RU2196385C2 - Broadband noise suppression device - Google Patents
Broadband noise suppression device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2196385C2 RU2196385C2 RU2001104549/09A RU2001104549A RU2196385C2 RU 2196385 C2 RU2196385 C2 RU 2196385C2 RU 2001104549/09 A RU2001104549/09 A RU 2001104549/09A RU 2001104549 A RU2001104549 A RU 2001104549A RU 2196385 C2 RU2196385 C2 RU 2196385C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- block
- input
- output
- broadband
- multiplier
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Noise Elimination (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники и может найти применение в системах связи c кодовым разделением каналов, а также в радиолокационных системах. The invention relates to the field of radio engineering and can find application in communication systems with code division of channels, as well as in radar systems.
Известны устройства подавления широкополосных помех, описанные в патентах RU 2020762, Н 04 В 1/10 и 2000666, Н 04 В 1/10, общим недостатком которых является малая степень подавления широкополосных помех. Known devices for suppressing broadband interference described in patents RU 2020762, N 04
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство, описанное в а.с. 1688416, Н 04 В 1/10, которое выбрано в качестве прототипа. The closest in technical essence to the claimed device is the device described in A.S. 1688416, H 04 In 1/10, which is selected as a prototype.
Структурная cхема прототипа приведена на фиг.1, где использованы следующие обозначения:
1 - первый перемножитель;
2 - генератор псевдослучайной последовательности (ПСП), состоящий из генератора тактовых импульсов 21 и сдвигового регистра c обратными связями 22;
3 - второй перемножитель;
4 - режекторный фильтр;
5 - вычитатель;
6 - первый аттенюатор;
7,8 и 12 - первый, второй и третий элементы задержки;
9 - полосовой фильтр;
10 - ключ;
11 - второй аттенюатор;
13 - блок сравнения с порогом.The structural diagram of the prototype is shown in figure 1, where the following notation is used:
1 - the first multiplier;
2 - a pseudo-random sequence generator (PSP), consisting of a
3 - the second multiplier;
4 - notch filter;
5 - subtractor;
6 - first attenuator;
7.8 and 12 - the first, second and third delay elements;
9 - band-pass filter;
10 - key;
11 - second attenuator;
13 is a comparison block with a threshold.
Устройство-прототип имеет следующие функциональные связи: последовательно соединенные первый перемножитель 1, режекторный фильтр 4 и второй перемножитель 3, второй вход которого соединен с выходом второго элемента задержки 8, вход которого соединен со вторым входом первого перемножителя 1 и выходом генератора псевдослучайной последовательности (ПСП) 2, состоящего из последовательно соединенных сдвигового регистра с обратными связями 22 и генератора тактовых импульсов 21; выход второго перемножителя 3 соединен с N частотными каналами, каждый из которых состоит из полосового фильтра 9, выход которого через блок сравнения с порогом 13 соединен с управляющим входом ключа 10 и также соединен с сигнальным входом ключа 10, выход которого через последовательно соединенные второй аттенюатор 11 и третий элемент задержки 12 соединен c одним из N входов вычитателя 5, выход которого является выходом устройства; последовательно соединенные первый аттенюатор 6 и первый элемент задержки 7 соединены с (N+1)-м входом вычитателя 5, при этом вход первого аттенюатора 6 соединен с первым входом первого перемножителя 1 и также является входом устройства.The prototype device has the following functional relationships: a
Устройство-прототип работает следующим образом. The prototype device operates as follows.
Входная смесь, содержащая полезный широкополосный сигнал и широкополосную (или узкополосную) помеху поступает на (N+1)-й вход блока 5 через последовательно соединенные блоки 6 и 7. An input mixture containing a useful broadband signal and a broadband (or narrowband) interference is fed to the (N + 1) -th input of
Одновременно входная смесь поступает на блок 1, где за счет перемножения с синхронным опорным сигналом блока 2 полезный широкополосный сигнал сворачивается в узкополосный сигнал, который редактируется в блоке 4. В то же время широкополосная помеха в блоке 1 получает дополнительную манипуляцию опорным сигналом блока 2, которая затем снимается в блоке 3 за счет перемножения с тем же опорным сигналом, при этом часть расширенного спектра помехи режектируется в блоке 4. At the same time, the input mixture enters
То есть полезный сигнал на выход блока 3 не проходит, а на широкополосную (или узкополосную) помеху в блоке 1 накладывается дополнительная манипуляция широкополосным опорным сигналом блока 2, который затем снимается за счет повторного перемножения расширенного спектра помехи с тем же опорным сигналом, который подается от блока 2 через блок 8, в результате чего широкополосная помеха восстанавливается и подается на входы N частотных каналов, каждый из которых открывается в том случае, если уровень помехи превышает допустимое значение (порог). That is, the useful signal to the output of
В блоке 5 из входной смеси, поступающей по его (N+1)-му входу, вычитаются только узкополосные помехи, которые прошли через открытые частотные каналы. Таким образом на выход блока 5 проходит сигнал, а узкополосные помехи подавляются. При воздействии мощной широкополосной помехи все N частотные каналы открываются, происходит компенсация широкополосной помехи. In
Недостатком прототипа является низкая помехоустойчивость к широкополосным помехам. The disadvantage of the prototype is the low noise immunity to broadband interference.
Для устранения указанного недостатка в устройство, содержащее последовательно соединенные первый перемножитель, режекторный фильтр и второй перемножитель, первый, второй и третий элементы задержки, вычитатель и генератор тактовых импульсов введены последовательно соединенные ограничитель, четвертый элемент задержки, блок прямого преобразования Фурье, блок обратного преобразования Фурье и усилитель-ограничитель, выход которого соединен с опорным входом первого перемножителя и через третий элемент задержки - с опорным входом второго перемножителя, выход которого является выходом устройства. При этом выход ограничителя через второй элемент задержки соединен с первым входом вычитателя, а также выход ограничителя соединен со вторым входом вычитателя, выход которого соединен с сигнальным входом блока синхронизации тактовых импульсов, опорный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход блока синхронизации тактовых импульсов присоединен к опорным входам блока прямого преобразования Фурье и блока обратного преобразования Фурье. Кроме того, соединенные между собой входы ограничителя и первого элемента задержки также являются входом устройства. To eliminate this drawback, a device containing series-connected first multiplier, notch filter and second multiplier, first, second and third delay elements, a subtractor and a clock pulse generator contains series-connected limiter, fourth delay element, direct Fourier transform unit, inverse Fourier transform unit and an amplifier-limiter, the output of which is connected to the reference input of the first multiplier and through the third delay element to the reference input of the second a multiplier whose output is the output of the device. The output of the limiter through the second delay element is connected to the first input of the subtractor, and the output of the limiter is connected to the second input of the subtractor, the output of which is connected to the signal input of the clock synchronization unit, the reference input of which is connected to the output of the clock generator, and the output of the clock synchronization unit pulses are connected to the reference inputs of the direct Fourier transform block and the inverse Fourier transform block. In addition, the interconnected inputs of the limiter and the first delay element are also the input of the device.
Структурная схема заявляемого устройства приведена на фиг.2, где использованы следующие обозначения:
1,10,13 и 14 - первый, второй, третий и четвертый элементы задержки;
2 - первый перемножитель;
3 - режекторный фильтр;
4 - второй перемножитель,
5 - блок прямого преобразования Фурье;
6 - блок обратного преобразования Фурье;
7 - ограничитель;
8 - блок синхронизации тактовых импульсов;
9 - генератор тактовых импульсов;
11 - вычитатель;
12 - усилитель-ограничитель.The structural diagram of the inventive device is shown in figure 2, where the following notation is used:
1,10,13 and 14 - the first, second, third and fourth delay elements;
2 - the first multiplier;
3 - notch filter;
4 - the second multiplier,
5 - block direct Fourier transform;
6 - block inverse Fourier transform;
7 - limiter;
8 - block synchronization of clock pulses;
9 - clock generator;
11 - subtractor;
12 - amplifier limiter.
Заявляемое устройстве содержит последовательно соединенные первый элемент задержки 1, первый перемножитель 2, режекторный фильтр 3 и второй перемножитель 4, выход которого является выходом устройства; опорный вход второго перемножителя 4 соединен с выходом третьего элемента задержки 13, вход которого соединен с опорным входом первого перемножителя 2 и через усилитель-ограничитель 12 - с выходом блока обратного преобразования Фурье; вход первого элемента задержки 1 является также входом устройства и соединен со входом ограничителя 7, выход которого присоединен к последовательно соединенным четвертому элементу задержки 14, блоку прямого преобразования Фурье 5 и блоку обратного преобразования Фурье 6, опорный вход которого соединен с опорным входом блока прямого преобразования Фурье 5 и выходом блока синхронизации тактовых импульсов 8, опорный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов 9, а сигнальный вход блока синхронизации 8 соединен с выходом вычитателя 11, первый вход которого соединен с выходом ограничителя 7 и второй вход вычитателя 11 через второй элемент задержки 10 соединен с выходом ограничителя 7 соответственно. The inventive device comprises a series-connected
Заявляемое устройство работает следующим образом. The inventive device operates as follows.
Входная смесь, содержащая мощную широкополосную фазоманипулированную периодическую помеху (далее по тексту широкополосную помеху) и слабый полезный сигнал (широкополосный или узкополосный), поступает через блок 1 на сигнальный вход блока 2, где перемножается с копией (оценкой) помехи, поступающей на опорный вход блока 2 с выхода блока 6 через блок 12. В результате перемножения мощная широкополосная помеха сворачивается в узкополосную помеху, которая редактируется в блоке 3 и поэтому не проходит на выход устройства. В то же время на полезный сигнал в блоке 2 накладывается манипуляция копий широкополосной помехи, которая затем снимается с полезного сигнала в блоке 4 за счет перемножения с той же копией широкополосной помехи, поступающей на опорный вход блока 4 и с выхода блока 6 через последовательно соединенные блоки 12 и 13. The input mixture, containing a powerful broadband phase-manipulated periodic interference (hereinafter referred to as broadband interference) and a weak useful signal (broadband or narrowband), enters through the
Таким образом, на выход устройства широкополосная помеха не поступает, а полезный сигнал проходит практически без искажения в связи с тем, что часть спектра сигнала, отрежектированная блоком 3, пренебрежимо мала. Узость полосы режекции определяется тем, что блок 3 режектирует результат свертки двух коррелированных процессов широкополосной помехи и ее копии, при этом копия широкополосной помехи отличается от самой широкополосной помехи только начальной фазой. Thus, the broadband interference does not arrive at the output of the device, and the useful signal passes almost without distortion due to the fact that the part of the signal spectrum that is detected by
Формирование копии широкополосной помехи производится следующим образом. The formation of a copy of the broadband interference is as follows.
Входная смесь поступает на блок 7, где мощная широкополосная помеха подавляет слабый полезный сигнал, при этом нормируется уровень широкополосной помехи. С выхода блока 7 широкополосная помеха через блок 14 подается на блок 5, где она подвергается процедуре прямого преобразования Фурье, которая осуществляется с использованием тактовых импульсов, синхронных с широкополосной помехой, поступающих на опорный вход блока 5 от блока 8. С выхода блока 5 напряжение, характеризующее спектр широкополосной помехи, поступает на блок 6, где выполняется процедура обратного преобразования Фурье с использованием тех же тактовых импульсов, поступающих на опорный вход блока 6 от блока 8. На выходе блока 6 выделяется копия широкополосной помехи, синхронная с помехой во входной смеси, которая усиливается в блоке 12. The input mixture enters
Выделение тактовых импульсов, синхронных с широкополосной помехой во входной смеси осуществляется следующим образом. The selection of clock pulses synchronous with broadband noise in the input mixture is as follows.
С выхода блока 7 широкополосная помеха постоянного уровня поступает на первый вход блока 11 непосредственно, а на второй его вход - через блок 10, величина задержки которого τ равна периоду Т широкополосной помехи. На выходе блока 11 выделяется радиоимпульс, длительностью Т, представляющий собой один период широкополосной помехи. From the output of
Выделение радиоимпульса широкополосной помехи поясняется фиг.3, где обозначено:
а) входная периодическая широкополосная помеха (при этом цифрами обозначены порядковые номера импульсов кодовой последовательности, число элементов которой с целью упрощения выбрано равным 4;
б) входная широкополосная помеха, задержанная на τ=Т;
в) выделенный радиоимпульс широкополосной помехи длительностью Т на выходе блока 11.The allocation of the radio pulse broadband interference is illustrated in figure 3, where indicated:
a) the input periodic broadband interference (in this case, the numbers indicate the pulse sequence numbers of the code sequence, the number of elements of which, for the purpose of simplification, was chosen equal to 4;
b) input broadband interference delayed by τ = T;
c) a dedicated broadband interference radio pulse of duration T at the output of
Выделенный радиоимпульс помехи поступает на сигнальный вход блока 8, на опорный вход которого подаются тактовые импульсы с выхода блока 9. The selected interference radio pulse is fed to the signal input of
Структурная схема блока 8 приведена на фиг.4, где использованы следующие обозначения:
81 - коммутатор;
821, 822,... 82N, 82N-1 - элементы задержки;
831, 832,... 83N - блок прямого преобразования Фурье;
841, 842,... 84N - амплитудный детектор;
85 - решающий блок.The block diagram of
81 - switch;
82 1 , 82 2 , ... 82 N , 82 N-1 - delay elements;
83 1 , 83 2 , ... 83 N - direct Fourier transform block;
84 1 , 84 2 , ... 84 N - amplitude detector;
85 is a crucial unit.
Блок 8 работает следующим образом.
Выделенный на выходе блока 11 радиоимпульс широкополосной помехи длительностью Т поступает одновременно на входы N каналов блока 8, в каждом из которых в блоке 83 выполняется процедура прямого преобразования Фурье, за счет чего на выходе каждого канала выделяется напряжение, характеризующее спектр помехи, которое поступает на блок 84, где выделяется огибающая спектра. A broadband interference radio pulse of duration T allocated at the output of
Напряжение с выходов блоков 841. .. 84N поступают на входы блока 85. Тактовые импульсы, необходимые для выполнения процедуры прямого преобразования Фурье, подаются на блок 831 с опорного входа блока 8 непосредственно; на вход блока 832 - через блок 821 с задержкой на τ0 = Т/N; на блок 833 - через блок 822 с задержкой на 2 τ0 и так далее; на блок 83N - через блок 82(N-1) с задержкой на (N-1)τ0, где N - число каналов блока 8, определяющие точность синхронизации.The voltage from the outputs of the blocks 84 1 . .. 84 N are supplied to the inputs of
Амплитуды огибающих спектров на выходах блоков 841÷84N зависят от того, какая часть импульса широкополосной помехи, выделенная на выходе блока 11, перекрывается с временным интервалом ТФ, на котором выполняется процедура прямого преобразования Фурье, при этом ТФ=Т.The amplitudes of the spectral envelopes at the outputs of blocks 84 1 ÷ 84 N depend on how much of the broadband interference pulse allocated at the output of
Сказанное поясняется фиг.5, где с целью упрощения выбрано N=4. The foregoing is illustrated in FIG. 5, where, for the sake of simplicity, N = 4 is selected.
На фиг.5а) показан импульс широкополосной помехи на входе блока 8;
на фиг. 5б) - опорные тактовые импульсы, поступающие от блока 9 на опорный вход блока 8 (на блок 831);
на фиг. 5в), г) и д) - опорные тактовые импульсы, поступающие на входы блоков 832, 833 и 834, задержанные в блоках 821, 822 и 823 на τ0, 2τ0, 3τ0 соответственно. Заштрихованные части импульсов являются импульсами совпадения входного и опорного импульсов. Случаю синхронизации опорных тактовых импульсов с входной широкополосной помехой соответствует фиг.5д).On figa) shows a pulse of broadband interference at the input of
in FIG. 5b) - reference clock pulses from
in FIG. 5c), d) and e) are the reference clock pulses arriving at the inputs of blocks 83 2 , 83 3 and 83 4 , delayed in
Блок 85 может быть выполнен в виде N блоков сравнения с порогом, на каждый из которых подается напряжение от соответствующего ему блока 84. Команды о превышении (непревышении) порогов подаются на соответствующие управляющие входы блока 81, на сигнальные входы которого подаются тактовые импульсы с опорного входа блока 8 непосредственно и через блоки 821,... 82N-1. Блок 81 выполняется в виде N ключей, на управляющий вход которого из N ключей подается команда о превышении порога с соответствующего ему выхода блока 5, а на сигнальные входы ключей - тактовые импульсы непосредственно с опорного входа блока 8 и задержанные тактовые импульсы на время τ0, 2τ0,...(N-1)τ0 в блоках 821, 822,... 82(N-1).
Эти же тактовые импульсы поступают на опорные входы каналов блоков 831, 832, . . . 83N. На выход блока 81 проходят тактовые импульсы, поступающие на вход того канала, в котором в блоке 85 зафиксировано превышение порога, то есть тактовые импульсы, соответствующие максимальной огибающей спектра.The same clock pulses arrive at the reference inputs of the channels of blocks 83 1 , 83 2 ,. . . 83 N. The output of
Блоки 5 и 83 могут быть выполнены в виде последовательно соединенных блока аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и процессора, при этом интервал дискретизации (Тд) в АЦП выбирается равным временному интервалу, на котором осуществляются прямое и обратное преобразование Фурье (Тф). Таким образом Тд=Тф=Т.
Блок 6 может быть выполнен в виде последовательно соединенных процессора и блока цифроаналогового преобразователя (ЦАП) (см. монография Ширмана Я.Д. и Манжоса В.К. Теория и техника обработки радиолокационной информации на фоне помех, Москва, Радио и связь, 1981 г., стр.154-160; монография Голда Б. и Рабдера Ч. Цифровая обработка сигналов, Москва, Сов. радио, 1973 г., стр. 203-206; монография Водяхо А.И. и др. Системы обработки данных, Москва, Высшая школа, 1977 г., стр.63, рис.2.9).
Блоки 1, 13 и 14 являются регулируемыми при настройке, величины их подбираются таким образом, чтобы обеспечивалось выравнивание по времени широкополосной помехи и ее копии с учетом задержки в аппаратуре.
В прототипе при увеличении скорости передачи полезного сигнала, а также его частотной неопределенности увеличивается полоса режекции режекторного фильтра, что приводит к искажению формируемой копии широкополосной помехи, и, следовательно, к снижению степени ее подавления. In the prototype, with increasing the transmission rate of the useful signal, as well as its frequency uncertainty, the notch band of the notch filter increases, which leads to a distortion of the generated copy of the broadband noise, and, therefore, to a decrease in the degree of its suppression.
В предлагаемом устройстве копия помехи формируется за счет применения процедуры прямого и обратного преобразования Фурье над входной смесью, в которой подавлен полезный сигнал, с последующим использованием копии широкополосной помехи для режекции широкополосной помехи во входной смеси. In the proposed device, a copy of the interference is formed through the application of the direct and inverse Fourier transform over the input mixture in which the useful signal is suppressed, followed by the use of a copy of broadband interference for rejecting wideband interference in the input mixture.
При такой обработке эффективность подавления широкополосной помехи не зависит от параметров полезного сигнала, а искажением полезного сигнала можно пренебречь в связи с чрезвычайной узостью полосы режекции режекторного фильтра. With this processing, the efficiency of suppressing broadband interference does not depend on the parameters of the useful signal, and the distortion of the useful signal can be neglected due to the extreme narrowness of the band of the notch filter.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001104549/09A RU2196385C2 (en) | 2001-02-19 | 2001-02-19 | Broadband noise suppression device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001104549/09A RU2196385C2 (en) | 2001-02-19 | 2001-02-19 | Broadband noise suppression device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2196385C2 true RU2196385C2 (en) | 2003-01-10 |
RU2001104549A RU2001104549A (en) | 2003-01-20 |
Family
ID=20246174
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001104549/09A RU2196385C2 (en) | 2001-02-19 | 2001-02-19 | Broadband noise suppression device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2196385C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2479120C2 (en) * | 2011-05-20 | 2013-04-10 | Учреждение Российской академии наук Институт прикладной астрономии РАН | Radio receiver for detection of broadband signals with phase manipulation |
RU2502185C2 (en) * | 2011-10-10 | 2013-12-20 | Юрий Анатольевич Кропотов | Apparatus for adaptive suppression of acoustic noise and acoustic focused interference |
-
2001
- 2001-02-19 RU RU2001104549/09A patent/RU2196385C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2479120C2 (en) * | 2011-05-20 | 2013-04-10 | Учреждение Российской академии наук Институт прикладной астрономии РАН | Radio receiver for detection of broadband signals with phase manipulation |
RU2502185C2 (en) * | 2011-10-10 | 2013-12-20 | Юрий Анатольевич Кропотов | Apparatus for adaptive suppression of acoustic noise and acoustic focused interference |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2151461T3 (en) | SYSTEM AND METHOD OF CANCELLATION OF LARGE SPECTRUM INTERFERENCES. | |
JP4259843B2 (en) | Ultra-wideband communication system and method using delayed hopping continuous noise transmission reference scheme | |
JP3160718B2 (en) | Synchronization method for pseudo-random number sequence with code ambiguity in communication system | |
RU2701059C1 (en) | Digital multichannel correlator of phase-shift keyed signals | |
RU2196385C2 (en) | Broadband noise suppression device | |
RU2719545C1 (en) | System of information transmitting | |
Ozdil et al. | Channelized DRFM for wideband signals | |
RU2175168C1 (en) | Device for phase-keyed broadband signal search by delay | |
RU2012108704A (en) | METHOD FOR ACCELERATED SEARCH FOR WIDEBAND SIGNALS AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
RU2205501C2 (en) | Narrow-band noise suppressing device for broadband signal receivers | |
RU2808721C1 (en) | Device of the third decisive circuit for accelerated search and efficient reception of broadband signals | |
RU2172065C1 (en) | Method of correlation processing of wide-band signals with frequency shift | |
RU2369018C1 (en) | System for transmitting information using random signals | |
RU2178619C1 (en) | Correlator for frequency-shifted signals with rejection of structural noise | |
SU1637026A1 (en) | Correlation processor for wideband signals | |
RU2195770C2 (en) | Device suppressing narrow-band interference in receivers of wide-band signals | |
Kirlin | Performance of polarity correlators or limiters with pseudorandom additive input noise (Corresp.) | |
RU2808450C1 (en) | V-frequency modulation signal filter | |
RU2291463C2 (en) | Processing radar impulse signals analog-discrete mode | |
RU2157049C1 (en) | Device for compensating noise in broad band receivers | |
RU2160500C1 (en) | Multiple-channel correlator with suppression of system noise for base station of code-division communication system | |
RU2143175C1 (en) | Structure noise compensation device for wide- band signal receivers | |
SU1688416A1 (en) | Correlation processing unit for broadband signals affected by narrow- band interference | |
RU2249913C1 (en) | Composite phase-keyed signal receiver suppressing narrow-band noise | |
JPH0575573A (en) | Spectrum sprezad communication equipment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040220 |