USER-MASTER.ORG

Емельянов С. Л. Адаптивное подавление синусоидальных помех в полосовом нелинейном преобразователе с полиномиальной колебательной характеристикой / С. Л. Емельянов, А. В. Кобзев // Радиотехника. – 1990. – №1. – С. 32-34.

Показана возможность и оценено-качество адаптивного подавления синусоидальных помех в полосовом нелинейном преобразователе с регулируемой полиномиальной колебательной характеристикой.

Полосовые нелинейные преобразователи (ПНП) с оптимизированной полиномиальной колебательной характеристикой (КХ) обладают высоким качеством подавления широкого класса негауссовских помех [1, 2]. Адаптация таких ПНП возможна регулировкой полиномиальных коэффициентов в зависимости от количественного соотношения высших четных моментов распределения огибающей помехи, оцениваемых по обучающей выборке сравнительно большого объема [3]. При подавлении синусоидальных помех в ПНП с полигональной КХ достаточно оценивать только первый момент М1 [4], что значительно сокращает объем обучающей выборки [3] при сохранении высокого качества подавления.

Цель работы - определить возможности адаптивного подавления синусоидальных помех в ПНП с полиномиальной КХ при оценке только второго момента распределения огибающей помехового колебания.

Представим КХ ПНП g(A)=b1A+b2A3 при оптимальных полиномиальных коэффициентах [1, 2] , в виде

(1)

Где

(2)

При асимптотически слабом сигнале ПНП с КХ (1) улучшает отношение сигнал-помеха по мощности в раз [1,2], где

(3)

Линейка над числителем и знаменателем формулы означает статистическое усреднение.

Считаем, что на входе ПНП действует аддитивная смесь синусоидальной помехи с постоянной амплитудой Ар и произвольной угловой модуляцией, а также гауссовская компонента внутреннего шума приемника с дисперсией .

Огибающая смеси распределена по закону Райса с параметром [5]. Входящие в (3) моменты М определяются соотношением , которое с учетом асимптотического разложения вырожденной гипергеометрической функции 1F1(x) приводится при а>>1 к виду

(4)

Рис. 1

Рис. 2

При отсутствии гауссовской компоненты в смеси (, гармоническая помеха) справедливо равенство . Тогда из (2) следует

. (5)

В этом случае мера «негауссовости» помехи равна нулю [1], a в силу (3).

Реально на входе ПНП всегда присутствует гауссовская компонента помехи и равенство (5) становится приближенным. Можно показать, однако, что для полиномиальных коэффициентов (2) и (5) при α>>1 и условии (4) выполняется неравенство , что обусловливает высокое качество подавления помехи и в этом случае. Действительно, используя (3), с учетом (4) и (5) получаем

(6)

Из (6) следует результат, известный для ПНП с КХ, аппроксимированной кубической параболой, и оценкой первых трех четных моментов при подавлении интенсивных синусоидальных помех в смеси с гауссовским шумом при α>>1 и ассимптотически слабом сигнале [1, 2, 6].

Результаты расчетов в соответствии с (2), (3) и (6) показывают, что уже при .

Адаптивный ПНП с КХ (1) и полиномиальным коэффициентом (5) может быть реализован по схеме рис. 1. ПНП содержит линейный и нелинейный с регулируемым коэффициентом передачи каналы, подключаемые к общему сумматору. Для формирования радиоколебаний с огибающей А3(t) используется умножение принятого колебания A(t)cos φ(t) (где φ(t) — полная фаза) на квадрат его огибающей, полученный с помощью квадратичного детектора КД. Коэффициент усиления регулируемого усилителя РУ изменяется обратно пропорционально оценке , полученной в интеграторе.

На рис. 2 показаны полученные цифровым моделированием при α = 20 дБ графики изменения огибающей смеси синусоидальной помехи и шума на входе Авх(n) и выходе Aвых(n) а также коэффициента потерь в подавлении помехи η(n) (и), предложенного (см. рис. 1) ПНП. Здесь η(n) определялся выражением η(n)=µнп opt, где µнп opt соответствует оптимальному ПНП с КХ, согласованной с одномерным распределением огибающей помехового колебания [1, 2]; n – объем выборки. Видно, что адаптивный ПНП обеспечивает высокое качество подавления помехи при .

Полученные выражения и результаты справедливы при асимптотически слабом сигнале и интенсивной помехе (α>>1). Если α>>1, но амплитуда сигнала превышает уровень гауссовской компоненты, т. е. сигнал маскируется нсгауссовской компонентой смеси, эффективность предложенного, а также известных ПНП снижается [1, 4, 6].

Показано, что для подавления интенсивной синусоидальной помехи достаточно оценивать только второй момент распределения огибающей помехового колебания, что сокращает объем обучающей выборки и упрощает техническую реализацию - ПИП. Предложен адаптивный ПНП, качество подавления помехи в котором уступает оптимальному не более .

Литература

  1. Уланов А.Е. — Радиотехника и электроника, 1985, т. 30, № 12.
  2. Валеев В. Г., Гонопольский В. Б.— Радиотехника и электроника, 1981, т. 25, № 11.
  3. Валеев В. Г., Язовский А. А. — Изв. вузов СССР. Сер. Радиоэлектроника, 1987 т. 30, № 8.
  4. Валеев В. Г., Кулиев С. П.— Изв. вузов СССР. Сер. Радиоэлектроника, 1987, т. 30 № 8.
  5. Левин Б. Р. Теоретические основы статистической радиотехники. Кн. 1 — М.: Сов. радио, 1966.
  6. Емельянов С. Л., Кобзев А. В.— Радиотехника, 1988, № 3.


Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

Поиск