RU2115234C1

RU2115234C1 - Interference suppression device for receivers of wide- band signals

Info

Publication number: RU2115234C1
Application number: RU94038982A
Authority: RU
Inventors: В.И. Чугаева; Л.А. Волошин
Original assignee: Самсунг Электроникс Ко., Лтд.
Priority date: 1994-09-30
Filing date: 1994-09-30
Publication date: 1998-07-10
Also published as: RU94038982A

Abstract

FIELD: radio engineering. SUBSTANCE: device has series-connected first subtracter, first multiplier, first band-pass filter, phase inverter, second multiplier, rejector filter, fourth multiplier, unit with controlled transmission ratio, output of which is connected to second input of first subtracter. Inputs of subtracters are combined to make up device input. First subtracter output serves as device output. Synchronous reference signals are supplied to second inputs of multipliers from output of signal copy generator. Voltage for automatic control of transmission ratio of unit with controlled transmission ratio is formed due to filtering of part of spectrum wide-band interference in band-pass filter, due to its amplification in amplifier and detection in detector of automatic gain control. EFFECT: enhanced interference suppression. 2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области радиотехники и может найти применение в системах связи с широкополосными сигналами. The present 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 (см. О. Ф.Бокк. Оптимальные характеристики фильтров Б3 от сосредоточенных по спектру помех. Техника средств связи, серия ТРС, 1987, вып. 4, стр. 81), в котором борьба с узкополосными помехами ведется методом стирания каналов, пораженных помехами. A multi-channel device for protection against narrow-band interference is known (see O. F. Bokk. Optimal characteristics of B3 filters from those concentrated by the spectrum of interference. Communication Technology, TRS Series, 1987, issue 4, p. 81), in which the fight against narrow-band interference conducted by erasing channels affected by interference.

Недостатком этого устройства является аппаратурная сложность, возрастающая с увеличением базы ШПС, а также невозможность его включение 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 that 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, описанные в а.с. NN 438126, 1095419, 734681 СССР, недостатком которых является низкая помехоустойчивость к узкополосным помехам. Narrowband jammers are also known, as described in A.S. USSR NN 438126, 1095419, 734681, the disadvantage of which is low noise immunity to narrowband interference.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство по а.с. N 1700754 кл. H 04 B 1/10, 1991 г., изображенное на фиг. 1. The closest in technical essence to the proposed one is a device for AS N 1700754 C. H 04 B 1/10, 1991, depicted in FIG. one.

Устройство содержит вычитатель 1, первый перемножитель 2, генератор 3 копии сигнала, режекторный фильтр 4, второй переменожитель 5, линию 6 задержки, синхронно-фазовый фильтр 7, первый фильтр 8. The device comprises a subtractor 1, a first multiplier 2, a signal copy generator 3, a notch filter 4, a second switch 5, a delay line 6, a phase-synchronous filter 7, a first filter 8.

Синхронно-фазовый фильтр 7 содержит фазовращатель 7.0, третий перемножитель 7.1, второй фильтр 7.2, четвертый перемножитель 7.3, пятый перемножитель 7.4, третий фильтр 7.5, шестой перемножитель 7.6 и сумматор 7.7
Устройство работает следующим образом.The synchronous-phase filter 7 contains a phase shifter 7.0, a third multiplier 7.1, a second filter 7.2, a fourth multiplier 7.3, a fifth multiplier 7.4, a third filter 7.5, a sixth multiplier 7.6, and an adder 7.7
The device operates as follows.

На вход устройства на первый вход вычитателя 1 поступает аддитивная смесь широкополосного сигнала и квазигармонической помехи. На выходе первого перемножителя 2 широкополосный сигнал за счет пеермножения с копией, моделирующей псевдослучайной, генерируемой генератором 3 копии сигнала, преобразуется в узкополосный сигнал, на частоту которого настроен режекторный фильтр 4. А помеховая составляющая, наоборот, приобретает дополнительную модуляцию, за счет чего ее спектр становится широкополосным и практически не искажается режекторным фильтром 4. На выходе второго перемножителя 5 происходит восстановление помеховой составляющей путем вторичного перемножения с псевдослучайной последовательностью. Линия 6 задержки необходима с учетом задержки сигнала в блоках 2 и 4. Таким образом на выходе пеермножителя восстанавливается напряжение с частотой помехи. В то же время напряжения сигнала нет, поскольку последний отфильтровывается режекторным фильтром 4. В синхронно-фазовом фильтре 7, опорным для которого является восстановленное напряжение помехи с выхода перемножителя 5, за счет узкополосных фильтров 7.2 и 7.5 низких частот, отфильтровывается напряжение широкополосного сигнала и на выходе сумматора 7.7 восстанавливается копия напряжения помехи. Последняя, подаваемая на второй вход вычитателя 1, обеспечивает компенсацию помехи в принимаемом сигнале. Коэффициент передачи цепи восстановления копии помехи, блоки 4-7, выбираются из условия максимального подавления помехи. Перемножители 7.1, 7.3, 7.4 и 7.6 работают в режиме ограничения по своим опорным входам и линейном режиме по сигнальным входам. Фильтр 8 обеспечивает фильтрацию сигнала после снятия псевдослучайной модуляции на перемножителе 2. At the input of the device at the first input of the subtractor 1 receives an additive mixture of a broadband signal and quasi-harmonic interference. At the output of the first multiplier 2, the broadband signal is converted by a multiplication with a copy simulating a pseudo-random signal generated by the signal copy generator 3 to a narrow-band signal whose frequency is tuned to a notch filter 4. And the interference component, on the contrary, acquires additional modulation, due to which its spectrum becomes broadband and is practically not distorted by the notch filter 4. At the output of the second multiplier 5, the interference component is restored by secondary multiplication with ps e-random sequence. The delay line 6 is necessary taking into account the signal delay in blocks 2 and 4. Thus, the voltage with the interference frequency is restored at the output of the multiplier. At the same time, there is no signal voltage, since the latter is filtered by the notch filter 4. In the synchronous-phase filter 7, the reference for which is the reconstructed interference voltage from the output of the multiplier 5, due to the narrow-band filters 7.2 and 7.5 of low frequencies, the voltage of the broadband signal is filtered and the output of the adder 7.7 restores a copy of the interference voltage. The latter, fed to the second input of the subtractor 1, provides compensation for interference in the received signal. The transmission coefficient of the interference copy recovery circuit, blocks 4-7, are selected from the condition of maximum interference suppression. Multipliers 7.1, 7.3, 7.4 and 7.6 operate in the limiting mode for their reference inputs and linear mode for signal inputs. The filter 8 provides signal filtering after removing pseudo-random modulation on the multiplier 2.

Недостатком устройства-прототипа является малая степень подавления помех. The disadvantage of the prototype device is the low degree of interference suppression.

Для устранения этого недостатка в устройство, содержащее последовательно соединенные первый вычитатель, вход которого является входом устройства, первый перемножитель, первый полосовой фильтр, а также режекторный фильтр, генератор копии сигнала, второй перемножитель, выход генератора копии сигнала соединен со вторыми входами первого и второго перемножителей, введены последовательно соединенные второй полосовой фильтр, фазовращатель, присоединенные между выходом первого перемножителя и входом второго перемножителя, последовательно соединенные усилитель, детектор АРУ, блок с регулируемым коэффициентом передачи, выход которого соединен со вторым входом первого вычитателя, а также второй вычитатель, третий и четвертый перемножители, причем второй вычитатель своим первым входом соединен со входом устройства, вторым входом с выходом второго перемножителя, а выходом со входом третьего перемножителя, выход которого через режекторный фильтр соединен со входом четвертого перемножителя, выход четвертого перемножителя соединен со вторым входом блока с регулируемым коэффициентом передачи, вторые входы третьего и четвертого перемножителей соединены с выходом генератора копии сигнала, а вход усилителя соединен с выходом первого полосового фильтра. To eliminate this drawback, a device containing a first subtractor connected in series, the input of which is the device input, a first multiplier, a first bandpass filter, and a notch filter, a signal copy generator, a second multiplier, the output of a signal copy generator is connected to the second inputs of the first and second multipliers , a second bandpass filter, a phase shifter connected in series between the output of the first multiplier and the input of the second multiplier, are connected in series connected amplifier, AGC detector, a block with an adjustable transmission coefficient, the output of which is connected to the second input of the first subtractor, as well as the second subtractor, the third and fourth multipliers, the second subtractor being connected with the first input to the device input, the second input with the output of the second multiplier, and the output with the input of the third multiplier, the output of which through a notch filter is connected to the input of the fourth multiplier, the output of the fourth multiplier is connected to the second input of the unit with an adjustable coefficient By the transmission factor, the second inputs of the third and fourth multipliers are connected to the output of the signal copy generator, and the amplifier input is connected to the output of the first band-pass filter.

Предлагаемое устройство представлено на фиг. 2, где обозначено 1, 6 - вычитатели, 2, 5, 12, 14 - перемножители, 3 - полосовой фильтр; 4 - фазовращатель; 7 - блок с регулируемым коэффициентом передачи; 8 - второй полосовой фильтр; 9 - усилитель; 10 - детектор АРУ; 11 - генератор копии сигнала; 13 - режекторный фильтр. The proposed device is presented in FIG. 2, where 1, 6 are denoted by subtractors, 2, 5, 12, 14 are multipliers, 3 is a band-pass filter; 4 - phase shifter; 7 - block with an adjustable gear ratio; 8 - second band-pass filter; 9 - amplifier; 10 - AGC detector; 11 - signal copy generator; 13 - notch filter.

Устройство содержит последовательно соединенные первый вычитатель 1, вход которого соединен со входом устройства, первый перемножитель 2, первый полосовой фильтр 3, фазовращатель 4, второй перемножитель 5, второй вычитатель 6, первый вход которого соединен со входом устройства, третий перемножитель 12, режекторный фильтр 13, четвертый перемножитель 14, блок с регулируемым коэффициентом передачи 7, выход которого соединен со вторым входом первого вычитателя 1. Выход перемножителя 2 также соединен через последовательно соединенные второй полосовой фильтр 8, усилитель 9 и детектор АРУ 10 со вторым входом блока 7. Вторые входы перемножителей 2, 5, 12, 14 соединены с выходом генератора копии сигнала 11. The device comprises series connected the first subtractor 1, the input of which is connected to the input of the device, the first multiplier 2, the first bandpass filter 3, the phase shifter 4, the second multiplier 5, the second subtractor 6, the first input of which is connected to the input of the device, the third multiplier 12, notch filter 13 , the fourth multiplier 14, a block with an adjustable transmission coefficient 7, the output of which is connected to the second input of the first subtractor 1. The output of the multiplier 2 is also connected through series-connected second strip a howling filter 8, an amplifier 9 and an AGC detector 10 with a second input of block 7. The second inputs of the multipliers 2, 5, 12, 14 are connected to the output of the signal copy generator 11.

Работает устройство следующим образом. The device operates as follows.

Входная смесь, содержащая широкополосный сигнал (ШПС) и узкополосную помеху (УП), поступает одновременно на первые входы вычитателей 1 и 6. С выхода вычитателя 6 входная смесь передается на перемножитель 12, где за счет перемножения с синхронным опорным сигналом, поступающим от генератора копии сигнала 11, ШПС сворачивается в узкополосный сигнал (УС), а узкополосная помеха становится широкополосной помехой (ШПП). Узкополосный сигнал режектируется режекторным фильтром 13, а широкополосная помеха за счет повторного перемножения в перемножителе 14 с тем же опорным сигналом возвращается к своему первоначальному виду, т.е. становится узкополосной помехой, которая после прохождения через блок 7 с регулируемым коэффициентом передачи, обеспечивающим необходимое значение коэффициента передачи тракта K между вычитателями 1 и 6, поступает на второй вход вычитателя 1. В вычитателе 1 узкополосная помеха компенсируется. В результате чего на его выходе выделяется широкополосный сигнал, который за счет перемножения с синхронным опорным сигналом, поступающим от генератора копии сигнала 11, сворачивается в узкополосный сигнал. Этот узкополосный сигнал фильтруется фильтром 3, затем через фазовращатель 4 подается на перемножитель 5, где перемножается с тем же опорным сигналом. В результате повторного перемножения с тем же опорным сигналом узкополосный сигнал превращается в широкополосный сигнал аналогичный входному. С выхода перемножителя 5 ШПС подается на второй вход вычислителя 6, где компенсирует ШПС во входной смеси. В результате на выходе вычитателя 6 выделяется узкополосная помеха, которая через блоки 12, 13, 14, 7 описанным выше способом подается на второй вход вычитателя 1, где компенсирует УП во входной смеси. The input mixture containing a broadband signal (SHPS) and narrowband interference (UE) is supplied simultaneously to the first inputs of the subtractors 1 and 6. From the output of the subtractor 6, the input mixture is transmitted to the multiplier 12, where, by multiplying with the synchronous reference signal from the copy generator signal 11, the NPS is collapsed into a narrowband signal (US), and the narrowband interference becomes a wideband interference (BSS). The narrow-band signal is rejected by the notch filter 13, and the wide-band noise due to repeated multiplication in the multiplier 14 with the same reference signal returns to its original form, i.e. becomes a narrow-band interference, which, after passing through block 7 with an adjustable transmission coefficient providing the necessary value of the transmission coefficient of the path K between subtractors 1 and 6, is fed to the second input of subtractor 1. In subtractor 1, the narrow-band interference is compensated. As a result, a broadband signal is allocated at its output, which, due to multiplication with a synchronous reference signal coming from the signal copy generator 11, is turned into a narrow-band signal. This narrow-band signal is filtered by filter 3, then fed through a phase shifter 4 to a multiplier 5, where it is multiplied with the same reference signal. As a result of repeated multiplication with the same reference signal, the narrow-band signal turns into a broadband signal similar to the input one. From the output of the multiplier 5, the NPC is fed to the second input of the calculator 6, where it compensates for the NPS in the input mixture. As a result, at the output of the subtractor 6, a narrow-band interference is distinguished, which, through the blocks 12, 13, 14, 7, as described above, is fed to the second input of the subtractor 1, where it compensates the UE in the input mixture.

Блоки 8, 9, 10 обеспечивают формирование напряжения для автоматической регулировки коэффициента передачи блока 7, так же как в прототипе за счет фильтрации передачи блока 7, так же как в прототипе за счет фильтрации части спектра ШПП, его усиления и детектирования. Blocks 8, 9, 10 provide voltage generation for automatic adjustment of the transmission coefficient of block 7, as in the prototype due to filtering of the transmission of block 7, as well as in the prototype due to filtering part of the spectrum of the NWP, its amplification and detection.

Докажем достижение поставленной цели. We prove the achievement of the goal.

В прототипе коэффициент передачи K блока 7 должен быть меньше 1. При K = 1 входная смесь с выхода блока 6 поступает на второй вход вычитателя 1 и полностью компенсирует как ШПС, так и УП, поступающие на его первый вход. Для обеспечения работоспособности устройства необходимо в начальный момент времени обеспечить выполнение условия U_c1-U_c2= ΔU_o> 0, что соответствует K < 1. U_C1, U_C2 - напряжение ШПС на первом и втором входах вычитателя 1. ΔU_o - первоначальное значение напряжения на выходе блока 1 при появлении на входе устройства ШПС.In the prototype, the transmission coefficient K of block 7 should be less than 1. At K = 1, the input mixture from the output of block 6 is fed to the second input of the subtractor 1 and fully compensates for both the SHPS and UE coming to its first input. To ensure the operability of the device, it is necessary at the initial time to ensure that the condition U _c1 -U _c2 = ΔU _o > 0, which corresponds to K <1. U _C1 , U _C2 is the voltage of the BSS at the first and second inputs of the subtractor 1. ΔU _o is the initial value the voltage at the output of block 1 when the BPS device appears at the input

Так как устройство является системой с обратной связью, то через определенный временной интервал, равный длительности переходных процессов Δt, напряжение на выходе блока 1 должно вырасти до значения ΔU_Δt≈ U_c1 . При этом U_c2_→ 0 . Уменьшение ΔU (увеличение K) приводит к увеличению степени подавления помех, однако при этом растет Δt. Таким образом, в прототипе для обеспечения его работоспособности K не может быть больше заданного значения K ≤ Ko, Ko < 1, где Ko выбирается с учетом допустимой длительности переходных процессов Δt.Since the device is a feedback system, after a certain time interval equal to the duration of transients Δt, the voltage at the output of unit 1 should increase to ΔU _Δt ≈ U _c1 . Moreover, U _c2 _ → 0. A decrease in ΔU (increase in K) leads to an increase in the degree of suppression of interference, however, Δt grows in this case. Thus, in the prototype to ensure its operability, K cannot be greater than the specified value K ≤ Ko, Ko <1, where Ko is selected taking into account the admissible duration of transients Δt.

Ограничения, накладываемые на значение K, приводят к ограничению степени компенсации помех. Так, при Кo = 0,9 помеха даже при идеальном аппаратурном выполнении устройства не может быть подавлена более, чем на 20 дБ. Limitations on the K value limit the degree of interference compensation. So, at Ko = 0.9, the interference, even with perfect hardware design of the device, cannot be suppressed by more than 20 dB.

В заявляемом устройстве в тракт между вычитателями 1 и 6 включены блоки 12, 13, 14, которые осуществляют режекцию полезного сигнала. За счет режекции полезного сигнала в заявляемом устройстве всегда, даже при K = 1 как в начальный, так и в последующий моменты времени выполняется условие U_с2 = 0.In the inventive device, the path between the subtractors 1 and 6 includes blocks 12, 13, 14, which perform the notch of the useful signal. Due to the rejection of the useful signal in the inventive device always, even at K = 1, both at the initial and subsequent times, the condition U _c2 = 0 is fulfilled.

U_c1-U_c2= ΔU_oU_c1
Это обеспечивает возможность установления K как угодно близким к 1. При этом время переходных процессов в системе минимально.U _c1 -U _c2 = ΔU _o U _c1
This makes it possible to establish K arbitrarily close to 1. Moreover, the time of transients in the system is minimal.

Так при K = 0,99 степень подавления помех составляет 40 дБ, что на 20 дБ больше, чем в прототипе. So at K = 0.99, the degree of interference suppression is 40 dB, which is 20 dB more than in the prototype.

Claims

An interference suppression device for broadband signal receivers, comprising a first subtractor connected in series, the input of which is the input of the device, a first multiplier, a first bandpass filter, and a notch filter, a signal copy generator, a second multiplier, the output of a signal copy generator is connected to the second inputs of the first and second multipliers, characterized in that a second bandpass filter, a phase shifter, connected between the output of the first and the input of the second, are introduced in series multipliers, an amplifier connected in series, an automatic gain control detector, an adjustable gear unit, the output of which is connected to the second input of the first subtractor, as well as the second subtractor, the third and fourth multipliers, the second subtractor being connected to the device input by the second input, and the second input the output of the second multiplier, and the output with the input of the third multiplier, the output of which through a notch filter is connected to the input of the fourth multiplier, the output of the fourth multiplier ator connected to a second input of the adjustable transmission coefficient, the second inputs of the third and fourth multipliers coupled to the generator output copy signal and the amplifier input - with the output of the first bandpass filter.