SU1506556A1 - Устройство обнаружени сигнала на фоне помехи - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиотехнике. Цель изобретени  - повышение достоверности обнаружени  сигнала при воздействии широкополосных помех. Устройство содержит три перемножител  1,3,4, два полосовых фильтра 2,5, элемент задержки 6, фильтр 7 нижних частот, гетеродин 8. В устройство введены перемножители 9 и 14, полосовые фильтры 10 и 15, два фазовращател  на ϕ/2 11 и 12, источник сигнала 13 несущей частоты помехи. При сложном спектре ЧМ-помехи достаточно знать центральную частоту спектра помехи, чтобы нейтрализовать вли ние помехи на процесс обнаружени  полезного сигнала. Следует заметить, что и АМ-помеха не вли ет на процесс обнаружени  полезного сигнала, т.к. в этом случае на один вход перемножител  3 поступают все спектральные составл ющие помехи, а на другом входе сигнал от помехи полностью отсутствует. 1 ил.

Description

ел СП

315

Изобретение относитс  к радиотехнике и может быть использовано в приемных устройствах дл  обнаружени  слабого сигнала на фоне аддитив- ной широкополосной модулированной по мехи.

Цель изобретени  - повышение достоверности обнаружени  сигнала при воздействии широкополосных помех.

На чертеже представлена структурна  электрическа  схема устройства обнаружени  сигнала на фоне помехи.

Устройство обнаружени  сигнала на фоне помехи содержит первый перемно- житель 1, первый полосовой фильтр 2, второй перемножитель 3, третий перемножитель 4, второй полосовой фильтр 5, элемент 6 задержки, фильтр 7 нижних частот, гетеродин 8, четвертый перемножитель 9, третий полосовой фильтр 10, первый и второй фазовращатели на IT/2 11 и 12, источник 13 сигнала несущей частоты помехи, п тый перемножитель 14 и четвертый полосовой фильтр 15.

Устройство обнаружени  сигнала на фоне помехи работает следующим об- |разом.

I

Смесь сигнала и ишрокополосной

помехи с перекрьтающимис  спектрами поступает на первые входы перемиожи- телей 1 и 4. Выходной сигнал четвертого перемножител  9,  вл ющийс  результатом перемножени  выходного сигнала источника 13 сигнала Wo и выходного сигнала гетеродина 8 с частотой Лео , поступает через третий полосовой фильтр 10. на второй вход первого перемножител  1 . Одно- временно сигналы с выхода источника 13 сигнала и гетеродина 8 поступают через фазовращатели на F/2 11 и 12 на входы п того перемножител  14, выходной сигнал которого через чет- вертый Полосовой фильтр 15 поступает на второй вход третьего перемиожите- л  4. Вследствие этого спектральна  составл юща  сигнала, поступающего на второй вход третьего перемножите- л  4, с частотой (сО + АСО) сдвинута по отношению к той же составл ющей сигнала, поступающего на второй вход первого перемножител  1, на угол 180°. Сигналы с выходов перемножите- лей 1 и 4 поступают на входы полосовых фильтров 2 и 5, которые выдел ют сигналы разностной частоты. С выхода первого полосового фильтра 2 сигнал поступает на первый вход второго перемножител  3, с выхода второго по лосового фильтра 5 сигнал через элемент 6 задержки поступает на второй вход второго перемножител  3. Второй перемножитель 3 и фильтр 7 нижних частот представл ют собой коррел тор 16, на выходе которого формируетс  посто нное напр жение, служащее признаком наличи  полезного сигнала в аддитивной смеси сигнала и помехи с перекрывающимис  спектрами.

Таким образом, пусть на вход устройства поступает аддитивна  смесь полезного сигнала и частотно-модулированной помехи с перекрьшаюрщмис  спектрами

Up,(l:) - Ujt) + и„(Ь),

где U(t) - полезный сигнал;

U(t) UgCostoot + m sinQt) - ЧМ помеха.

Предполагаетс , что центральна  частота помехи со известна или выделена в пункте приема другим известным устройством, например, узкополосным фильтром.

. Сигнал на выходе четвертого перемножител  9 имеет вид

U(t) и cos(tOj-bai)t+U cos (&3о + +(x)t:,

где.Ьсо - частота гетеродина 8 (,).

Поскольку перемножители 1 rt 4  вл ютс  линейными устройствами по отношению к входному сигналу,.тй можно рассматривать прохо дение через перемножители 1 и 4 полезного сигнала и помехи отдельно.

Представл   частотно-модулированное колебание в виде р да Фурье с помощью функций Бессел  рода

Ut,(t)(n)cosQot + - + 1|(п) cos (G3o+5)t-I,(n) COs(Cдo , -g)t-H2(n)cos(Qo+2Q)t+I,(n) cosCcOo- 2Q)t+...j

получим выражение дл  сигнала поме- Iхи на выходе первого полосового фильтра 2

Un6b,«,(t)«UU,I,(n)co8ftut -- )co3(uOH-2 7)t + UIi(n)cos(uCO -2Q)t+... .

Из полученного выражени  видно, что нечетные боковые составл ющие спектра отсутствуют.

Преобразованный сигнал помехи на выходе второго полосового фильтра 5 с учетом сдвига фаз q; 180° между составлпк щими сигнала U(t), достигнутого за счет фазовращателей 11 и 12 и п того перемножител  14, имеет вид

и,

« бых 5

(t),(n)Ucos(uCJ+0)t-I ,(n)Ucos(6.G)- t+... т.е. в этом случае отсутствуют четные боковые составл ющие спектра.

Из полученных выражений следует, что независимо от времени задержки и частоты модул ции Q на выходе фильтра нижних частот 7 отсутствует посто нное напр жение от сигнала помехи , так как на разные входы второго перемножител  3 поступают преобразованные различные составл ющие помехи. Таким образом, при сложном спектре ЧМ-помехи достаточно знать центральную частоту спектра помехи, чтобы нейтрализовать вли ние помехи на процесс обнаружени  полезного сигнала, следует заметить, что и АМ-помеха не вли ет на процесс обнаружени  полезного сигнала, так как в этом случае на один вход второго перемножител  3 поступают все спектральные составл ющие помехи, а на другом входе сигнал от помехи полностью отсутствует и в результате на выходе фильтра 7 нижних частот отсутствует посто нное напр жение от сигнала помехи.

Полезный сигнал преобразуетс  следующим образом.

Пусть полезный сигнал описываетс  выражением

U(t) UpCoscO(,t.

Преобразованный сигнал на выходе второго полосового фильтра 2 без учета спектральных составл ющих с суммарными частотами, которые отфильтровываютс  им, имеет вид

Ucebmi (t)Uccosset Ucos(Wo- -ftQ)t+Ucos()t UcU/2cos Aa)- -.(o3c,-Q)t+UcU/2cos uco-f(Wo-COfrit.

Ha выходе второго полосового J фильтра 5 преобразованный полезный ; сигнал имеет вид

UcBb,t5 (t),(cOo- uCO)t+Ucos(G)(,+4CO)t+180 Jj UcU/2cos uCJ- ((Oo-4)(cOo-Wf) t +

+180°.

Ha выходе элемента 6 задержки получим

и,,, (с)и,и/2сод ГьсО -(со,- -G),jt- Ш4 -(COo-Wf)H -UcU/2cps uO+

-t-(Oo-Ue t j + too-4)5 I где С, --врем  задержки.

На выходе фильтра 7 нижних частот формируетс  напр жение

Uebit (UcU/2/ f +(Wo-0,)T, - (СО,-СОс)м). При (СО, -Uc) и Л СО С, , отличных от нул , на вьгходе фильтра 7 нижних частот вьфабатываетс  посто нное напр жение, свидетельствующее о наличии полезного сигнала.

При вьтолнении условий

€, .

г

и

2ТсоГ-сЬ)

5

0

5

0

5

0

5

ЬО (2n-1)(((jJ, где п 1,2,3,...,

напр жение Ug,)( достигает своего максимума

Ueb,,c /2. . Из приведенного анализа видно, что устройство выдел ет не только простой гармонический сигнал, но также сигналы с симметричным спектром относительно центральной частоты (например, амплитудно-модулированные, if -манипулированные) . ЧМ-сигналы могут быть обнаружены при мальпс индексах модул ции. В этом случае эффективность работы устройства несколько ниже, так как не достигает своего максимума за счет того, что полна  коррел ци  будет только на центральной частоте.

Формула И зобретени 

Устройство обнаружени  сигнала на фоне помехи, содержащее последовательно соединенные первый перемножитель, первый вход которого  вл етс  входом устройства, первый полосовой фильтр, второй перемножитель и фильтр нижних частот, последовательно соединенные третий перемножитель, второй полосовой фильтр и элемент задержки, включенные между входом устройства и вторым входом второго перемножител , а также гетеродин, отличающеес  тем, что, с цепью повышени  достоверности обнаружени  при воздействии щирокополосных помех, в него

15065568

введены последовательно соединенныедовательно соединенные источник сиги включенные мезвду гетеродином и вто-нала несущей частоты помехи и второй

рым входом первого перемножител фазовращатель на 12, выход коточетвертый перемножитель и третий по- срогО подключен к второму входу п лосовой фильтр, последоват1ельно сое-того перемножител , при этом вьтход

диненные и включенные между гетеро-источника сигнала несущей частоты

дином и вторым входом третьего пере-помехи подключен к второму входу

множител  первый фазовращатель начетвертого перемножител , а выход

Т /2, п тый перемножитель и четвер- Qфильтра нижних частот  вл етс  вытый полосовой фильтр, а также после-ходом устройства.

Claims (1)

1. Форму ла изобретения

   Устройство обнаружения сигнала на фоне помехи, содержащее последователь· но соединенные первый перемножитель,· первый вход которого является входом устройства, первый полосовой фильтр, второй перемножитель и фильтр нижних частот, последовательно соединенные третий перемножитель, второй полосовой фильтр и элемент задержки, включенные между входом устройства и вторым входом второго перемножителя, атакже гетеродин, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности обнаружения при воздействии широкополосных помех, в него введены последовательно соединенные и включенные между гетеродином и вторым входом первого перемножителя четвертый перемножитель и третий полосовой фильтр, последовательно соединенные и включенные между гетеродином и вторым входом третьего перемножителя первый фазовращатель на Т /2, пятый перемножитель и четвертый полосовой фильтр, а также после довательно соединенные источник сигнала несущей частоты помехи и второй' фазовращатель на 77/2, выход кото5 рогО подключен к второму входу пятого перемножителя, при этом выход источника сигнала несущей частоты помехи подключен к второму входу четвертого перемножителя, а выход

   1Q фильтра нижних частот является выходом устройства»