Максимов М. В. - Защита от радиопомех (768830), страница 69
Текст из файла (страница 69)
— '.::; С 1 //,'вх ох 2ав вх 399 Практически такое же отношение сигнал/шум можно по чить при исключении схемы ШОУ и замене ее узкополосным фильтром, согласованным с сигналом. Отличие при использовании линейного фильтра заключается только в множителе 0 25п. Исследование изменения отношения сигнал/шум в схеме ШОУ аналитическим путем при д,'„Р т 1 представляет серьезные трудности. Такое исследование было выполнено методом математического моделирования !58). Сравнивались два устройства по отношению сигнал/шум на выходе при заданном значении их отношения на входе. Схема одного из устройств изображена на рис.
8.3, а во втором устройстве вместо схемы ШОУ использовался фильтр, согласованный с одиночными импульсными сигналами. Моделировался сигнал, представляющий собой последовательность й/ радиоимпульсов с прямоугольной огибающей. Накопитель сигналов в выходном устройстве был согласован с длительностью пачки, а узкополосный фильтр схемы ШОУ вЂ” с одиночными импульсными сигналами. Поло осу пропускания широкополосного фильтра можно было изменять в значительных пределах. Отношение эффективных мощностей сигнала и шума на входе /~ Ш/вх 1~Ф»/Вью.~Б где /ЛЄР.
ВЛД ,7 Ю /1/ (8.3.31) (8.3.30) Рис. В.13. 397 где а' ., определяет мощность шума в полосе Л/, изменялось от 0 до 18. Результаты моделирования показывают, что уменьшение отношения сигнал/шум при использовании схемы ШОУ зависит от соотношения полос Л/ и Л/„ (рис. 8.12). При Л/„,/Л/ ( 10 потери резко возрастают, достигая 3 — 4 дБ. Серьезным недостатком схемы ШОУ является возникновение перекрестных искажений при одновременном попадании в широкую полосу входного усилителя полезного сигнала и сигнала мощной мешающей станции, частота которой существенно отличается от частоты /с. Если бы в качестве входного элемента приемника использовался узкополосный фильтр, то при !/', — /с() 0,5 Л/э помеха была отфильтрована. Наличие на входе приемйика широкополосного усилителя, после которого включен амплитудный ограничитель, приводит к проникновению помехи в узкополосный тракт приемника.
Чтобы показать это, предположим, что на вход приемника поступает сумма напряжений сигнала и помехи и„(/) = (/, сов спи/+ (/ созе,/, причем (/, « (/ип а )спс — сип!) 2лЛ/ . Обозначив гпс — сп = Й и произведя замену соз ыс 1 = соз (01 и + Й) ( = соз си п1 соз Й/ — 31п п1 п/Яш Йг, получим и (11 = ((/ созЙ/+ (/и) созга 1 — (/ 3!П Йгз!п сп й Множители при созга ! и ейп п1„1 можно рассматривать как медленно меняющиеся функции времени (так как Й « сп„) и представить и„ (1) в таком виде: и„(0 = и (1) соз (ы,г + р (/)), 396 (/ (/) = Р~((/а + (/с соз Й /) + (/с 51п Й1'; ср(/) = агс1я ' ж — ' зйп ЙЛ 1/~+Ус сос 01 / и Предполагая, что уровень ограничения ниже наименьшего значения огибающей результирующего колебания, получаем на выходе ограничителя и и „(г) = (/„и сов ( сп /+ — ' з1п Й/) и, и Из формулы (8.3.31) видно, что на выходе ограничителя образуется фазомодулированное колебание, спектр которого при ((/,/(/,) «! включает три составляющие с частотами: сп„сип + Й '= спс и п1, — Й = 2 спп — спс.
Через приемник пройдет только одна составляющая с частотой со, и амплитудой равной (/,„и = (/,/(/,; последнее обусловливает ее зависимость от амплитуды помехового сигнала. Если помеха представляет собой, например, сигнал вещательной станции с амплитудной модуляцией, то программа этой станции будет прослушиваться на частоте спр. Так как полоса пропускания входного усилителя при использовании схемы ШОУ вынужденно выбирается во много раз больше полосы пропускания основного тракта приемника, то вероятность попадания в эту широкую полосу меша1ощпх станций оказывается достаточно большой. Для устранения этого недостатка в радиоприемниках используют схему ШПУ 184, 871, в которой вместо амплитудного ограничителя применяется управляемый прерыватель (рис. 8.13).
Принимаемый сигнал анализируется с помощью схемы выделения помехи. Если входное напряжение имеет характеристики помехи, то указанная схема вырабатывает управляющее напряжение (/т, которое, воздействуя на прерыватель, приводит к запиранию приемного тракта на время действия помехи. При наличии же полезного импульсного сигнала прерыватель не должен срабатывать и запирать приемник. Вероятность выделения именно помехи, а не сигнала, должна быль близка к единице.
В качестве селектора помехи используют модификацию схемы ШОУ, так называемую схему ШОР (196), включающую широкополосный усилитель, амплитудные ограничители по максимуму и минимуму, режекторный фильтр, детектор и спусковое устройство (рис. 8.14). Через широкополосный усилитель сигналы и помехи проходят без искажения формы огибающей. Ограничитель уравнивает амплитуды выходных напряжений впе зависимости от флуктуаций сигналов и помех на входе приемника. С помощью режекторного фильтра с амплитудно-частотной характеристикой Фр 0) вырезается область частот, соответствующая спектру полезного сигнала со средней частотой ~,.
После ограничителя и режекторного фильтра амплитуда напряжения помехи будет существенно превышать амплитуду сигнала вне зависимости от картины на входе. Высокочастотные колебания детектируются. Затем имеется ограничитель по минимуму, предназначенный для того, чтобы не пропустить на выход относительно малое напряжение полезного сигнала.
Выходным элементом схемы выделения помехи является спусковое устройство типа блокинг-генератора, импульсы которого запирают приемник. Экспериментальное исследование системы ШПУ + ШОР показывает, что она позволяет выделять полезные сигналы с вероятностью более 0,95 при изменении отношения помеха сигпал на 50 — 60 дБ. Схема ШОР эффективно работает при относительно низких частотах следования импульсов помехи (десятки — сот. ни герц). При высокой частоте следования помеховых импульсов (десятки тысяч герц) для их подавления в усили- Рис. 8,!4, Зэз гУ а,М Зг„4', Рмс.
а.!5. теле высокой частоты приемника может быть использована нелинейная отрицательная обратная связь. Схема подобного приемника изображена на рис. 8.!5. Узкополосный . усилитель с коэффициентом усиления к„охвачен нелинейной отрицательной обратной связью. При возникновении помехового импульса на входе приемника амплитуда колебаний и, (!) = (У, (0созм1 на выходе узкополосного усилителя быстро нарастает.
Напряжение и,(!) усиливается широкополосным усилителем с коэффициентом передачи к . Образующееся при этом напряжение и, (!) = к иэ (!) проходит через ограничитель по минимуму, где из этого напряжения вырезается небольшая часть вблизи его нулевого значения. Выходное напряжение петли обратной связи и4 (!) оказывается в противофазе с напряжением и! (!), явля!ощимся входным для узкополосного усилителя . Использование отрицательной обратной связи приводит к тому, что амплитуда колебаний иа выходе узкополосного усилителя уменьшается приблизительно в к раз.
Кроме того, под влиянием обратной связи во столько же раз расширится полоса пропускания усилителя и возбуждаемые помеховыми импульсами колебания будут очень быстро затухать. При прохождении только полезного сигнала цепь обратной связи должна размыкаться. Достигается это следующим путем. На вход широкополосного усилителя петли обратной связи со второго узкополосного усилителя подается напряжение и,(1). По амплитуде напряжение и,(1) подбирается равным и,(!), а фазы этих напряжений с помощью фазовращателя устанавливаются противоположными.
Если бы полезный сигнал представлял собой незатухающие колебания, то можно было осуществить полную компенсацию 399 одного напряжения другим, т. е. добиться выполнения условия иэ (1) + и, (1) = О. Когда же принимается, например, амплитудно-модулированное колебание, сумма и,(1) и и,(1) не будет равна нулю, что обусловливается запаздыванием и, (1) по отношению к и, (1). Однако при относительно медлейных изменениях огибающей сигнала модуль суммы их (1) = — иэ (1) + и, (1) оказывается достаточно малым и после усиления в широкополосном усилителе амплитуда напряжения ив (1) не достигает уровня ограничения по минимуму. При отладке схемы уровень ограничения выбирается именно таким образом.
Следователыю, напряжение сигнала не пройдет на выход петли обратной связи и для сигнала эта петля окажется разомкнутой. Применительно к помехавому воздействию указанного эффекта не наступает вследствие значительного (па отношению к длительности импульса помехи) запаздывания напряжения и, (1) по сравнению с и, (1).
У помехи амплитуды напряжений и, (1) и и, (1) в каждый данный момент очень существенно различаются и приближенно можно считать, что на вход широкополосного усилителя воздействует только напряжение и, (1). Экспериментальное исследование рассмотренного приемного устройства показало, что для частот следования памеховых импульсов 8 — 10 кГц отношение помеха/сигнал по напряжению на выходе усилителя высокой частоты составляет О,! — 0,2 при их отношении на входе порядка 10. 8.4. ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ ОБРАБОТКА СИГНАЛОВ 1.
Общие сведения чают линейные, двумерные и объемные антенны. Поле в каж. дой точке раскрыва можно представить в виде скалярной величины, зависящей от поляризации поля сигнала и антенны и являющейся функцией линейных координат в раскрыве и времени. Использование дополнительных характеристик поля требует усложнения приемной аппаратуры, делает ее многоканальной или обусловливает дополнительную обработку сигналов. Задача пространственно-временной обработки сигналов возникает при обнаружении, оценке параметров, фильтрации и разрешении сигналов. Пространственно-временная избирательность является одной из важнейших характеристик РЛС. Она определяет способность РЛС селектировать принимаемые сигналы по пространственным и временным параметрам.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
