4.5.2 Устройства защиты от широкополосных импульсных помех
Для борьбы с импульсными помехами, длительность которых меньше длительности полезного сигнала, применяется схема ШОУ. Она обычно размещается на входе приемника. В ее состав (рис.4.30) входят три элемента: широкополосный усилитель; двухсторонний симметричный амплитудный ограничитель; узкополосный усилитель.
Рис.4.30. Схема ШОУ
Название системы образовано начальными буквами наименований этих элементов.
Полоса пропускания узкополосного усилителя Пуу согласована с шириной спектра полезного сигнала, а полоса пропускания широкополосного усилителя выбирается с учетом длительности помеховых импульсов (Пшу > 1/τп), и во много раз превышает Пуу. Для получения требуемой полосы пропускания узкополосного УПЧ можно использовать двойное преобразование частоты.
Уровень ограничения устанавливается в зависимости от величины произведения Пшу.τп Если это произведение больше 20, то он может быть равен эффективному значению собственных шумов приемника.
На рис.4.31 приведены графики, позволяющие определить отношение сигнал/помеха на выходе схемы ШОУ в зависимости от значений параметров схемы, помехи и отношения сигнал/помеха на входе. Заметный выигрыш в отношении сигнал/помеха имеет место при условии τп < τс. Схема ШОУ защищает РЛС с узкополосными зондирующим сигналом от коротких импульсных помех, но не обеспечивает защиты от помех, длительность которых сравнима или больше длительности полезного сигнала.
Рис.4.31. Зависимость отношения сигнал/помеха на выходе схемы ШОУ от значений параметров схемы, помехи и отношения сигнал/помеха на входе
Недостатки схемы ШОУ:
при воздействии АШП ухудшается отношение сигнал/помеха в 4π раз;
возникновение перекрестных искажений при одновременном воздействии на ограничитель полезного сигнала и помехи;
наличие дополнительных потерь при ограничении на уровне эффективного значения собственных шумов приемника, если Пшу/Пуу < 10 (рис.4.32).
Рис.4.32. Зависимость потерь в схеме ШОУ от отношения полос пропускания широкополосного и узкополосного усилителя
Для устранения этих недостатков вместо схемы ШОУ можно использовать схему ШПУ, где вместо амплитудного ограничителя применяется управляемый прерыватель (ключ). Принимаемый сигнал анализируется с помощью схемы выделения помехи. Если входное напряжение имеет характеристики помехи, то указанная схема вырабатывает управляющее напряжение, которое, воздействуя на прерыватель, приводит к запиранию приемного тракта на время действия импульсной помехи (рис.4.33).
Рис.4.33. Схема ШПУ
Сущность работы схемы выделения помехи состоит в следующем. На вход схемы через широкополосный усилитель сигналы и помеховые импульсы проходят без искажения формы огибающей. Ограничитель «сверху» уравнивает амплитуды выходных напряжений и тем самым исключает возможность превышения нескомпенсированными остатками полезного сигнала порога ограничения «снизу». С помощью режекторного фильтра вырезается область частот, соответствующая спектру полезного сигнала. После ограничителя и режекторного фильтра амплитуда помеховых импульсов будет существенно превышать амплитуду полезного сигнала вне зависимости от их соотношений на входе схемы. Для того чтобы не пропустить на выход остатки полезного сигнала, используется ограничитель «снизу». Выходным элементом схемы выделения помехи является спусковое устройство (формирователь бланка), импульсы которого запирают приемник.
Схема ШПУ эффективно работает при средних частотах следования импульсов помехи порядка нескольких килогерц.