Пример практической реализации компенсатора помех

Приложение.Пример практической реализации компенсатора помех

Помеха, влияющая на работу станции дальней тропосферной связи, имеет радиоимпульсный характер. В станции используется четырехкратное разнесение (двухкратное по частоте и двухкратное по пространству). Будет рассмотрен компенсатор, работающий с двумя пространственно-разнесенными сигналами на одной из рабочий частот.

Центральная частота спектра помехи  удалена от полос пропускания трактов станции ДТС, поэтому помеховые составляющие в сигналах различных ветвей разнесения на ПЧ достаточно широкополосны и имеют значительный уровень во всей полосе тракта ПЧ. Помехи воздействуют как на боковые, так и на задние лепестки приемных антенн. В частотно-разнесенных приемниках каждой из антенн уровень помехи различен, так как она обусловлена воздействием различных участков помехового спектра.

Источник помехи расположен в прямой видимости от системы связи, при этом амплитудно-фазовое соотношение помеховых компонент в пространственно-разнесенных сигналах зависит от разности хода лучей от источника помехи до каждой из антенн, и для основной доли энергии помехи - постоянная или сравнительно медленно меняющаяся величина.

Отрицательные последствия от действия радиоимпульсов на системы связи различны. При очень больших уровнях помеховых импульсов, перекрывающих динамический диапазон УПЧ, происходит блокирование приемника, при этом компенсация помех невозможна.

При меньших уровнях помехи, (позволяющих применить компенсационные методы борьбы) импульсы проникают через детектор и аппаратуру разделения в телефонные каналы. Практически это выражается в появлении щелчков и свистов в телефонном режиме связи и в сбоях и ошибках при использовании телефонных каналов для передачи бинарной информации. Воздействие помеховых импульсов также приводит к увеличению переходных искажений передаваемого группового сигнала.

При хорошем прохождении в тропосферном канале уровень полезного сигнала значителен, и влияние помехи может быть мало заметно. При замираниях полезного сигнала даже небольшая по уровню помеха, может резко ухудшить связь вплоть до полного срыва. Таким образом, при постоянной величине внешней помехи степень ее мешающего воздействия непрерывно изменяется. В рамках практически возможных условий работы с учетом сезонных изменении уровня полезного сигнала и различных режимов работы помехового источника воздействие помех может сопровождаться любыми из выше перечисленных негативных последствий.

Пример помеховой обстановки в районе станции ДТС в г. Игарка представляет характерный набор условии эксплуатаций при воздействии одиночной внешней помехи

Компенсатор радиоимпульсных помех может быть включен в разрыв тракта ПЧ станции связи и его включение не должно вести к изменению структуры остальной части приемного тракта. Применение  компенсационных методов для описанной ранее помеховой обстановки требует отдельного определения значений весовых коэффициентов для обеих взаимно удаленных частот разнесения. Кроме этого, несмотря на то, что в тракте ПЧ все четыре разнесенных сигнала имеют одинаковую частоту, их  объединение должно производиться попарно, поскольку реализация помеховых компонент различна в разных частотно-разнесенных входных сигналах.

Таким образом, компенсатор состоит из двух полукомплектов, каждый из которых предназначен для работы с двумя каналами пространственно-разнесенных ветвей одной входной частоты (рис.1).

Для оперативного отслеживания изменений помеховой обстановки используется метод управления, заключающийся в том, что компенсация осуществляется лишь тогда, когда уровень помехи велик. Когда же ее уровень мал, обработка разнесенных сигналов не требуется, и они коммутируются напрямую на выходы компенсатора.

Решение о переводе устройства в одно или другое из этих состояний принимается пороговым блоком. Поскольку при компенсации кратность разнесения уменьшается на единицу, что приводит к некоторому возрастанию мощности аддитивных тепловых шумов после комбинирования, то пороговый уровень срабатывания должен выбираться из условий, что бы при этом возрастание мощности тепловых шумов за счет уменьшения кратности  уравновешивалось бы уменьшением мощности внешних помех за счет компенсации.

Рис. 1.

На основании этих предпосылок структуру одного полукомплекта компенсатора можно укрупнено разделить на три блока  (рис. 1) - блок компенсации, блок измерения параметров, и блок управления. В функции блока компенсации входит собственно компенсация внешней помехи путем подстройки весовых коэффициентов ветвей и вычитания, а также коммутация ветвей в зависимости от текущей помеховой обстановки. В функции блока измерения параметров входит измерение амплитудно-фазовых соотношении помеховых компонент и перестройка цепей блока компенсации, а также хранение результатов измерения. В задачи блока управления входит определение текущего состояния помеховой обстановки, принятие решения о необходимости компенсации и управление цепями двух других блоков.

Рассмотрим подробно работу отдельных блоков. Блок компенсации (рис. 2) обеспечивает два основных режима работы компенсатора - режим прямого прохождения (сквозной) и режим компенсации.

Рис. 2

В сквозном режиме оба входных сигналы передаются без изменения через усилители (Ус1,Ус2) и коммутаторы на выходы устройства.