Компенсация помех в случае значительной разницы помех в разнесенных сигналах, страница 2

Устройство предназначено для функционирования в условиях воздействия последовательности достаточно коротких помеховых радиоимпульсов на систему связи, где используется вид модуляции с постоянным уровнем излучаемого сигнала (например, ЧМ, ЧММС, ОФТ, QPSK и т.п.). Скорость изменения огибающей каждого радиоимпульса много больше скорости изменения огибающей полезного сигнала, обусловленного воздействием быстрых замираний. На рис.31.1 приведен пример для двукратного разнесения.

Рис.31.1.

В одном канале (первом) помещается линия задержки (ЛЗ1) c временем задержки t_max, во втором канале - управляемая линия задержки (УЛЗ) с диапазоном перестройки  от нуля до 2t_max, при этом относительная временная задержка сигналов в обоих каналах может изменяться от +t_max до -t_max. УЛЗ может быть реализована, например, в виде многоотводной линии, отводы которой переключаются коммутатором (Комм). Центральная частота входных сигналов .

В смесителях См1 и См2 входные сигналы переносятся на центральную частоту  с помощью напряжения генератора (Г), вырабатывающего сигнал с  частотой  (сигнал на См1 подается через фазовращатель на 90°). Продукты умножения в перемножителях (II1, П2) проходят через полосовые фильтры (ПФ1, ПФ2), имеющие полосы пропускания от  до  и вновь умножаются в перемножителе (П3). Далее сигнал проходит через блок отделения помехи (БОП), усредняется в усреднителе (Уср) и поступает на детектор полярности (ДП).

БОП может быть реализован, например, в виде амплитудного детектора (АД), фильтра верхних частот (ФВЧ), порогового устройства (ПУ) и временного селектора (ВС). АД вырабатывает напряжение, пропорциональное огибающей суммарного сигнала, отделяет его быстрые изменения за счет радиоимпульсов, отсеивая компоненты огибающей полезного сигнала. ПУ формирует управляющее напряжение, открывающее ВС в моменты присутствия импульсов помехи на входе.

Знак напряжения, поступающего на ДП, однозначно связан со знаком недостаточно подстроенной части временной задержки  между помеховыми компонентами обеих ветвей. В частности, знак напряжения на выходе усреднителя равен

где    - спектр сигнала, на выходе первого перемножителя.

На основе этого напряжения ДП вырабатывает сигнал, управляющий перекоммутацией отводов УЛЗ. После окончания процесса настройки временной сдвиг между обоими помеховыми сигналами меньше или равен минимальному дискрету t_min многоотводной ЛЗ.

При кратности разнесения N>2, подобное устройство измерения помещается в N-1 ветвей, одна ветвь выбирается в качестве опорной, относительно сигнала, которым производится перестройка УЛЗ ветвей. Перед компенсацией производится амплитудное выравнивание помеховых компонент.

Сравнительные характеристики рассмотренного временного метода  перестройки и  методов фазовой перестройки:

Фазовые методы: несложная реализация перестройки в диапазоне 0+360°; сравнительно большая точность настройки в узком диапазоне частот; невозможность обеспечения требуемого фазового сдвига в широкой полосе частот и, как следствие, недостаточный уровень подавления широкополосной помехи.

Временной метод: аппаратурные сложности реализации большой перестройки без искажений сигнала; точность настройки ограничена конечностью минимального временного дискрета ЛЗ; возможность компенсации достаточно широкополосных помех.

Достоинства каждого метода могут восполнить недостатки другого, поэтому для компенсации широкополосных помех выгодно использовать комбинированный метод подстройки.

Комбинированный метод заключается в двухступенчатой подстройке. Первая ступень - временная подстройка в широкой полосе, но с точностью, которая ограничена величиной t_min ; вторая ступень - фазовая подстройка. Поскольку после временной подстройки остаточная временная задержка t_OCT  много меньше начальной задержки, то фазовый метод обеспечивает точную подстройку помехи во всей исходной широкой полосе спектра.

Величина t_ОСТ определяет при компенсации мощность остаточной помехи Р_ОСТ при фазовой подстройке. В частности, при двукратном разнесении, пространственном разносе, угле между направлением прихода помехи и осью антенн α, равных мощностях помехи P_П  в ветвях разнесения и ширине спектра помехи Dw_I достижимая относительная компенсация фазовым методом без временной подстройки.

и с временной подстройкой

На рис. 31.2 а), б), приведены графики зависимости P_OCT/2P_П от временной задержки  t, которые позволяют определить необходимую t_min в зависимости от требуемого уровня подавления.

а)                                                                б)

Рис. 31.2.

Таким образом, в случае, если декорреляция помеховых компонент в разнесенных сигналах вызвана временным сдвигом между компонентами, слишком большим для компенсационных возможностей амплитудно-фазовой регулировки, эффективной является комбинированная временная и амплитудно-фазовая регулировка.