RU2034402C1

RU2034402C1 - Noise suppressor for broadband signal receivers

Info

Publication number: RU2034402C1
Authority: RU
Inventors: Л.А. Волошин; В.И. Чугаева
Original assignee: Воронежский научно-исследовательский институт связи
Priority date: 1992-07-10
Filing date: 1992-07-10
Publication date: 1995-04-30

Abstract

FIELD: radio engineering. SUBSTANCE: device has two subtracters 1, 6, two multipliers 2, 5, band filter 3, adjustable phase shifter 4, clipper 7, synchronous filter 8, adjustable-gain device 9, signal copy generator 10. EFFECT: improved design. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники и может найти применение в системах связи с широкополосными сигналами. The invention relates to the field of radio engineering and may find application in communication systems with broadband signals.

Известно многоканальное устройство защиты от узкополосных помех, в котором борьба с узкополосными помехами ведется методом стирания каналов, пораженных помехами. A multi-channel narrowband interference protection device is known in which narrowband interference is controlled by erasing channels affected by interference.

Недостатком этого устройства является аппаратурная сложность, возрастающая с увеличением базы ШПС, а также невозможность его включения на выходе приемника, обусловленная необходимостью использования в нем фильтров высокого порядка в тракте прохождения сигнала. При использовании таких устройств входной тракт приемника остается незащищенным от узкополосной помехи. The disadvantage of this device is the hardware complexity, which increases with an increase in the base of the BSS, as well as the impossibility of its inclusion at the output of the receiver, due to the need to use high-order filters in it in the signal path. When using such devices, the input path of the receiver remains unprotected from narrowband interference.

Известны также автокомпенсаторы узкополосных помех, недостатком которых является низкая помехоустойчивость к узкополосным помехам. Narrow-band interference auto-compensators are also known, the disadvantage of which is low noise immunity to narrow-band interference.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство [1] содержащее вычитатель, первый перемножитель, генератор копии сигнала, режекторный фильтр, второй перемножитель, линию задержки, синхронно-фазовый фильтр, первый фильтр. Closest to the technical nature of the proposed device is [1] comprising a subtractor, a first multiplier, a signal copy generator, a notch filter, a second multiplier, a delay line, a phase-synchronous filter, and a first filter.

На вход устройства на первый вход вычитателя поступает аддитивная смесь широкополосного сигнала и квазигармонической помехи. На выходе первого перемножителя широкополосный сигнал за счет перемножения с копией модулирующей псевдослучайной последовательности, генерируемой генератором копии сигнала, преобразуется в узкополосный сигнал, на частоту которого настроен режекторный фильтр. А помеховая составляющая, наоборот, приобретает дополнительную модуляцию, за счет чего ее спектр становится широкополосным и практически не искажается режекторным фильтром. На выходе второго перемножителя происходит восстановление помеховой составляющей путем вторичного перемножения с псевдослучайной последовательностью. Линия задержки необходима с учетом задержки сигнала в первом перемножителе и режекторном фильтре. Таким образом на выходе перемножителя восстанавливается напряжение с частотой помехи. В то же время напряжения сигнала нет, поскольку последний отфильтровывается режекторным фильтром. В синхронно-фазовом фильтре, опорным для которого является восстановленное напряжение помехи с выходом вторичного перемножителя, восстанавливается копия напряжения помехи. Последняя, подаваемая на второй вход вычитателя, обеспечивает компенсацию помехи в принимаемом сигнале. An additive mixture of a broadband signal and quasi-harmonic interference arrives at the device’s input at the first input of the subtractor. At the output of the first multiplier, the broadband signal is converted to a narrow-band signal with a notch filter tuned to the frequency by multiplying with a copy of the modulating pseudorandom sequence generated by the signal copy generator. And the noise component, on the contrary, acquires additional modulation, due to which its spectrum becomes broadband and is practically not distorted by a notch filter. At the output of the second multiplier, the interference component is restored by secondary multiplication with a pseudo-random sequence. The delay line is necessary taking into account the signal delay in the first multiplier and notch filter. Thus, at the output of the multiplier, the voltage with the interference frequency is restored. At the same time, there is no signal voltage, since the latter is filtered out by a notch filter. In the synchronous-phase filter, the reference for which is the restored interference voltage with the output of the secondary multiplier, a copy of the interference voltage is restored. The latter, fed to the second input of the subtractor, provides compensation for interference in the received signal.

Недостатком прототипа является низкая помехоустойчивость к узкополосным помехам. The disadvantage of the prototype is the low noise immunity to narrowband interference.

На чертеже показана структурная схема заявляемого устройства. The drawing shows a structural diagram of the inventive device.

Устройство содержит последовательно соединенные первый вычитатель 1, первый перемножитель 2, полосовой фильтр 3, регулируемый фазовращатель 4, второй перемножитель 5, второй вычитатель 6, ограничитель 7, синхронный фильтр 8, устройство с регулируемым коэффициентом передачи 9, выход которого соединен с другим входом первого вычитателя 1. ГКС 10 соединен с другими входами первого 2 и второго 5 перемножителей. Входы первого 1и второго 6 вычитателей и синхронного фильтра 8 объединены и являются входом устройства. Общая точка выход первого вычитателя и входа первого перемножителя является выходом устройства. The device contains a series-connected first subtractor 1, a first multiplier 2, a band-pass filter 3, an adjustable phase shifter 4, a second multiplier 5, a second subtractor 6, a limiter 7, a synchronous filter 8, a device with an adjustable transmission coefficient 9, the output of which is connected to another input of the first subtractor 1. GCS 10 is connected to other inputs of the first 2 and second 5 multipliers. The inputs of the first 1 and second 6 subtractors and synchronous filter 8 are combined and are the input of the device. The common point is the output of the first subtractor and the input of the first multiplier is the output of the device.

Входная смесь, содержащая полезный ШПС и узкополосную помеху (УП), поступает одновременно на входы вычитателей 1 и 6, при этом в вычитателе 1 из входной смеси вычитается оценка узкополосной помехи (Un^l), формируемая в блоках 2-9, в результате чего на выходе блока 1 выделяется ШПС и нескомпенсированная часть узкополосной помехи ΔUn, которые поступают на перемножитель 2. В результате перемножения с синхронным опорным сигналом ШПС сворачивается в узкополосный сигнал, который фильтруется в фильтре 3, настроенном на несущую ШПС, и через регулируемый фазовращатель 4 подается на перемножитель 5, где за счет перемножения с тем же самым опорным сигналом, превращается в ШПС, аналогичный ШПС на входе устройства (оценку ШПС-ШПС). Нескомпенсированная часть УП за счет перемножения с опорным сигналом, поступающим с выхода ГКС 9, превращается в широкополосную помеху, часть спектра которой попадает в полосу фильтра 3, которая через блок 4 подается на перемножитель 5. За счет перемножения с опорным сигналом часть спектра помехи, отфильтрованная блоком 3, становится широкополосной помехой (ШПП), коррелированной с полезным сигналом в связи с тем, что она имеет ту же несущую частоту и закон манипуляции, что и полезный сигнал. Оценка ШПС (ШПС) и ШПП поступают на вычитатель 6, из входной смеси вычитается ШПС, в результате чего на выходе блока 6 выделяется УП и ШПП. В блоке 7 осуществляется подавление более сильной УП слабой ШПП. С выхода блока 7 ограниченная по амплитуде помеха (с амплитудой U_o) поступает на синхронный фильтр 8 (СФ8), на второй вход которого поступает входная смесь. В результате фильтрующего действия блока 8 на его выходе выделяется помеха вида

cos(ω_nt+φ_n) которая проходит через устройство с регулируемым коэффициентом передачи 9, после чего подается на вход вычитателя 1, где компенсирует узкополосную помеху, в результате чего на выходе вычитателя 1 выделяется ШПС.The input mixture containing the useful SHPS and narrowband interference (UE) is supplied simultaneously to the inputs of the subtractors 1 and 6, while the subtractor 1 subtracts the estimate of the narrowband interference (Un ^l ), which is formed in blocks 2-9, resulting in the output of block 1 is allocated SHPS and the uncompensated part of the narrowband interference ΔUn, which are fed to the multiplier 2. As a result of multiplication with a synchronous reference signal, the SHPS is reduced to a narrowband signal, which is filtered in the filter 3, tuned to the carrier SHPS, and through an adjustable The rotator 4 is fed to the multiplier 5, where, due to multiplication with the same reference signal, it turns into a BPS similar to a BSC at the input of the device (estimate of the BPS-ShPS). The uncompensated part of the UE due to the multiplication with the reference signal coming from the output of the GCS 9 turns into a broadband interference, part of the spectrum of which falls into the filter band 3, which is fed through the block 4 to the multiplier 5. Due to the multiplication with the reference signal, a part of the interference spectrum, filtered unit 3, becomes a broadband interference (BSS), correlated with the useful signal due to the fact that it has the same carrier frequency and the law of manipulation as the useful signal. Evaluation of ШПС (ШПС) and ШПП is received on subtractor 6, ШПС is subtracted from the input mixture, as a result of which UP and ШПП are allocated at the output of block 6. In block 7, the suppression of a stronger UP weak weakness. From the output of block 7, the amplitude-limited interference (with amplitude U _o ) is supplied to the synchronous filter 8 (SF8), the second input of which receives the input mixture. As a result of the filtering action of block 8, a noise of the form

cos (ω _n t + φ _n ) which passes through a device with an adjustable transmission coefficient of 9, after which it is fed to the input of the subtractor 1, where it compensates for the narrow-band interference, as a result of which the BSS is allocated at the output of the subtractor 1.

В заявляемом устройстве оценка помехи формируется из входной смеси за счет вычитания из нее оценки ШПС, при этом коэффициент передачи в тракте формирования оценки помехи близок к 1. С учетом этого широкополосная составляющая оценки помехи в заявляемом устройстве, образующаяся за счет попадания части спектра помехи в фильтр 3 с последующей манипуляцией ее по закону ПСП в блоке 5 определяется соотношением
U_шпп=

ΔU ≪ U₁.In the inventive device, the interference estimate is formed from the input mixture by subtracting the BSS estimate from it, while the transmission coefficient in the path of generating the interference estimate is close to 1. With this in mind, the broadband component of the interference estimate in the inventive device, formed due to the part of the interference spectrum entering the filter 3 with its subsequent manipulation according to the law of the SRP in block 5 is determined by the ratio
U _shp =

ΔU ≪ U ₁ .

Полезный ШПС и U_ШПП поступают на вычитатель 6, где ШПС компенсируется, в результате чего на его выходе выделяются узкополосная помеха и широкополосная составляющая помехи поступают на усилитель-ограничитель 8, где узкополосная помеха подавляется широкополосную составляющую помехи, при этом коэффициент подавления помехи в ограничителе K_ог= f

растет с увеличением

На выходе ограничителя формируется узкополосная составляющая помехи постоянной амплитудой U_o и подавленная K_ог раз широкополосная составляющая помехи, амплитуда которой определяется соотношением
U_шпп=

Учитывая ΔU

получаем
U_шпп=

Т. е. широкополосная составляющая помехи в заявляемом устройстве меньше, чем в прототипе, в Кпод.К_ог раз, где К_под коэффициент подавления
помехи в вычитателе 1.The useful BSS and _UBB are fed to the subtractor 6, where the BSS is compensated, as a result of which the narrow-band interference is allocated at its output and the broadband component of the interference is fed to the amplifier-limiter 8, where the narrow-band interference is suppressed by the broadband component of the interference, while the interference suppression coefficient in the limiter K _og = f

grows with increasing

At the output of the limiter, a narrow-band component of the interference is formed with a constant amplitude U _o and a broadband component of the noise suppressed K _og times, the amplitude of which is determined by the ratio
U _shp =

Given ΔU

we get
U _shp =

That is, the broadband component of the interference in the inventive device is less than in the prototype, in Kpod.K _og times, where K _under the suppression coefficient
interference in the subtractor 1.

Claims

INTERFERENCE SUPPRESSION DEVICE FOR WIDE-BAND SIGNAL RECEIVERS, containing the first subtractor, the first input of which is combined with the first input of the synchronous filter and is the input of the device, the output of the first subtractor is connected to the first input of the first multiplier, the second input of which and the output are connected respectively to the output of the signal generator and the input a band-pass filter, as well as a second multiplier, characterized in that an adjustable phase shifter, a second subtractor, a limiter and a block with an adjustable coefficient are introduced transmission, the output of the bandpass filter through an adjustable phase shifter connected to the first input of the second multiplier, the second input of which is connected to the output of the signal generator, and the output to the first input of the second subtractor, the second input of which is connected to the first input of the first subtractor, the output of the second subtractor through the limiter connected to the second input of the synchronous filter, the output of which through the block with an adjustable transmission coefficient is connected to the second input of the first subtractor.