Максимов М. В. - Защита от радиопомех (768830), страница 39
Текст из файла (страница 39)
Более детально этот вопрос рассматривается ниже. Технически когерентная компенсация более просто реализуется при обработке напряжений промежуточной частоты, вследствие чего все последующее изложение относится к напряжениям этого вида. 220 Возможны различные способы осуществления когерентной компенсации помех. Пр остейшнй из них сводится к разработке соответствующег о радиотехнического устройства, у которого помеховые си гналы и„(1) и и„„(1) на выходах усилителей промежуточн ой частоты (УПЧ) основного и компенсационного приемник ов противоположны по фазе. В реальных условиях получение противофазных помеховых сигналов на выходах УПЧ основного и компенсационного приемников практически невозможно. Это связано с имеющимися всегда различиями в фазово-частотных характеристиках основного и компенсационного приемников, а также нестабильностью частот передатчиков, формирующих помеховые сигналы.
Сказанное означает, что при реализации когерентного метода компенсации помех необходимо учитывать различие огибающих и фаз у напряжений и„(1) и и,„(1). В таких условиях система когереитной компенсации помех должна осуществлять автоматическое изменение огибающей и фазы напряжения и,„(1) так, чтобы выходной сигнал и„х (1) этой системы равнялся — и„(4. В результате суммирования и„х (1) и и„(1) осуществляется компенсация помех. Имеется по крайней мере два способа получения требуемого напряжения и„х (1) из и,„((). Первый нз них основывается на применении квадратурных преобразователей [167, !67а), хорошо известных в теории оптимального приема, а второй способ предусматривает использование системы АРУ в компенсационном приемнике, которая при отсутствии полезных сигналов работает под действием разностного напряжения и, (1) — и„„. (г), и системы автоматического регулированйя фазы у напряжения и,„(() 197).
Система компенсации помех с квадратурными преобразователями. Принцип компенсации помех с помощью квадратурных преобразователей удобно проиллюстрировать на примере, когда и,„Я н и,„(() — гармонические сигналы с одинаковой частотой, но различными амплитудами и начальными фазами. Зти напряжения можно представить .1 в векторной форме, как показано на рис. 6.19. На рис. 6. 9 видно, что для получения вектора п„х = — п„необходимо иметь два напряжения, которые характеризуются взаимно перпендикулярными векторами и,„, и и,„,.
Векторы пкю и и „, должны быть равны нкю кг цкк и пкк з = Кз ~нк к где(пикк) = (оп„), а угол между векторами нпк н ипк „составляет 90'. Прн этом коэффициенты про. порциональности к, и к, выбираются так, чтобы выполнялось равенство ипа ипк /1 /ипкя / / / / 1 ипк1 С 1 — к и 3 ак ~ К2 пк к " Нкх Наа' "х (!) = ипа (!) + кт, ип„(1) + к и и (/) (5.2.7) Здесь к и к р,, — коэфф1'циеыты пеРелачи Усилителей У иУ,об е есп чивающих практически безынерционное п е! образование и (!) р и к (!) и ипп к (0 соответственно.
Они изме- реняются пропорционально напряжениям, вырабатываемым икр $/ Схема устройства, обеспечивающего когерентную компенсацшо Ркс. 5Л9. помех с помощью квадратурных преобразователей, показана на рис. 5.20, Опа содержит корреляторы Кор, и Кор,, усилители У, и У, с регулируемыми коэффициентами передачи, фазовращатель ФВ, обеспечивающий получение квадратурной составляющей напряжения и,к (!) и сумматор Х.
Если с л1 с УПЧ основного и компенсационного радиоприемников поступают напряжения помех ип, (1) и и,к 1), которые в последующем счита1отся узкополосными стацио. парными случайными процессами, то выходное напряжение равно их сумматора Х с единичным коэффициентом пере б корреляторами Кор, и Кор, и равны (5.2.8) (5.2.9) к,, = к, (ипк (4их (!)) ср к, = к, (ипк к (!)их(!)) ср кк (ппа (1) ипк к 0))ср крс = 1 — к, и'„', (5.2.11) Здесь о' „— дисперсия напряжения и,„„(!), равная дисперсии напряжения и к к (1), причем математические ожидания напряжений и~„(!) н ипк к (!) считаются равными нулю.
На основе соотношений (5.2.7), (5.2.10) и (5.2.11) находим следующую формулу, которая определяет мгновенное значение помехового сигнала на выходе Х (рис. 5.20); (!) (!) ! к1(ппа(0ппк11))ср (!) ипа 1 — кс Оп, кс(ипа0) пикк (1!)ср и ( ) (5.2.12) + ик к 1 — кс и'„к где символ ( ),р здесь и далее означает операцию вычисления средней составляющей; к, н к, — коэффициенты пропорциональности.
Подставляя в формулы (5.2.8) и (5.2.9) функцию их (!), определяемую соотношением(5.2.7), и учитывая, что взаимная корреляция между двумя квадратурными напряжениями ипк (1) и ипп к (!) в один и тот же момент времени отсутствует, получаем к, (ппа <1) и к И),р (5.2. ! О) к,= ! — к, и„', пас!с! Если напряжения помех и, (0 и ипк (!) являются узкополосными случайными процессами и отличаются друг от друга значениями огибающих в каждый момент времени и фазовым сдвигом, то и„ (1) = (7„ (!) соэ (сс„р 1 )- ср, (!)1, (5.2.1 3) 'спк (1) = (''пк (1) СО5(сппрг+фк(1)! = Пик (1) Спа(сппр!+ + (!) + Л (1)1, (5 2 !4) , „ (1) = (7,„ (г) з! и ( „„ ! + Р„ (1) + Лср (1)).
(5.2.1 5) 223 Ркс. 5.20. 222 и, (Г) = и„(0 + ипо (1) и, (1) = и,к (1) + и,к (1) (5.2.24) (5.2.25) СООтВЕтСтВЕННО, ЗДЕСЬ и„(1) И и,к (Г) — НаПряжЕНИя ПО. лезного сигнала на выходах УПЧ основного и компенсационного приемников. Чтобы получить более наглядные результаты, характе ризующие работу компенсатора помех с помощью квадратурных преобразователей при наличии полезного сигнала, будем считать, что последний является детерминированным и на выходе УПЧ основного приемника изменяется по вако. ну исо (г) = ()„соз (са,рг+ ~р,).
Здесь ()„и сро — ам. плитуда и начальная фаза напряжения и„(1). Кроме того, предположим, что напряжение исо (1) возникает в момент появления помехового сигнала и иск (1) = [7,. соз (а,р( +,р ( ф„), где (7,„= Ь(l„, Ь ( 1, ф„— дополнительный набег фазы напряжения и,к (1) в компенсационном приемнике. При одновременном действии полезного и помехового сигналов напряжение ит (с), как это следует из рис. 5,20, равно их (1) = иоо (1) + ипо (г) + к„,и,к (1) + к„,и,к (1) + + к„писк к (1) + К,кипк к (Г) (5.2 26) ный сигнал, поступающий по главному лепестку диаграммы направленности антенны основного приемника и воспряни маемый одновременно антенной компенсационного прием ника, вместо и, (1) и и,к (1) на рис, 5,20 необходимо учи.
тывать напряжения Воспользовавшись соотношениями (5.2.26) — (5.2.23), получим (исо О) ис«(!))ср1-(исо О) ип. О))ср кп,=к, 1 — », («сс, О)) ср —, а'к (исо О) «с» к О))ср+(«по О) и »к» О))ср кос =- кс 1 — к,(и,', (Г))ср — кс а',„ (5.2.29) (5.2.30) Как и раньше, можно показать, что наиболее целесообразен режим работы компенсатора при (5.2.31) (5.2,32) к,(и»„О)), +к,а,',„)) 1, кс (и,кк к О))ср+ко оп»,Р 1, В этих условиях на основании формул (5,2.26), (5.2.29) и (5.2.30) найдем (" О) "ск О))ср+(" О)" (г))ср (иск О))со+ ай» Х [иск (1) + и,к (1)— (исо 00 «ск к О))ср+ (ипо 00 ипк к (О) ср Х (и'.. к О))ар+а„'к х [и.к к (1) + и...
(1)1. (5.2.33) аск — Ьапо апк Р Мп (срк+Лк») ихЯ=-(7 соз(а рг+ Р ) Ьс око+ а',к В соответствии с приведенными выше формулами для и„(1), и,к (1), исп к (1), и„(1), ипк (1) и ипк к (1) соотношение (5.2.33) после несложных преобразований принимает следующий вид: (5.2.27) (5.2.28) 227 Здесь и,„к (1) = ()ск з!и (саар(+ сро + ~рк) — напряже ние и,к (1), сдвинутое по фазе на — 0,5п.
Коэффициенты передачи к, и ктк изменяются прапор. цнонально напряжениям, формируемым корреляторами Кор, и Кор, и равны К„, '- К,(1 и.к (Г) + ипк (1)[из(1))ср, кг = кк([и к О) + и к (1))их(1))ср 226 Ьапоап»РОсосок(Ч»'т ат) ' ' 1 1 )+ з[п(ып 1 со пк ( Ьа" (7,«, (1) соз [Лср (()- Ф,[— Ьс а"- +а,',„ по пк Р (7 (1) 5И1 [Лср (г) + Лф)) сок [сокр с + Ь' а,'.с+а»к ! Ьа,'о +р.()1+~,, ", ~..() ~1 (лч () — ч.1+ асо+ айи со йо х сйп (со„р г+ ср, (!)1. Здесь (5.2.34) асс = О 5 (7со и Лф = а ге(й Рок (5.2.35) Из соотношения (5.2.34) видно, что напряжение их (О содержит составляющую а„„вЂ” ьаоо ао„Р мп (чр+ Ь~Ь! и,(г) =(/„ соз (свор с + фо) Ь'а' +а„'„ (5.2.36) иах (г) = их (!) — и. (О, (5.2.37) которая является помехой.
Анализ соотношений (5.2.34) — (5.2.36) позволяет сделать следующие выводы. Если антенна А„ компенсапионно. го приемника не реагирует на полезный сигнал, поступающий по главному лепестку антенны основного приемника, т. е. когда Ь = О, то при О,„ (!) = а 0„ (г), что приводит к равенству а,„ = аа„, напряжение и, (г) оказывается равным полезному сигналу и„ (О = (7„ соз (га „1 +ср,), об разующемуся на выходе УПЧ основного приемника.
При тех же условиях ирз (Е) = (У„(г) соз (оэ,р С + ~Ро (О 1 — Р(7а, (1) з(п ! со,рг+ + ср, (!) + М (г) + ЛФ( Отсюда следует, что полезный сигнал и„(0 при Ь = 0 и и,„(!) = а(7„(1) остается искаженным помехами, если Лср (Г) э~ О и коэффициент корреляции р Ф 1.
Если же р= 1, что приводит к равенству Л р = 0,5п, и одновременно выполняется равенство Лср 00 = О, что эквивалентно иден- 228 которая изменяется во времени так же, как н полезный сигнал и„ (!) на выходе УПЧ основного приемника, и со- ставляющую аа„'„(а — Ь) с оо с с+ (5.2.38) и,х (!) = " (7„, (1) соз (рэ,р(+ ср, (!)1, (5.2.39) Ь' а,'„+ а'а„'о Из формулы (5.2.38) видно уменьшение амплитуды напряжения и, (1) за счет отличия Ь от нуля, что имеет место при приеме антенной А„сигналов, источники которых располагаются в зоне действия главного лепестка антенны А „ входящей в состав основного приемника. Это уменьшение возрастает с увеличением Ь. От значений коэффициента Ь существенно зависит и уровень помех иох (1).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
