元包括顺序串联的第一可控增益放大器、晶体滤波器、第二可控增益放大器和固定增益器；所述第一可控增益放大器的接收端接收经滤波器滤波后的混频信号，并通过固定增益器输出放大增益后的混频信号至所述窄带信号采样模块；所述窄带信号采样模块对增益后的混频信号进行采样，输出处理后的窄带信号。
可选的，所述窄带信号处理单元的每级可控增益放大器增益范围为0-40dB，晶体滤波器中心频率162kHz、带宽400Hz，固定增益放大器增益为20dB，中频滤波放大模块的增益范围20-100dB可调。
可选的，所述宽带信号采样模块和窄带采样模块采样率均为512kbps,满刻度输入为±2.5V；
另一方面，如图5所示，本发明还提供一种低频雷电噪声协同处理方法，包括如下步骤：
获取低频信号；
对一路低频信号进行宽带放大滤波处理，输出增益后的放大增益信号，将放大增益信号进行削波处理后输出宽带信号；
获取所述放大增益信号的电平，判断所述放大增益信号是否存在雷电噪声；
若不存在雷电噪声，则将窄带调谐放大处理后的另一路低频信号与所述放大增益信号进行混频，输出处理后的窄带信号；
若存在雷电噪声，则不对窄带调谐放大处理后的另一路低频信号与所述放大增益信号进行混频，切断所述另一路低频信号。
其中，如图6所示，对所述将放大增益信号进行削波处理后输出宽带信号，包括：
获取预设削波概率以及预设削波电平；
每间隔固定时段获取预设数量的采样信号；
根据所述预设削波概率，输出预设削波概率和预设数量的乘积作为预设削波数量，根据预设削波数量获取削波数量阈值范围；
将每个采样信号的幅度绝对值与所述预设削波电平比较，获取大于所述预设削波电平的削波采样信号数量；
若所述削波采样信号数量大于所述削波数量阈值范围的上限，则将所述预设削波电平上调一电平增量，获取新的削波电平；若所述削波采样信号数量小于所述削波数量阈值范围的下限，则将所述预设削波电平下调一电平增量，获取新的削波电平；
不断对削波电平进行调整，直至所述削波采样信号数量处于所述削波数量阈值范围内。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的低频雷电噪声协同处理方法的步骤。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法所提供的低频雷电噪声协同处理方法的步骤。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种低频雷电噪声协同处理装置，其特征在于，包括宽带信号接收通道和窄带信号接收通道，分别接收输入的低频信号；
所述宽带信号接收通道包括宽带放大滤波模块、雷电噪声判别单元、宽带信号处理单元，所述宽带放大滤波模块的输出端分别与所述雷电噪声判别单元和所述宽带信号处理单元的输入端电连接，经所述宽带信号处理单元进行削波处理后输出宽带信号；
所述窄带信号接收通道包括依次电连接的窄带调谐放大模块、混频模块和窄带信号处理单元，所述混频模块的输入端接收所述雷电噪声判别单元的输出端的输出信号；
所述雷电噪声判别单元根据所述宽带放大滤波模块输出的放大增益信号的电平判断是否存在雷电噪声，若存在雷电噪声，则断开所述混频模块与所述雷电噪声判别单元的电连接；
若不存在雷电噪声，则输出本振信号至所述混频模块并与所述窄带调谐放大模块的输出信号进行混频，经所述窄带信号处理单元输出处理后的窄带信号。
2.根据权利要求1所述的一种低频雷电噪声协同处理装置，其特征在于，所述宽带信号处理单元包括宽带信号采样模块和自适应削波模块；
所述宽带信号采样模块对所述宽带放大滤波模输出的放大增益信号进行采样，并输出采样信号至所述自适应削波模块；
所述自适应削波模块将多个所述采样信号的幅度绝对值与预设削波电平比较，对大于预设削波电平的采样信号进行削波处理，将对应的采样信号的幅度绝对值设置为所述预设削波电平。
3.根据权利要求2所述的一种低频雷电噪声协同处理装置，其特征在于，所述自适应削波模块对大于预设削波电平的采样信号进行削波处理，包括：
所述自适应削波模块每间隔固定时段获取预设数量的采样信号；
所述自适应削波模块根据预设削波概率，输出预设削波概率和预设数量的乘积作为预设削波数量，根据预设削波数量获取削波数量阈值范围；
将每个采样信号的幅度绝对值与所述预设削波电平比较，获取大于所述预设削波电平的削波采样信号数量，对所述预设削波电平进行调整，直至所述削波采样信号数量处于所述削波数量阈值范围内。
4.根据权利要求3所述的一种低频雷电噪声协同处理装置，其特征在于，所述自适应削波模块对所述预设削波电平进行调整，包括：
若所述削波采样信号数量大于所述削波数量阈值范围的上限，则将所述预设削波电平上调一电平增量，获取新的削波电平；若所述削波采样信号数量小于所述削波数量阈值范围的下限，则将所述预设削波电平下调一电平增量，获取新的削波电平。
5.根据权利要求1所述的一种低频雷电噪声协同处理装置，其特征在于，所述雷电噪声判别单元包括雷电噪声判决模块、电子开关和本振信号输出模块，所述雷电噪声判决模块的输出端与所述电子开关的输入端电连接，所述本振信号输出模块的输出端通过所述电子开关与所述混频模块电连接；
若存在雷电噪声，则所述电子开关断开所述混频模块与所述本振信号输出模块的电连接；
若不存在雷电噪声，则所述电子开关闭合，所述本振信号输出模块输出本振信号至所述混频模块。
6.根据权利要求5所述的一种低频雷电噪声协同处理装置，其特征在于，所述雷电噪声判决模块包括绝对值电路、基准电平生成单元和比较器；
所述绝对值电路输出所述放大增益信号的输出电平绝对值至所述比较器；所述基准电平生成单元以所述放大增益信号和预设波峰因子的乘积为基准电平，并输出基准电平至所述比较器；
所述比较器判断所述放大增益信号的输出电平绝对值大于所述基准电平时，所述比较器输出高电平至所述电子开关，判断存在雷电噪声，所述电子开关断开；若所述比较器判断所述放大增益信号的输出电平绝对值不大于所述基准电平，则所述比较器输出低电平至所述电子开关，所述电子开关闭合。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种低频雷电噪声协同处理装置，其特征在于，输入的低频信号经输入衰减模块的输出端传输衰减后的低频信号至所述宽带信号接收通道的接收端和窄带信号接收通道的接收端；
所述输入衰减模块包括多个按信号衰减量大小升序串联的电阻衰减网络。
8.根据权利要求1-6任一项所述的一种低频雷电噪声协同处理装置，其特征在于，所述窄带信号处理单元包括中频滤波放大模块和窄带信号采样模块；
所述窄带信号处理单元包括顺序串联的第一可控增益放大器、晶体滤波器、第二可控增益放大器和固定增益器；所述第一可控增益放大器的接收端接收经滤波器滤波后的混频信号，并通过固定增益器输出放大增益后的混频信号至所述窄带信号采样模块；所述窄带信号采样模块对增益后的混频信号进行采样，输出处理后的窄带信号。
9.一种低频雷电噪声协同处理方法，其特征在于，包括：
获取低频信号；
对一路低频信号进行宽带放大滤波处理，输出增益后的放大增益信号，将放大增益信号进行削波处理后输出宽带信号；
获取所述放大增益信号的电平，判断所述放大增益信号是否存在雷电噪声；
若不存在雷电噪声，则将窄带调谐放大处理后的另一路低频信号与所述放大增益信号进行混频，输出处理后的窄带信号；
若存在雷电噪声，则不对窄带调谐放大处理后的另一路低频信号与所述放大增益信号进行混频，切断所述另一路低频信号。
10.根据权利要求9所述的一种低频雷电噪声协同处理方法，其特征在于，所述将放大增益信号进行削波处理后输出宽带信号，包括：
获取预设削波概率以及预设削波电平；
每间隔固定时段获取预设数量的采样信号；
根据所述预设削波概率，输出预设削波概率和预设数量的乘积作为预设削波数量，根据预设削波数量获取削波数量阈值范围；
将每个采样信号的幅度绝对值与所述预设削波电平比较，获取大于所述预设削波电平的削波采样信号数量；
若所述削波采样信号数量大于所述削波数量阈值范围的上限，则将所述预设削波电平上调一电平增量，获取新的削波电平；若所述削波采样信号数量小于所述削波数量阈值范围的下限，则将所述预设削波电平下调一电平增量，获取新的削波电平；
不断对削波电平进行调整，直至所述削波采样信号数量处于所述削波数量阈值范围内。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211061388.7A CN115549707B (zh) | 2022-09-01 | 一种低频雷电噪声协同处理装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211061388.7A CN115549707B (zh) | 2022-09-01 | 一种低频雷电噪声协同处理装置及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115549707A true CN115549707A (zh) | 2022-12-30 |
| CN115549707B CN115549707B (zh) | 2024-05-17 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116184043A (zh) * | 2023-03-15 | 2023-05-30 | 北京航空航天大学 | 一种用于无人机平台的宽带电磁环境监测系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003043094A (ja) * | 2001-07-26 | 2003-02-13 | Japan Science & Technology Corp | 電磁波源検出方法および絶縁劣化診断方法と装置 |
| US20040153879A1 (en) * | 2002-01-22 | 2004-08-05 | Junichi Fukutani | High-frequency signal reception apparatus and manufacturing method thereof |
| CN1851996A (zh) * | 2005-10-18 | 2006-10-25 | 华为技术有限公司 | 信号防雷器 |
| CN201497809U (zh) * | 2009-09-03 | 2010-06-02 | 中国电子科技集团公司第十四研究所 | 组合干扰识别器 |
| CN104081661A (zh) * | 2012-01-31 | 2014-10-01 | 美国亚德诺半导体公司 | 独立控制前端增益和基带增益的方法和装置 |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003043094A (ja) * | 2001-07-26 | 2003-02-13 | Japan Science & Technology Corp | 電磁波源検出方法および絶縁劣化診断方法と装置 |
| US20040153879A1 (en) * | 2002-01-22 | 2004-08-05 | Junichi Fukutani | High-frequency signal reception apparatus and manufacturing method thereof |
| CN1851996A (zh) * | 2005-10-18 | 2006-10-25 | 华为技术有限公司 | 信号防雷器 |
| CN201497809U (zh) * | 2009-09-03 | 2010-06-02 | 中国电子科技集团公司第十四研究所 | 组合干扰识别器 |
| CN104081661A (zh) * | 2012-01-31 | 2014-10-01 | 美国亚德诺半导体公司 | 独立控制前端增益和基带增益的方法和装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116184043A (zh) * | 2023-03-15 | 2023-05-30 | 北京航空航天大学 | 一种用于无人机平台的宽带电磁环境监测系统 |
| CN116184043B (zh) * | 2023-03-15 | 2023-08-29 | 北京航空航天大学 | 一种用于无人机平台的宽带电磁环境监测系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69535225T2 (de) | Verfahren und Gerät zum Erhöhen der Empfängerimmunität gegenüber Störsignalen | |
| EP0556992B1 (en) | Noise attenuation system | |
| KR100968519B1 (ko) | 전력설비의 부분방전 노이즈 제거 장치 및 부분방전발생구간 검출 장치 | |
| EP1898529A1 (en) | Broadcast receiving apparatus, interference detecting apparatus and interference detecting method | |
| EP1805859B1 (en) | Dynamic energy threshold calculation for high impedance fault detection | |
| JP3950310B2 (ja) | 広帯域受信器及び過負荷保護方法 | |
| EP0862280A3 (en) | Device and method for detection and reduction of intermodulation distortion in a CDMA receiver | |
| CN101034899B (zh) | 基于单通道的民航地空通信自适应干扰抑制方法及其系统 | |
| CN111478711B (zh) | 一种接收机及通信设备 | |
| TW201125295A (en) | Impulse noise mitigation under out-of-band interference conditions | |
| JP2009278525A (ja) | アンテナダイバーシティ受信装置とそのアンテナ切替制御方法 | |
| KR101156131B1 (ko) | 위성 중계기에서 간섭제거 방법 및 장치 | |
| US5537675A (en) | Splatter controlling noise blanker | |
| CN115549707A (zh) | 一种低频雷电噪声协同处理装置及方法 | |
| CN115549707B (zh) | 一种低频雷电噪声协同处理装置及方法 | |
| CN101174842B (zh) | 民航地空通信中单通道最优恒模干扰抑制方法及其系统 | |
| CN115856949A (zh) | 卫星导航高精度定位芯片复合干扰抑制装置及使用方法 | |
| CN112953572B (zh) | 一种低延迟小抖动电台静噪方法 | |
| US9124467B2 (en) | Receiver gain adjustment to reducing an influence of a DC offset | |
| CN113497633B (zh) | 提升零中频和低中频架构接收机ip2指标的方法及其架构 | |
| Habib et al. | Impulsive noise mitigation in wireless communication systems using EMD technique | |
| RU213785U1 (ru) | Устройство передачи и приёма сигналов высокочастотных защит и команд релейной защиты и противоаварийной автоматики | |
| JPH068842B2 (ja) | 電気機器の部分放電検出方法 | |
| CN213305383U (zh) | 一种预选器 | |
| JP2005197918A (ja) | コードレス電話機の受信機 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |