Глава 7. Обеспечение эмс с помощью компенсаторов помех
7.1 Общие замечания об использовании аппаратурных средств для уменьшения влияния мешающих радиосигналов на качество приема полезного радиосигнала
Влияние мешающих радиосигналов на качество приема полезного радиосигнала может быть уменьшено различными методами. По принципу достижения улучшения приема их можно условно разделить на три группы: 1/ улучшение приема за счет ослабления МС на входе приемника -- додетекторная обработка входного воздействия; 2/ улучшение приема за счет компенсации помех на выходе канала, вызванных мешающим сигналом, или полного разделения полезного и мешающего радиосигналов.
Примерами методов первой группы являются метод адаптивной коррекции диаграммы направленности приемной антенны в зависимости от изменения расположения источника МС, а также применение адаптивных фильтров, повышающих отношение уровней ПС и МС перед демодуляцией. Ряд методов второй группы, рассмотренных в [1], приведены ниже.
7.2. Обеспечение эмс при помощи одноканальных компенсаторов помех
Оптимальный одноканальный компенсатор помех представляет собой устройство, предназначенное для разделения однотипных или разнотипных сигналов, одновременно поступающих на вход приемника. Синтез такого компенсатора может осуществляться на основе теории оптимального приема непрерывных сигналов либо на основе иных – оригинальных - соображений.
В общем случае одноканальный компенсатор помех обеспечивает выделение сообщения ai(t) из сложного сигнала W(t), представляющего собой сумму N сигналов, действующих на входе приемника:
,
(7.1)
где
- i
–й сигнал, поступающий на вход приемника
и модулированный сообщением ai(t);
-
вектор – столбец параметров сигнала;
А·μi
- амплитуда i
–го сигнала; n(t)
– белый гауссовский шум.
Для различных видов сигналов имеет следующий вид:
-
для сигнала с амплитудной модуляцией: 
;
- для сигнала с фазовой модуляцией;
;
- для сигнала с частотной модуляцией:
,
где ωi и φi – несущая частота и фаза i – го сигнала.
Оптимальный следящий компенсатор помех для разделения двух ЧМ сигналов
Такое устройство позволяет разделить два ЧМ сигнала c существенно перекрывающимися спектрами и, следовательно, в большой степени ослабить взаимные помехи при их приеме. Блок-схема такого компенсатора помех приведена на рисунке 7.1.
Рис.7.1.Оптимальный следящий компенсатор помех для разделения двух ЧМ сигналов
Схема содержит два вычитателя (по одному на входе каждого канала) и два синхронных фазовых детектора (СФД), состоящих из фазового детектора и генератора, управляемого напряжением (ГУН). Аттенюаторы регулируются таким образом, чтобы на их выходе амплитуды ЧМ сигналов были равны амплитудам компенсируемых сигналов. Особенностями работы данного компенсатора помех являются следующие:
- ЧМ сигналы могут быть им полностью разделены без переходных помех между ними, если они имеют одинаковые несущие частоты и амплитуды, а сдвиг фаз между сигналами равен 900;
- если фазовый сдвиг между сигналами случаен и может принимать любые значения, то для их эффективного разделения с малыми переходными помехами необходимо увеличить частотный разнос между сигналами;
- при значительном частотном разносе между сигналами уровень помех на выходе демодулятора не зависит от уровня мешающего сигнала на входе.
При определенных реальных условиях (например, при существенном превышении уровня полезного радиосигнала над уровнем мешающего радиосигнала на входе приемника) могут эффективно использоваться одноканальные компенсаторы влияния мешающих радиосигналов, основанные на других принципах [15].
Оптимальный следящий компенсатор помех для двух АМ сигналов
Структурная схема компенсатора представлена на рисунке 7.2.
Узкополосные фильтры (УФ) выделяют из принимаемого сигнала несущую частоту. В одной ветви несущая частота после ограничения в полосовом ограничителе (ОГР) подается на синхронные детекторы (СД) соответствующих сигналов, а в другой – модулируется в амплитудных модуляторах (МОД) оценками полезных сообщений. Сигналы с выхода синхронных детекторов фильтруются с помощью ФНЧ. Вычитатели предназначены для компенсации переходных помех между каналами. Особенностями работы данного компенсатора помех являются следующие:
- он эффективно разделяет два АМ сигнала, занимающих общую полосу частот;
- компенсатор увеличивает помехоустойчивость приема по сравнению с обычным синхронным приемником, причем это улучшение тем значительнее, чем больше амплитуда помехи;
- при наличии частотной расстройки между сигналами он обеспечивает более высокое отношение сигнал/шум на выходе по сравнению с обычным синхронным приемником.
Рис. 7.2. Оптимальный следящий компенсатор помех для двух АМ сигналов