RU2114502C1

RU2114502C1 - Spur-interference rejection device

Info

Publication number: RU2114502C1
Authority: RU
Inventors: Л.А. Волошин; В.В. Прилепский; В.И. Чугаева
Original assignee: Самсунг Электроникс Ко., Лтд.
Priority date: 1992-07-10
Filing date: 1992-07-10
Publication date: 1998-06-27

Abstract

FIELD: radio communications; communication systems handling broad-band signals. SUBSTANCE: device has series-connected adjustable delay circuit 8, first multiplier 1, narrow-band interference detecting and rejecting unit 2, second multiplier 3, switch 4 whose output functions as device output. Newly introduced in device are switch 4, adjustable delay circuit 8, clipper 6, quasi-coherent phase-keyed signal demodulator 5, and narrow- band interference detecting and rejecting unit 2. First input of switch 4, input of adjustable delay circuit 8, and input of clipper 6 are combined and function as device input. Output of clipper 8 is connected through demodulator 5 to other input of multiplier 1 and at the same time to input of delay circuit 7 whose output is connected to other input of multiplier 3. Second output of unit 2 is connected to control input of switch 4. EFFECT: enlarged functional capabilities. 3 dwg

Description

Изобретение относится к радиосвязи и может найти применение в системах связи с широкополосными сигналами. The invention relates to radio communications and may find application in communication systems with broadband signals.

Известны способы и устройства подавления структурных помех, основанные на согласованной фильтрации и корреляционной обработке широкополосных сигналов, описанные в монографиях Диксона Р.К. Широкополосные системы.- М.: Связь, 1979, Тузова Г.И. Статистическая теория приема сложных сигналов.- М.: Сов. радио, 1977. Known methods and devices for suppressing structural interference, based on consistent filtering and correlation processing of broadband signals, described in monographs by Dickson R.K. Broadband systems.- M .: Communication, 1979, G. Tuzova. Statistical theory of the reception of complex signals.- M .: Sov. radio, 1977.

Известно устройство, описанное в книге Шумоподобные сигналы в системах передачи информации. /Под ред. Пестрякова В.Б.- М.: Сов. радио, 1973. A device is described in the book Noise-like signals in information transfer systems. / Ed. Pestryakova V.B.- M .: Sov. radio, 1973.

Все эти устройства обладают низкой помехоустойчивостью к структурным помехам. All of these devices have low noise immunity to structural interference.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство по авт.св. СССР N 1338078, принятое за прототип. Closest to the technical nature of the proposed device is auth. USSR N 1338078, taken as a prototype.

Структурная схема устройства-прототипа представлена на фиг. 1, где обозначено:
1 - первый перемножитель;
2 - генератор копии сигнала;
3 - фильтр (интегратор);
4 - ключ сброса;
5 - схема сравнения с порогом;
6 - формирователь порога;
7 - режекторный фильтр;
8 - второй перемножитель;
9 - вычитающее устройство;
10 - элемент задержки;
11 - усилитель с регулируемым коэффициентом усиления.The block diagram of the prototype device is shown in FIG. 1, where indicated:
1 - the first multiplier;
2 - signal copy generator;
3 - filter (integrator);
4 - reset key;
5 is a comparison diagram with a threshold;
6 - threshold shaper;
7 - notch filter;
8 - the second multiplier;
9 - subtractive device;
10 - delay element;
11 - amplifier with adjustable gain.

Устройство содержит последовательно соединенные вычитающее устройство 9, первый вход которого является входом устройства, первый перемножитель 1, фильтр 3, ключ сброса 4, схему сравнения с порогом 5, второй вход которой соединен с выходом формирователя порога 6. Выход первого перемножителя 1 через режекторный фильтр 7 подсоединен к первому входу второго перемножителя 8 и через усилитель 11 соединен с вторым входом вычитателя 9. Генератор копии сигнала 2 соединен с входом первого перемножителя 1 и через элемент задержки 10 - с входом второго перемножителя 8. Другой выход генератора копии сигнала 2 соединен с другим входом ключа сброса 4. The device contains a series-connected subtractor 9, the first input of which is the input of the device, the first multiplier 1, filter 3, reset key 4, a comparison circuit with threshold 5, the second input of which is connected to the output of threshold shaper 6. The output of the first multiplier 1 through the notch filter 7 connected to the first input of the second multiplier 8 and through an amplifier 11 connected to the second input of the subtracter 9. A signal copy generator 2 is connected to the input of the first multiplier 1 and through the delay element 10 to the input of the second alternator scissor 8. The other output of the signal copy generator 2 is connected to another input of the reset key 4.

Работает устройство следующим образом. The device operates as follows.

Входной сигнал, представляющий собой смесь полезного ШПС и помех, поступает на вход вычитателя 9, где из него вычитается сигнал, сформированный в кольце обратной связи и поступающий с выхода усилителя 11. С выхода вычитателя 9 сигнал поступает на вход перемножителя 1, где перемножается с опорным сигналом, формируемым в генераторе 2. Результат перемножения накапливается в интеграторе 3 и через ключ 4, управляемый генератором 2, подается на блок 5, где сравнивается с порогом, сформированным в формирователе 6. The input signal, which is a mixture of useful SHPS and interference, is fed to the input of the subtractor 9, where the signal generated in the feedback ring and supplied from the output of the amplifier 11 is subtracted from the output of the subtractor 9. The signal is fed to the input of the multiplier 1, where it is multiplied with the reference the signal generated in the generator 2. The result of multiplication is accumulated in the integrator 3 and through the key 4, controlled by the generator 2, is fed to block 5, where it is compared with the threshold formed in the generator 6.

Одновременно сигнал с выхода перемножителя 1 поступает в кольцо обратной связи, образуемое режекторным фильтром 7, вторым перемножителем 8, и усилителем 11. В результате перемножения с копией сигнала полезный ШПС на выходе перемножителя 1 сворачивается в узкополосный сигнал, а узкополосные помехи превращаются в широкополосные помехи с базой Б, равной базе полезного ШПС. В режекторном фильтре 7 свернутый полезный сигнал и часть спектра помех, попадающих в полосу фильтра 7, режектируются. В полосу режекторного фильтра попадает 1/Б-я часть мощности каждой помехи. At the same time, the signal from the output of the multiplier 1 enters the feedback ring formed by the notch filter 7, the second multiplier 8, and the amplifier 11. As a result of multiplication with a copy of the signal, the useful BSS at the output of the multiplier 1 is turned into a narrow-band signal, and narrow-band interference turns into wide-band interference with base B, equal to the base of the useful ShPS. In the notch filter 7, the convoluted useful signal and part of the interference spectrum falling into the band of the filter 7 are rejected. In the band of the notch filter falls 1 / 6th part of the power of each interference.

Таким образом на выход режекторного фильтра 7 полезный сигнал проходит, а помехи ослабляются не более в (1 - 1/Б) раз. С выхода режекторного фильтра 7 помехи поступают на второй перемножитель 8, где путем перемножения с той же копией полезного сигнала, задержанной в элементе задержки 10 на величину задержки τ , равную величине задержки помех в режекторном фильтре 7, сворачиваются в узкополосные, т. е. приводятся к своему первоначальному виду. С выхода перемножителя 8 помехи через усилитель 11 подаются на вход вычитателя 9. Thus, the useful signal passes to the output of the notch filter 7, and the interference is attenuated no more than (1 - 1 / B) times. From the output of the notch filter 7, the interference enters the second multiplier 8, where by multiplying with the same copy of the useful signal delayed in the delay element 10 by the delay value τ equal to the amount of delay in the notch filter 7, they are folded into narrow-band, i.e. to its original appearance. From the output of the multiplier 8, interference through the amplifier 11 is fed to the input of the subtractor 9.

Таким образом, на первом входе вычитателя 9 присутствует полезный сигнал и помехи, а на втором его входе - только помехи. В вычитателе обеспечивается противофазность сигналов, поступающих по его входам. В процессе настройки коэффициент усиления усилителя 11 выбирается таким, чтобы обеспечивалось равенство амплитуд сигналов на его выходе. Поскольку полезный сигнал поступает только по первому входу вычитателя 9, а помехи как по первому, так и по второму его входам, то сигнал на его выход проходит без искажений, а помехи в нем компенсируются. Некомпенсированная часть каждой помехи составляет 1/Б-ю ее часть. Эта часть спектра, которая не поступила на второй вход вычитателя 9 из-за режекции в фильтре 7. Таким образом, за счет введения кольца обратной связи обеспечивается ослабление помех на входе перемножителя 1 в Б раз. Thus, at the first input of the subtractor 9, there is a useful signal and interference, and at its second input, only interference. The subtractor provides the antiphase of the signals arriving at its inputs. In the process of tuning, the gain of the amplifier 11 is selected so as to ensure equal amplitudes of the signals at its output. Since the useful signal arrives only at the first input of the subtractor 9, and the interference both at the first and at its second inputs, the signal at its output passes without distortion, and the interference in it is compensated. The uncompensated part of each interference is 1 / Bth of its part. This part of the spectrum, which did not arrive at the second input of the subtractor 9 due to the notch in the filter 7. Thus, by introducing a feedback ring, the noise at the input of the multiplier 1 is reduced by a factor of B.

Недостатком такого устройства является низкая помехоустойчивость к структурным помехам. The disadvantage of this device is the low noise immunity to structural interference.

В заявляемом устройстве подавление помех любых видов, несущие частоты которых находятся в полосе полезного ШПС, происходит за счет того, что в устройство, содержащее два перемножителя, причем вход первого перемножителя соединен со входом второго перемножителя через элемент задержки, введены блок обнаружения и подавления узкополосных помех (БОПУП), регулируемый элемент задержки, коммутатор и последовательно соединенные ограничитель и квазикогерентный демодулятор ФМн-сигналов (КД). При этом вход коммутатора, регулируемого элемента задержки и ограничителя объединены и являются входом устройства. Выход коммутатора является выходом устройства. Выход регулируемого элемента задержки через последовательно соединенные первый перемножитель, БОПУП и второй перемножитель соединен со входом коммутатора, управляющий вход которого соединен с другим выходом БОПУП. Выход фазового детектора соединен с входом первого элемента задержки. In the inventive device, the suppression of interference of any kind, the carrier frequencies of which are in the band of the useful SHPS, is due to the fact that the device containing two multipliers, and the input of the first multiplier connected to the input of the second multiplier through a delay element, introduces a unit for detecting and suppressing narrow-band interference (BOUPUP), an adjustable delay element, a switch and a series-connected limiter and quasi-coherent demodulator of FMN signals (CD). In this case, the input of the switch, the adjustable delay element and the limiter are combined and are the input of the device. The output of the switch is the output of the device. The output of the adjustable delay element through a series-connected first multiplier, BOUP and the second multiplier is connected to the input of the switch, the control input of which is connected to another output of the BOUP. The output of the phase detector is connected to the input of the first delay element.

Структурная схема заявляемого устройства приведена на фиг. 2, где использованы следующие обозначения:
1 и 3 - перемножитель;
2 - блок обнаружения и подавления узкополосных помех (БОПУП);
4 - коммутатор;
5 - квазикогерентный демодулятор ФМн-сигналов (КД);
6 - ограничитель (ОГ);
7 - элемент задержки;
8 - регулируемый элемент задержки.The structural diagram of the inventive device is shown in FIG. 2, where the following notation is used:
1 and 3 - multiplier;
2 - block detection and suppression of narrowband interference (BOUPUP);
4 - switch;
5 - quasicoherent demodulator of FMN signals (CD);
6 - limiter (OG);
7 - delay element;
8 - adjustable delay element.

Заявляемое устройство содержит последовательно соединенные элемент задержки 8, первый перемножитель 1, блок обнаружения и подавления узкополосных помех (БОПУП) 2, второй перемножитель 3, коммутатор 4, выход которого является выходом устройства. Первый вход коммутатора 4, вход регулируемого элемента задержки 8 и вход ограничителя 6 объединены и являются входом устройства. Выход ограничителя 6 через КД 5 соединен одновременно с другим входом перемножителя 1 и входом элемента задержки 7, выход которого соединен с другим входом перемножителя 3. Второй выход БОПУП 2 соединен с управляющим входом коммутатора 4. The inventive device comprises a series-connected delay element 8, a first multiplier 1, a narrow-band interference detection and suppression unit (BOUP) 2, a second multiplier 3, a switch 4, the output of which is the output of the device. The first input of the switch 4, the input of the adjustable delay element 8 and the input of the limiter 6 are combined and are the input of the device. The output of the limiter 6 through KD 5 is connected simultaneously with the other input of the multiplier 1 and the input of the delay element 7, the output of which is connected to the other input of the multiplier 3. The second output of the BOPUP 2 is connected to the control input of the switch 4.

Заявляемое устройство работает следующим образом. The inventive device operates as follows.

Входной полезный ШПС и мощная структурная помеха поступает на ОГ6, где мощная помеха подавляет сигнал, после чего помеха поступает на ФД5, где выделяет ПСП помехи, подаваемые на входы перемножителей 1 и 3. Одновременно полезный ШПС и мощная структурная помеха подаются на первый перемножитель 1, где осуществляется манипуляция полезного ШПС по закону ПСП помехи, которая снимается во втором перемножителе 3. В перемножителе 1 за счет перемножителя с опорной ПСП структурной помехи, осуществляется "свертка" широкополосной структурной помехи в узкополосную помеху, которая обнаруживается и подавляется в БОПУП 2. The input useful SHPS and powerful structural noise goes to OG6, where the powerful noise suppresses the signal, after which the noise goes to PD5, where it distinguishes the SRP interference applied to the inputs of multipliers 1 and 3. At the same time, the useful SHPS and powerful structural noise are fed to the first multiplier 1, where the useful SHPS is manipulated according to the SRP interference law, which is removed in the second multiplier 3. In the multiplier 1, due to the multiplier from the reference SRP structural interference, the narrow-band structural interference is “convolved” into a narrow band interference, which is detected and suppressed in BOUP 2.

Полезный ШПС за счет манипуляции по закону ПСП помехи в перемножителе 1 расширяет свой спектр, который проходит через БОПУП 2, где из него при наличии структурной помехи режектируется узкая полоса спектра на частоте несущей структурной помехи. Спектр полезного ШПС восстанавливается на выходе перемножителя 3 за счет перемножения с той же ПСП структурной помехи. Сигнал об обнаружении помехи с выхода БОПУП 2 подается на коммутатор 4. При отсутствии сигнала обнаружения помехи коммутатор 4 подключает к выходу устройства первый вход, при этом входная смесь непосредственно подается со входа устройства на его выход. В случае обнаружения помехи в БОПУП коммутатор подключает к выходу устройства первый вход, при этом из входной смеси в БОПУП 2 режектируется помеха при любом значении ее несущей частоты, лежащей в полосе ШПС. A useful SHPS due to manipulation according to the PSP law of interference in the multiplier 1 expands its spectrum, which passes through the BOUP 2, where a narrow band of the spectrum is cut off from it at the frequency of the carrier of the structural interference. The spectrum of useful SHPS is restored at the output of multiplier 3 due to the multiplication of the structural noise from the same SRP. The signal for detecting interference from the output of the BOUPUP 2 is supplied to the switch 4. In the absence of a signal for detecting interference, the switch 4 connects the first input to the output of the device, while the input mixture is directly fed from the input of the device to its output. In the case of interference detection in the BOUPUP, the switch connects the first input to the device output, while interference is rejected from the input mixture into the BOUPUP 2 at any value of its carrier frequency lying in the BSC band.

Таким образом, в устройстве-прототипе обеспечивается режекция мощных структурных помех, несущая частота которых совпадает с несущей частотой полезного ШПС. Широкополосные помехи с другими несущими частотами не режектируются, так как несущие частоты их лежат за пределами полосы режекторного фильтра 15. Thus, in the prototype device, rejection of powerful structural interference is provided, the carrier frequency of which coincides with the carrier frequency of the useful SHPS. Broadband interference with other carrier frequencies are not renegotiated, since their carrier frequencies lie outside the band of the notch filter 15.

Заявляемое устройство обеспечивает подавление любых видов шумоподобных фазоманипулированных помех (структурных, имитационных), несущие частоты которых находятся в полосе полезного ШПС. The inventive device provides the suppression of any kind of noise-like phase-manipulated interference (structural, imitation), the carrier frequencies of which are in the band of useful SHPS.

Остановимся на аппаратурной реализации блоков заявляемого устройства. Let us dwell on the hardware implementation of the blocks of the claimed device.

КД может быть выполнен, например, по схеме Костаса (Петрович Н.Т. Передача дискретной информации в канале с фазовой манипуляцией.- М.: Сов.радио, 1965). CD can be performed, for example, according to the Kostas scheme (Petrovich N.T. Transmission of discrete information in a channel with phase shift keying.- M .: Sov.radio, 1965).

Коммутатор может быть выполнен на микросхеме 564KT3, представляющей собой набор ключей. При этом используются 2 ключа, выходы которых объединены. На управляющий вход одного из ключей команда с блока 2 подается непосредственно, а на другой - через инвертор. The switch can be performed on the 564KT3 chip, which is a set of keys. In this case, 2 keys are used, the outputs of which are combined. To the control input of one of the keys, the command from block 2 is sent directly, and to the other via the inverter.

Блок 2 может быть выполнен так, как это показано на фиг. 3, где использованы следующие обозначения:
21 - полосовой фильтр;
22 - элемент задержки;
23 - ключ;
24 - фазовращатель;
25 - регулятор амплитуды;
26 - детектор;
27 - схема сравнения;
28 - схема "ИЛИ";
29 - сумматор.Block 2 can be made as shown in FIG. 3, where the following notation is used:
21 - band-pass filter;
22 - delay element;
23 - key;
24 - phase shifter;
25 - amplitude regulator;
26 - detector;
27 is a comparison diagram;
28 is an OR diagram;
29 - adder.

Блок обнаружения и подавления узкополосных помех (БОПУП) 2 содержит n идентичных линеек, каждая из которых содержит последовательно соединенные полосовой фильтр 21, элемент задержки 22, ключ 23, фазовращатель 24, аттенюатор 25, выход которого является выходом линейки и соединен с соответствующим входом сумматора 29. Выход полосового фильтра 21 через детектор соединен с входом схемы сравнения, выход которой является другим выходом линейки и соединен с соответствующим входом схемы "ИЛИ" 28. Другой выход схемы сравнения соединен со вторым входом ключа 33. Выход схемы "ИЛИ" 28 соединен с соответствующим входом коммутатора 4. Выход сумматора 29 соединен со входом перемножителя 3. The narrowband interference detection and suppression unit (BOUP) 2 contains n identical rulers, each of which contains a series-pass bandpass filter 21, a delay element 22, a key 23, a phase shifter 24, an attenuator 25, the output of which is the output of the line and connected to the corresponding input of the adder 29 The output of the bandpass filter 21 through the detector is connected to the input of the comparison circuit, the output of which is another output of the line and connected to the corresponding input of the OR circuit 28. Another output of the comparison circuit is connected to the second input key a 33. The output of the OR circuit 28 is connected to the corresponding input of the switch 4. The output of the adder 29 is connected to the input of the multiplier 3.

В каждой из n линеек осуществляется фильтрация входного сигнала в полосе ΔF_y. Частоты настроек фильтров (21₁ ... 21) выбраны таким образом, чтобы n фильтров перекрывали всю полосу ШПС

В каждом из каналов осуществляется детектирование сигнала в блоке 36 с последующим сравнением продетектированого напряжения с фиксированным порогом в блоке 37. В случае превышения порога на выходе блока 37 формируется "1", которая закрывает ключ 33.In each of the n lines, the input signal is filtered in the ΔF _y band. The frequencies of the filter settings (21 ₁ ... 21) are selected so that n filters overlap the entire band of BSS

In each channel, a signal is detected in block 36, followed by a comparison of the detected voltage with a fixed threshold in block 37. In case of exceeding the threshold, “1” is formed at the output of block 37, which closes the key 33.

Команды о превышении ("1") или непревышении "0" порога с выходов блоков 37 передаются на схему "ИЛИ" 28. Т.о., если хотя бы в одной из линеек превышается порог, "1" с выхода блока 2 подается на управляющий вход блока 4. В этом случае к его выходу подключается вход 2, при этом на выход заявляемого устройства подается ШПС, очищенный от помех (т.е. прошедший через блоки 1, 2, 3). Commands about exceeding ("1") or not exceeding "0" the threshold from the outputs of blocks 37 are transmitted to the OR circuit 28. Thus, if at least one of the lines exceeds the threshold, "1" from the output of block 2 is sent to the control input of block 4. In this case, input 2 is connected to its output, while the output of the inventive device is supplied with a ShSS cleared of interference (i.e., passed through blocks 1, 2, 3).

Блоки 22, 24 и 25 используются для выравнивания сигналов по задержке, фазе и амплитуде. Наличие блоков 24 и 25 обеспечивает неискаженное прохождение спектра ШПС через блок 2. Blocks 22, 24, and 25 are used to align signals with delay, phase, and amplitude. The presence of blocks 24 and 25 provides an undistorted passage of the spectrum of SHPS through block 2.

Claims

A device for suppressing structural interference, comprising two multipliers, the second input of the first multiplier being connected to the second input of the second multiplier via a delay element, characterized in that a switch, an adjustable delay element, a limiter, the inputs of which are combined and are the input of the device, are introduced into the device, the output of the switch is the output of the device, the output of the adjustable delay element is connected to the first input of the first multiplier, the output of the limiter through a quasi-coherent demodulator FMN signal s is connected to the input of the delay element, the output of the first multiplier through the narrowband interference detection and suppression unit is connected to the first input of the second multiplier, the output of which is connected to the second signal input of the switch, and its control input is connected to the second output of the interference detection and suppression unit.