7.4. Обеспечение эмс с помощью устройств подавления импульсных помех
На качественные показатели современных систем радиосвязи отрицательное воздействие оказывают как большей частью непрерывные мешающие радиосигналы, так и импульсные радиопомехи. Ниже приведены некоторые методы борьбы с такими помехами, рассмотренные в [1].
Простые методы подавления импульсных помех
Для подавления импульсных помех используются различные методы и устройства. Наиболее простым методом является запирание (бланкирование) тракта приема полезного сигнала на время действия импульсной помехи. При этом значения сообщения в течение времени действия импульсной помехи замещаются нулевыми, что существенно искажает принимаемое сообщение. Эти искажения можно несколько уменьшить путем последующей фильтрации бланкированного сигнала узкополосным фильтром на выходе приемного устройства. Очевидно, что этот метод не позволяет восстановить с высокой точностью искаженное импульсной помехой сообщение, поэтому его применение на практике ограничено.
Другой метод получил название "широкая полоса – ограничитель – узкая полоса". Он заключается в том, что на выходе приемника устанавливается широкополосный фильтр, проходя через который импульсная помеха, превышающая по уровню полезный сигнал, по амплитуде практически не уменьшается. Ограничитель, стоящий после широкополосного фильтра, уменьшает импульсные помехи высокого уровня, а стоящий за ним узкополосный фильтр, имеющий минимальную полосу пропускания, согласованную со спектром полезного сигнала, обеспечивает дополнительное уменьшение искажений этого сигнала из-за импульсной помехи. Этот метод наиболее эффективен при подавлении узкополосной импульсной помехи. Как и в предыдущем случае, искажения полезного сигнала, обусловленные воздействием импульсной помехи, остаются значительными, поэтому данный метод также находит ограниченное применение.
Следующим относительно простым методом подавления импульсных помех является метод, в котором блок подавления импульсных помех устанавливается на выходе демодулятора полезного сигнала. В этом блоке имеется предыскажающий линейный фильтр (например, дифференцирующая цепь), который в полосе частот полезного сигнала имеет незначительный коэффициент передачи, а за ее пределами его коэффициент передачи существенно выше. Этот фильтр практически не ослабляет широкополосную импульсную помеху. После этого фильтра устанавливается ограничитель, имеющий линейный участок в области низких уровней поступающего на его вход полезного сигнала. При отсутствии помехи на вход ограничителя поступает полезное сообщение низкого уровня, которое им не искажается и без ограничения проходит с его выхода на линейный корректирующий фильтр нижних частот (интегрирующая цепь). Этот фильтр имеет значительный коэффициент передачи в полосе частот полезного сигнала и малый – за ее пределами. Если же появляется импульсная помеха, то она проходит на вход ограничителя практически без искажений и, имея высокий уровень, в нем ограничивается. Дополнительно уменьшение искажений полезного сигнала за счет импульсной помехи вносит корректирующий фильтр, в котором подавляются высокочастотные составляющие этих искажений.
Подавление импульсных помех методом экстраполяции искаженных значений полезного сообщения
В этом случае блок обнаружения импульсной помехи (БОИП) подключен к выходу УПЧ. На выходе демодулятора (Дем), тип которого зависит от вида модуляции полезного сигнала, устанавливается устройство подавления импульсной помехи (см. рис. 7.5).
Рис. 7.5 Структурная схема устройства подавления импульсной помехи методом экстраполяции искаженных значений полезного сообщения
Оно представляет собой усилитель с цепью обратной связи, содержащий в общем случае N последовательно включенных интеграторов, выходы которых объединены в сумматоре. При отсутствии импульсной помехи сигнал с выхода усилителя через ключ (Кл) поступает на вход первого интегратора. Обнаружение же импульсной помехи приводит к срабатыванию БОИП, в результате чего с помощью ключа на вход первого интегратора подается напряжение, равное нулю. В этой схеме экстраполяция пораженных импульсной помехой участков сигнала осуществляется рядом Тейлора.
Анализ работы данного устройства показывает, что на его выходе (в зависимости от соотношения верхних частот помехи и полезного сигнала) отношение сигнал/шум лежит в пределах от 20 до 40 дБ, что обеспечивает существенно более высокую точность восстановления пораженных импульсной помехой участков полезного сообщения, чем в бланкирующих схемах.
Разработаны и другие методы борьбы с импульсными радиопомехами, в том числе и для специфических систем радиосвязи (например, для систем с частотным резервированием и др.).