3. Компенсация радиопомех

Идея о компенсации радиопомех впервые была высказана советским ученым академиком Папалекси в его книге «Радиопомехи и борьба с ними», изданной в 1942 г. В этой книге задача о компенсации радиопомех поставлена и решена следующим образом. Помимо основного приемника, реагирующего на смесь сигнала и помехи, используется дополнительный (компенсационный) приемник, антенна которого воспринимает только помехи. Интенсивности и фазы помех в компенсационном и основном приемниках устанавливаются одинаковыми и противоположными соответственно. В результате как утверждается в 11221, помеха на выходе основного приемника компенсируется, а полезный сигнал остается неискаженным.

Такие постановка и решение задачи о компенсации помех являются классическими и полностью соответствуют случаю, когда основной и компенсационный приемники осуществляют линейные преобразования действующих сигналов и помех. Математически изложенная выше задача ставится следующим образом. На входе основного приемника имеется аддитивная смесь

полезного сигнала и помех а на вход компенсационного приемника поступает только помеха функционально связанная с

Если должным образом подобрать операторы характеризующие процессы в линейных преобразователях напряжений соответственно, то можно добиться того, что

Здесь полезный сигнал и помеха на выходе основного канала, а выходная помеха компенсационного приемника. Поскольку оператор известен, восстановление сигнала не представляется затруднительным.

На практике полезный сигнал и помеха могут действовать как одновременно, так и в разное время. Последнее характерно для импульсных радиоэлектронных устройств, подверженных действию импульсных помех, которые образуются на интервалах времени, где отсутствует полезный сигнал. В таких условиях возможна компенсация помех

как на основе классического метода, называемого амплитудно-фазовым или когерентным, когда основной и компенсационный приемники являются линейными преобразователями, так и методом компенсации помех после предварительного формирования их огибающих, именуемым амплитудным или некогерентным.

Рассмотренные выше методы компенсации помех, которые в настоящее время имеют значительное число схемных реализаций, широко известны для компенсации помех, действующих по боковым лепесткам диаграммы направленности основных приемных антенн. Существенно при этом требование наличия в радиоэлектронном устройстве двух приемников. Один из них должен принимать только помехи, а другой — помехи и полезный сигнал. Однако возможна компенсация помех при использовании лишь одной антенны и одного радиоприемника. Обязательным условием при этом является то, что полезный сигнал и помеха представляют собой импульсы с периодом следования возникающие на этом интервале в разное время. Кроме того, интенсивности полезного сигнала и помех во времени должны изменяться и оставаться постоянными соответственно. Математически данное условие характеризуется тем, что входной сигнал

Здесь момент возникновения первого импульса, характеризующего полезный сигнал; длительность полезного импульса; момент возникновения первого импульса помехи; длительность импульса помехи; целое число, принимающее значения функция, характеризующая закон изменения полезного сигнала во времени, причем амплитуда этого сигнала изменяется за время функция, определяющая закон изменения помехи во времени, причем в отличие от амплитуда импульса помехи за период одна и та же.

Если в приемной установке, на которую действуют помехи, иметь устройство, осуществляющее задержку напряжения на и формирующее сигнал

то, подав на вычитающее устройство, можно получить разностное напряжение

характеризующее свободный от помех полезный сигнал.

Рассмотренный выше метод компенсации помех, основанный на том, что помеха является периодически следующими не перекрывающимися между собой импульсами, принято называть методом череспериодной компенсации.

Возможна также компенсация помех путем их декорреляции. Сущность этого метода сводится к следующему. Пусть имеется смесь

полезного сигнала и помехи на выходе основного приемника и опорное напряжение формируемое вспомогательным приемником или передающей установкой РЛС. Для конкретности последующего изложения будем полагать, что основной приемник является радиолокационным и реагирует на непрерывные во времени сигналы, а — характеризует не искаженное помехами опорное напряжение, вырабатываемое передатчиком РЛС.

Имея в распоряжении можно образовать заранее известное напряжение отличающееся, например, по фазе, от . В результате совместного преобразования а также можно получить два напряжения

где некоррелированные помехи, а функционально связанные полезные сигналы.

Суммирование или вычитание (в зависимости от конкретно решаемой задачи) приводит к возникновению напряжений или Интенсивность помех в меньше по сравнению с составляющей полезного сигнала, чем в исходной смеси Детальное обсуждение метода компенсации помех и получающихся при этом основных свойств дается в следующей главе данной книги.

Резюмируя все сказанное выше, необходимо отметить, что в настоящее время известны следующие три основных метода компенсации помех;

— компенсация помех с помощью вспомогательных (компенсационных) радиоприемников;

— череспериодная компенсация помех;

— компенсация помех путем их декорреляции.

Эти методы используются при борьбе со сравнительно большим числом видов радиопомех.