Максимов М. В. - Защита от радиопомех (768830), страница 24

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 24)

Детально вопрос о предотвращении перегрузки радиоприемников с помощью различных технических средств и получающиеся при этом результаты, рассматриваются в гл. 5. !33 3. Компенсация Радиопомех Идея о компенсации радиопомех впервые была высказана советским ученым академиком Н. Д. Папалекси в его книге «Радиопомехи и борьба с нимиэ, изданной в 1942 г. В этой книге задача о компенсации радиопомех поставлена и решена следующим образом. Помимо основного приемника, реагирующего на смесь сигнала и помехи, используется дополнительный (компенсационный) приемник, антенна которого воспринимает только помехи. Интенсивности и фазы помех в компенсационном и основном приемниках устанавливаются одинаковыми и противоположными соответственно. В результате, как утверждается в (122), помеха на выходе основного приемника компенсируется, а полезный сигнал остается неискаженным.

Такие постановка и решение задачи о компенсации помех являются классическими н полностью соответствуют случаю, когда основной и компенсационный приемники осуществляют линейные преобразования действующих сигналов и помех. Математически изложенная выше задача ставится следующим образом. На входе основного приемника имеется аддитивная смесь и „(1) = и„(г) + и „, (1) полезного сигнала и„(1) и помех и„, (1), а на вход компенсационного приемника поступает только помеха и,„(1), функционально связанная с и„, (1).

Если должным образом подобрать операторы О, и 0„, характеризующие процессы в линейных преобразователях напряжений и,„(1) и и,„(1) соответственно, то можно добиться того, что йи (1) = 00(и- (1?) — О (и- (О) = 00 (и.. (1)) (4 3 1) Здесь Оо (и„(1)) = 00(и„(1)) + 00 (и„, (1)) — полезный сигнал и помеха на выходе основного канала, а 0„(и,„(О)— выходная помеха компенсационного приемника. Поскольку оператор О, известен, восстановление сигнала и„(1) не представляется затруднительным.

На практике полезный сигнал и помеха могут действовать как одновременно, так и в разное время. Последнее характерно для импульсных радиоэлектронных устройств, подвернгенных действию импульсных помех, которые образуются на интервалах времени, где отсутствует полезный сигнал. В таких условиях возможна компенсация помех 134 иэх (1 — Та) = ич (à — Т„) + и, (1 — Т„), (4.3.3) 135 как на основе классического метода, называемого амплитудно-фазовым или когерентным, когда основной и компенсационный приемники являются линейными преобразователями, так и методом компенсации помех после предварительного формирования их огибающих, именуемым амплитудным нли некогерентным. Рассмотренные выше методы компенсации помех, которые в настоящее время имеют значительное число схемных реализаций, широко известны для компенсации помех, действующих по боковым лепесткам диаграммы направленности основных приемных антенн.

Существенно при этом требование наличия в радиоэлектронном устройстве двух приемников. Один из них должен принимать только помехи, а другой — помехи н полезный сигнал. Однако возможна компенсация помех при использовании лишь одной антенны и одного радиоприемника. Обязательным условием при этом является то, что полезный сигнал н помеха представляют собой импульсы с периодом следования Т„, возникающие на этом интервале в разное время.

Кроме того, интенсивности полезного сигнала и помех во времени должны изменяться и оставаться постоянными соответственно. Математически данное условие характеризуется тем, что входной сигнал ива (1) = ис (1) прн то + й Ти ~~ 1 » «то + тя + йТю и„„(1) = и, (1) при т„+ АТ„< 1( т„+ т + яТи, и,„(1) = О при других значениях 1. (4.3.2) Здесь т, — момент возникновения первого импульса, характеризующего полезный сигнал; т„— длительность полезного импульса; т„— момент возникновения первого импульса помехи; т, — длительность импульса помехи; й — целое число, принимающее значения О; 1; 2;...; и, (1) — функция, характеризующая закон изменения полезного сигнала во времени, причем амплитуда этого снг.

нала изменяется за время Т„; и,(1) — функция, определяющая закон изменения помехи во времени, причем в отличие от и, (1) амплитуда (у, (1) импульса помехи и,(1) за период Т„ одна н та же. Если в приемной установке, на которую действуют помехи, иметь устройство, осуществляющее задержку напряжения и,„(1) на Т„и формирующее сигнал то, подав и„(() и и„(( — Т„) на вычитающее устройство, можно получить разностное напряжение би (1) = и„(() — и,„(1 — Т„) = и, (4 — и, (~ — Т„), (4.3.4) характеризующее свободный от помех полезный сигнал, Рассмотренный выше метод компенсации помех, основанный на том, что помеха является периодически следующими не перекрывающимися между собой импульсамн, принято называть методом череспериодной компенсации. Возможна также компенсация помех путем их декор- реляции.

Сущность этого метода сводится к следующему. Пусть имеется смесь и„(() = идь (1) + и„(() полезного сигнала ияд (1) н помехи и„, (г) на выходе основного приемника и опорное напряжение и„((), формируемое вспомогательным приемником или передающей установкой РЛС. Для конкретности последующего изложения будем полагать, что основной приемник является радиолокационным и реагирует на непрерывные во времени сигналы, а и, (г) — характеризует не искаженное помехами опорное напряжение, вырабатываемое передатчиком РЛС.

Имея в распоряжении и, (1), можно образовать заранее известное напряжение и,'„(1), отличающееся, например, по фазе, от и,„(~). В результате совместного преобразования и„(1) и и,„(1), а также и,'„()) и и„(1) можно получить два напряжения и, (() = и„(1) + ию ((), и, (() = ид, ()) + и„(~), где и„(1) и иев (() — некоррелированные помехи, а и„(1) и и„(1) — функционально связанные полезные сигналы.

Суммирование или вычитание и, (1) и и, (() (в зависимости от конкретно решаемой задачи) приводит к возникновению напряжений их (1) = и, (1) + и, (() или ид (~) = = и, (() — и, (~). Интенсивность помех в их (1) и ид (~) меньше по сравнению с составляющей полезного сигнала, чем в исходной смеси и,„((). Детальное обсуждение метода компенсации помех и получающихся при этом основных свойств дается в следующей главе данной книги. Резюмируя все сказанное выше, необходилю отметить, что в настоящее время известны следующие три основных метода компенсации помех: !34 — компенсация помех с помощью вспомогательны» (компенсационных) радиоприемников; — череспериодная компенсация помех; — компенсация помех путем их декорреляцни.

Зти методы используются при борьбе со сравнительно большим числом видов радиопомех. 4. Первичная селекция Под первичной селекцией понимают выделение полезного сигнала нз смеси его с пол|ехами в различных элементах радиоприемника при использовании лишь тех параметров полезного сигнала, которые обусловливаются принципом построения радиотехнического устройства.

В соответствии с этим различают пространственную, поляризационную, частотную, фазовую, временную, амплитудную, структурную и комбинированную первичные селекции. Пространственная селекция обеспечивается антенной. Чем уже ее диаграмма направленности и меньше уровень боковых лепестков, тем вьппе пространственная селекция. Зта селекция дает возможность вести борьбу с многоточечными помехами, т. е.

помехами, создаваемыми несколькими разнесенными в пространстве источниками. Однако неизбежное наличие боковых лепестков не позволяет полностью избавиться от влияния таких помех. Паляризационная селекция основывается на различии поляризации принимаемых сигналов и помех. Она используется для борьбы как с естественными, так и организованными помехами, особенно в радиолокационных угломерных устройствах различного назначения. Поляризационная селекция организованных помех может быть пассивной и активной.

Первая из них достигается согласованием поляризации принимаемого сигнала и антенны, а вторая обеспечивается поляризационным фильтром и является эффективным средством борьбы с кросс-поляризацнонной помехой, которая считается универсальной для угломерных устройств. Поляризационный фильтр представляет собой сетку нз близко расположенных друг от друга параллельных проволок илн металлических пластин. Зта сетка, устанавливаемая в раскрыве антенн, отражает радиоволны с плоскостью поляризации, параллельной осям проволок (нлн пластинам), и является прозрачной для волн с орто- 137 гоиальной поляризацией.

Роль поляризационного фильтра может выполнять ~анже и отражатель антенны, если его сделать прозрачным для помеховых сигналов. Возможны и иные виды полярпзационных фильтров. Первичная частотная селекция основывается на различии спектров полезного сигнала и помех. Она обеспечивается перестройкой и максимально возможным сужением полосы пропускания приемника. В угломерных устройствах с коническим сканированием применяется, кроме того, перестройка частоты сканирования Р„, = Й,м2п, позволяющая устранять или существенно уменьшать влияние прицельных и заградительных помех по Р,„. Эти помехи представляют собой непрерывный или импульсный сигнал несущей частоты, модулированный по амплитуде гармоническим напряжением с частотой Р,„или шумом, спектр которого располагается вокруг Р„,.

Сужение полосы пропускания приемника достигается с помощью высокочастотных систем стабилизации частоты излучаемых колебаний и подстройки частоты гетеродииа в радиоприемнике, а также системами слежения за допплеровской частотой и скоростью изменения ее во времени. Первичная частотная селекция наиболее эффективно позволяет вести борьбу с активными и пассивными маскирующими помехами. Она способствует также полному устранению или существенному уменьшению влияния отражений от подстилающей поверхности и местных предметов. При фазовой первичной селекции учитывается различие фаэово-частотных характеристик у принимаемых полезных сигналов и действующих радиопомех.

Такая селекция осуществляется системами фазовой автоподстройки частоты, которые полностью подавляют помехи, ортогональные по фазе с опорным сигналом, и существенно уменьшают мощность широкополосных шумовых помех на выходе радиоприемника. Ослаб влияния помех п и фазовой селек ии объясн ется ста- ве этих помех со е жатся составля ых совпадают и ортогоиальны и ервичная временная селекция основывается на возможности различать импульсные сигналы и помехи по длительности и моментам появления их во времени, а также по частоте повторения импульсов. Эта селекция осуществляется автоселекторами импульсов по длительности, их положению во времени и частоте следования.

Характеристики

Список файлов книги