SU1179550A1 - Устройство выбора приемного канала с минимальным уровнем помех - Google Patents

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиотехнических устройствах различного .назначения для выбора рабочего канала с минимальным уровнем помех. 5

Цель изобретения - повышение помехозащищенности по отношению к узкополосным и широкополосным нешумовым помехам.

На фиг. 1 представлена структурная10 электрическая схема устройства выбора приемного канала с минимальным уровнем помех; на фиг. 2 - структурная . электрическая схема блока подавления широкополосных нешумовых помех. 15

Устройство выбора приемного канала с минимальным уровнем помех содержит антенну 1, приемник 2, блок 3 опорных частот, управляемый генератор 4 импульсов, формирователь 5 эталонно- 20 го напряжения, анализатор 6 уровня помех, блок 7 памяти запрещенных частот, элементы 8 запрета, блок 9 запоминания и считывания номера рабочего канала, первый элемент ИЛИ 10, 25

блок и дополнительные блоки 11 сравнения напряжений, блок 12.подавления широкополосных нешумовых помех, пороговый элемент 13, ждущий мультивибратор 14, элемент 15 дифференци- ₃θ рования и тактовый триггер 16.

Блок 12 подавления широкополосных нешумовых помех состоит из каналов 17 подавления, Ν-входовых весовых сумматоров 18, управляющих триггеров 19,^ интеграторов 20 и ключей 21.

Анализатор 6 уровня помех содержит каналы 22 анализа, канальные триггеры 23, элементы И 24, вторые элементы ИЛИ 25 и счетчики 26.

Приемник 2 состоит из частотных каналов 27, полосовых фильтров 28 и блоков 29 преобразования частоты и детектирования.

Устройство выбора приемного канала с минимальным уровнем помех работает следующим образом.

Приходящий на вход "Считывание" блока 9 очередной импульс осуществляет выдачу с него, например, на каналообразующую аппаратуру передающего тракта номера рабочего канала, выбранного в предыдущем такте, производит переключение тактового триггера 16 в единичное состояние, а также $$ запускает ждущий мультивибратор 14 и, поступая на вход "Установка в ноль" анализатора 6, обнуляет счетчики 26. В течение длительности импульса ждущего мультивибратора 14 производится прием входных сигналов всеми Частотными каналами 27 приемника 2, подключенными к выходу антенны 1. Входные сигналы в полосе анализа разделяются на N частотных каналов 27 полосовыми фильтрами 28 и обрабатываются в блоках 29, на входы преобразования частоты которых для обеспечения преобразования на промежуточную частоту постоянно поступают колебания соответствующих частот с выходов блока 3 опорных частот. Включение на входе каждого блока 29 полосового фильтра 28 позволяет снизить уровень комбинационных помех, которые возникают при воздействии мощных узкополосных помех.

При разделении частотных каналов 27 по входу в полосе данного частотного канала 2.7 присутствуют помеховые сигналы лишь от тех помех, которые непосредственно воздействуют в полосе данного частотного канала 27. В тех частотных каналах 27 в которых при отсутствии частотного разделения присутствовали по- . мехи только на комбинационных частотах, помехи отсутствуют, в результате чего повышается помехозащищенность как отдельных частотных каналов 27, так и всего устройства в целом.

Применение в устройстве блоков 29 каждый из которых принимает сигналы от одного из N полосовых фильтров 28 позволяет обеспечить параллельный анализ входных сигналов во всем диапазоне частот анализа и защиту устройства от широкополосных нешумовых помех. При этом один из блоков, выбранный по результатам анализа помеховой обстановки в предыдущем такте работы, является рабочим. Видеосигна· :лы с выхода данного блока 29, пройдя блок 12, поступают через пороговый элемент 13 на аппаратуру последующей обработки сигналов.

Блок 12 подавляет широкополосные нешумовые помехи и включает один из каналов в качестве рабочего. Для это го видеосигналы с выходов блоков 29 подаются на соответствующие информационные входы блока 12, т.е. на соответствующие входы каждого Ν-βχοдового весового сумматора 18.

5

1179550

6

пает на тактовый триггер 16 и переключает его, отключая тем самым выход Ν-входового весового сумматора 18 от входа интегратора 20. Кроме ₅ того, импульс с выхода элемента 15 поступает на вход "Установка в ноль" блока 12 и на формирователь 5, который начинает вырабатывать напряжение нарастающей амплитуды. В бло- ю ке 12 этот импульс поступает на управляющие триггеры 19 и устанавливает их в^нулевое состояние. Потенциал с'управляющего входа ключа 21 снимается и сигналы рабочей частоты 15 не проходят через ключ 21 на выход "Рабочий канал" блока 12. В блоке и дополнительных блоках 11 производится сравнение напряжений, поступающих с интеграторов 20 с напряжением фор- 20 мирователя 5. В момент равенства сравниваемых напряжений в блоке или дополнительном блоке 11 сигнал с его выхода поступает на соответствующий информационный вход анализатора 6, 25

переключая в соответствующем кана-* .

ле 22 анализа канальный триггер 23 в единичное состояние. Сигнал с выхода канального триггера 23 поступает на вход элемента И 24, разрешая тем зо самым прохождение тактовой частоты с блока 3 опорных частот постоянно вырабатываемых тактовых импульсов на вход счетчика 26. Подобные операции происходят в каждом канале 22 ^5

по мере увеличения выходного напряжения формирователя 5. В результате этого к моменту достижения максимального значения напряжением формирователя 5 в счетчиках 26 записывается ₄θ код, соответствующий суммарному уровню помех в каждом из каналов 22.

При этом в счетчике 26 канала 22 с минимальным уровнем помех записывается максимальное число. В момент ₄₅ максимума напряжения формирователя 5 в нем вырабатывается импульс, который с соответствующего выхода формиро.вателя 5 поступает на вход "Сброс" анализатора 6 и вход "Сброс интеграторов" блока 12. В результате канальные триггеры 23 переключаются в нулевое состояние, запрещая прохождение на счетчики 26 тактовых импульсов, и происходит обнуление интеграторов 20. Этот импульс поступает также на управляемый генератор 4, включая его в режим выработки импульсов высокой частоты, которые поступают на вторые элементы ИЛИ 25. Счетчики 26 начинают заполняться до максимального значения. Первым заполняется счетчик 26 канала 22 с минимальным уровнем помех, так как в нем записано максимальное число. Появившийся на выходе этого счетчика 26 импульс поступает через элемент 8 запрета на соответствующий вход блока 9. Однако если данная частота является запрещенной для работы, то сигналом с выхода блока 7 элемент 8 запрета закрывается и счет продолжается до появления импульса на выходе того счетчика 26, который соответствует частоте с минимальным уровнем помех из разрешенных к работе. Импульс, поступающий на вход блока 9, обеспечивает в нем запись номера выбранного частного канала 27, а через первый элемент ИЛИ 10 этот импульс прекращает выработку счетных импульсов управляемым генератором 4. Кроме того, данный импульс с выхода элемента 8 поступает на соответствующий управляющий триггер 19. Этот управляющий триггер 19, переключившись, вьщает потенциал на управляющий вход соответствующего ключа 21, в результате чего данный канал 17 выбирается в качестве рабочего на следующий такт. К моменту окончания всех перечисленных операций на вход "Запуск" блока 9 поступает очередной импульс запуска, который обеспечивает выдачу номера рабочего канала и производит установку элементов устройства в исходное состояние, т.е. начинается очередной такт работы устройства, полностью аналогичный описанному выше

1179550

1

Фиг. ί

Фиг. Ζ

Claims (4)

1. (1)

   - при использовании выходных на- зд пряжений пяти соседних· частотных каналов 27 .

   υ_ΜΧ; =би_ь-4и^ -4υ_ί4 ;

   - при использовании выходных напряжений семи соседних частотных каналов 27

   Чми,; =2ои_и-15и₀-15и_1н +би-._г “ ^и>з “^и«-*з ^и т.д. О)

   Абсолютные значения биномиальных коэффициентов, с которыми должны суммироваться выходные напряжения частотных каналов 27, можно последовательно определять.из так называемого треугольника Паскаля. Общее выражение для биномиальных коэффициентов С* для целых, чисел пик имеет сле35

   40

   45

   дующий вид:

   у ₌Г »к_

   " Цс!?п-к)!

   для 0$к<п для 0^п<к. 50

   1. УСТРОЙСТВО ВЫБОРА ПРИЕМНОГО КАНАЛА С МИНИМАЛЬНЫМ УРОВНЕМ ПОМЕХ, содержащее антенну, приемник, вход которого соединен с антенной, блок опорных частот, выход гетеродинной частоты которого соединен с гетеродинным входом приёмника, управляет мый генератор импульсов, формирователь эталонного напряжения, анализатор уровня помех, вход "Сброс" которого соединен с выходом "Окончание формирования эталонного напряжения" формирователя эталонного напряжения, а первый и второй тактовые входы соединены соответственно с выходом тактовых импульсов блока опорных частот и выходом управляемого генератора импульсов, блок памяти запрещенных частот, N элементов запрета, запрещающий вход каждого из которых соединен с соответствующим выходом блока памяти запрещенных частот, а сигнальный .вход - с соответствующим выходом анализатора уровня помех, блок запоминания и считывания номера рабочего канала, выход которого является выходом номера рабочего канала устройства, а входы соединены с выходами соответствующих элементов запрета,

   первый элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом "Остановка" управляемого генератора импульсов, блок сравнения напряжений, опорный вход которого соединен с выходом опорного напряжения формирователя эталонного напряжения, а выход - с входом информационного сигнала анализатора уров.— ня помех, отлич.ающееся тем, что, с целью повышения помехозащищенности по отношению к узкополосным и широкополосным нешумовым помехам, в него введены блок подавления широкополосных нешумовых помех, сигнальные входы которого соединены с соответствующими выходами приемника, (Ν-1) дополнительных блоков сравнения напряжений, опорный вход каждого из которых соединен с выходом опорного напряжения формирователя эталонного напряжения, а выход - с соответствующим дополнительным входом информационного сигнала анализатора уровня помех, пороговый элемент,- вход которого соединен с выходом "Рабочий канал" блока подавления широко-, полосных нешумовых помех, а выход является выходом рабочей частоты устройства, соединенные последователь но ждущий мультивибратор, вход которого является входом "Запуск" устройства, элемент дифференцирования, выход которого соединен с входом "Установка в ноль" блока подавления широкополосных нешумовых помех и входом формирователя эталонного напряжения, и тактовый триггер, выход которого соединен с входом "Начало анализа" блока подавления широкополосных нешумовых помех, а другой вход - с вхоа

   м

   се

   ел

   ел

   дом "Запуск" устройства, входом "Установка в ноль" анализатора уров* ня помех и входом "Считывание" блока запоминания и считывания номера рабочего канала, выходы элементов запрета соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ и соответствующими управляющими входами блока подавления широкополосных нешумовых помех, выход "Окончание формирования эталонного напряжения" формирователя эталонного напряжения соединен с входом "Запуск" управляемого генератора импульсов и входом "Сброс интеграторов" блока подавления широкополосных нешумовых помех, вход блока сравнения напряжений и входы дополнительных блоков сравнения напряжений соединены с соответствующими выходами блока подавления широкополосных нешумовых помех, приемник выполнен с расфильтровкой входного сигнала на N частотных каналов и преобразованием частоты каждого частотного канала на промежуточную частоту, дополнительные выходы блока опорных частот соединены с дополнительными гетеродинными входами приемника, видеовыходы частотных каналов приемника являются его соответствующими выходами.
2. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок подавления широкополосных нешумовых помех содержит N каналов подавления, каждый из которых содержит Ν-входовой весовой сумматор, ключ, вход которого соединен с выходом Ν-входового весового сумматора, интегратор, вход которого соединен с выходом Ν-входового весового сумматора, а выход является выходом соответствующего канала подавления и соответствующим выходом блока подавления широкополосных нешумовых помех, управляющий

   1179550

   триггер, выход которого соединен с управляющим входом ключа, первый вход управляющего триггера является соответствующим управляющим входом блока подавления широкополосных нешумовых помех, вторые входы управляющих -триггеров являются входом "Установки в ноль", выходы ключей являются выходом "Рабочий канал", первые управляющие входы интеграторов являются входом "Сброс интеграторов", вторые управляющие взсоды интеграторов являются входом "Начало анализа" блока подавления широкополосных нешумовых помех, а ί-е (ΐ=1,2...,Ν) входы Ν-входовых весовых сумматоров являются соответствующими сигнальными входами блока подавления широкополосных нешумовых помех.
3. 3. Устройство по π. 1, от л ичающееся тем, что анализатор уровня помех содержит N каналов анализа, каждый из которых образован последовательным соединением канального триггера, элемента И, второго элемента ИЛИ и счетчика, выход которого является выходом соответствующего канала анализа и соответствующим выходом анализатора уровня помех, первый вход канального триггера первого канала анализа является входом информационного сигнала, первые входы канальных триггеров остальных каналов анализа - соответствующими дополнительными входами информационного сигнала анализатора уровня помех, вторые входы канальных триггеров - входом "Сброс", вторые входы элементов И - первым тактовым входом, вторые входы вторых элементов ИЛИ - вторым тактовым входом, а входы обнуления счетчиков являются входом "Установка в ноль" анализатора уровня помех.

   1179550

   Процесс подавления широкополосных нешумовых помех в Ν-входовом весовом сумматоре 18 заключается в следующем.·

   При воздействии подобных помех ₅ в виде коротких немодулированных радиоимпульсов, линейных частотномодулированных (ЛЧМ) и фазомодулиро» ванных радиоимпульсов и т.п. сигналы от них присутствуют на выходах не- ю скольких блоков 29. Чем шире спектр помехи, тем в большем числе блоков 29 присутствуют сигналы от помехи и тем ближе друг к другу амплитуды сигналов на выходе соседних блоков 29. Это поз-5 воляет подавлять Подобные помехи путем многократного межканального вычитания напряжений помех с выходов блоков 29.

   Обозначив выходное напряжение поме-эд хи в ί-м . частотном канале 27 и^·, для; различной кратности вычитания можно записать- выражение для выходного сигнала и^· Ν-входового весового сумматора 18 ΐ-го частотного канала 27: 25

   - при использовании выходных на- . пряжений трех соседних частотных каналов 27
4. (4)

   Анализ выражения для выходных напряжений Ν-входовых весовых сумматоров 18 показал, что при равенстве в частотных каналах 27 амплитуд 55 помеховых сигналов, должна произойти полная компенсация активных нешумовых помех. Реально коэффициент

   подавления имеет конечную величину, обусловленную конечной шириной спектра помех, наличием шумов в частотных: каналах 27, а также отсутствием полной корреляции помеховых сигналов в блоках 29. При одновременном присутствии в ί-м частотном канале 27 сигнала помехи и полезного сигнала и_с в ΐ-м Ν-входовом весовом сумматоре 18 произойдет компенсация помехи и выделение полезного сигнала, так как полезный сигнал занимает полосу одного частотного канала 27 и не подвергается компенсации. При одновременном присутствии полезного сигнала*и помехи выражение (3) для выходного сигнала ί-го Ν-входового весового сумматора 18 преобразуется:

   =2ои_ь+2ои_с-15и_сН -15иг_н + +611^ +6υ_ί+1 -ϋί-з -и>₃ (5)

   В результате осуществления операции весового суммирования на выходе каждого из Ν-входовых весовых сумматоров 18 присутствуют шумы и шумовые помехи, узкополосные помехи и остатки от широкополосных нешумовых помех, а в рабочем канале - сигналы от цепей. Таким образом, частотные каналы 27, в том числе рабочий частотный канал 27, оказываются защищенными от широкополосных нешумовых помех.

   В каждом канале 17 сигналы поступают с выхода Ν-входового весового сумматора 18 на объединенный вход ключа 21 и интегратора 20. Сигналы рабочей частоты через ключ 21, открывшийся перед началом данного такта, поступает на вход порогового элемента 13. В интеграторах 20 всех каналов производится интегрирование входных сигналов в течение длительности импульса ждущего мультивибратора 14, т.е. производится оценка суммарной интенсивности прошедших на выход блока 12 помех. Включение интеграторов 20 в режим анализа осуществляется импульсом с прямого выхода тактового триггера 16, поступающим на соответствующий вход интегратора 20 через вход блока 12 "Начало анализа".

   В' конце такта работы заканчивается формирование импульса ждущего мультивибратора 14 и импульс, соответствующий заднему фронту, выделяется элементом 15 и переводит устройство из режима анализа в режим оценки помеховой обстановки. С этой целью импульс с выхода элемента 15 посту1179550 2