УСТРОЙСТВО АКТИВНОГО ПОДАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОМЕХ

Устройство активного подавления электромагнитных помех
Полезная модель относится к средствам для ограничения или подавления шумов и помех, а более конкретно к снижению уровня электромагнитных помех, действующих на входе приемника гектометрового радиочастотного диапазона локомотивных радиостанций, установленных на электровозах постоянного и переменного тока с асинхронным тяговым приводом.
В настоящий момент используются различные технологии для улучшения качества радиосвязи. Из ряда известных способов борьбы с электромагнитными помехами наиболее распространенными стали методы, основанные на использовании в приемной аппаратуре адаптивных компенсаторов помех. Этот выбор в первую очередь обусловлен тем, что указанные методы в достаточной степени универсальны и обладают высокой потенциальной эффективностью.
Известна радиостанция для осуществления связи на железной дороге, описанная в патенте на изобретение RU 2320088 С1, 20.03.2008, являющееся наиболее близким аналогом к заявленной полезной модели. Известное устройство содержит модуль для приема электромагнитных помех, аналого-цифровой преобразователь, полосовой фильтр и цифро-аналоговый преобразователь. В известном решении имеются недостатки, обусловленные тем, что данное устройство при своей работе вносит искажения в передаваемые радиостанцией сигналы, а также тем, что при нарушении работы какого-либо блока, задействованного в подавлении помех получаемого сигнала, радиостанция не будет принимать никакой сигнал, даже с помехами, в связи с чем снижается функциональность радиостанции. Кроме того, в связи с внедрением современных подвижных составов с асинхронным тяговым двигателем, возникла необходимость в дополнительном подавлении импульсных помех.
Таким образом, имеется потребность в создании средства для улучшения работы радиостанции при подавлении электромагнитных помех.
Целью настоящей полезной модели является улучшение параметра соотношения сигнал/шум на входе приемопередатчика локомотивной радиостанции и обеспечение обхода схемы фильтрации при работе радиостанции в режиме передачи и при нарушении функционирования устройства.
Устройство активного подавления электромагнитных помех содержит модуль для приема электромагнитных помех, полосовой фильтр, аналого-цифровой преобразователь и цифро-аналоговый преобразователь. В устройство дополнительно введены фильтр с конечной импульсной характеристикой с изменяемыми коэффициентами, блок расчета коэффициентов, сглаживающий фильтр, модуль обхода схемы фильтрации, подключенный к первому входу-выходу устройства, являющемуся входом-выходом радиостанции, и ко второму входу-выходу устройства, являющему входом-выходом антенны. Модуль обхода схемы фильтрации выполнен с возможностью передавать сигналы от радиостанции к антенне при работе радиостанции в режиме передачи и передавать сигналы от антенны к радиостанции при нарушении функционирования устройства.
Техническим результатом является повышение надежности работы радиостанции за счет сохранения работоспособности антенно-фидерного тракта радиостанции при нарушении функционирования устройства, и за счет того, что передача данных радиостанцией идет в обход устройства, тем самым ресурс работоспособности элементов устройства не вырабатывается в режиме передачи.
На фиг. 1 представлена примерная схема подключения устройства.
На фиг. 2 представлены подробный состав и схема подключения устройства.
Устройство размещается внутри кузова электровозов постоянного и переменного тока с асинхронным тяговым приводом. Питание устройства осуществляется от бортовой сети локомотива с номинальным напряжением 110 В. Устройство гальванически заземлено.
Блок ПБ подключается к локомотивной радиостанции с помощью разъема «РСТ», к антенне гектометрового радиочастотного диапазона волн через антенно-согласующее устройство при помощи разъема «АНТ1». Модуль для приема электромагнитных помех (МПЭП) подключается к разъему «АНТ2» блока ПБ (Фиг. 1).
Напряжение радиопомех с модуля для приема электромагнитных помех, располагаемого вблизи цепей, по которым распространяются наиболее интенсивные радиопомехи, поступает на блок ПБ. Одновременно напряжение, содержащее полезный сигнал и радиопомехи, подается на блок ПБ со стороны антенно-согласующего устройства. В блоке ПБ за счет обработки происходит компенсация радиопомех, содержащихся в смеси «сигнал-помеха».
В основе работы устройства лежит адаптивная цифровая фильтрация.
Ниже подробно описана работа устройства согласно схеме подключения на фиг. 2. Блок ПБ оцифровывает сигналы, полученные от антенны гектометрового радиочастотного диапазона волн (Антенна ГМВ) и модуля для приема электромагнитных помех (МПЭП). При этом полосовой фильтр (2,12-2,16 МГц) используется для предварительной селекции сигнала, а также защищает вход аналого-цифрового преобразователя (АЦП) от воздействия мощных сигналов радиовещательных станций средневолнового и коротковолнового диапазонов. Преобразованный сигнал с антенны ГМВ поступает напрямую на фильтр с конечной импульсной характеристикой (КИХ) с изменяемыми коэффициентами. Преобразованный сигнал с модуля для приема электромагнитных помех в блоке расчета коэффициентов (БРК) преобразуется в набор коэффициентов, и данный набор также поступает на фильтр КИХ. Затем, предварительно обработанный сигнал поступает на измеритель соотношения сигнал/шум (измеритель с/ш). Далее за счет цепи обратной связи осуществляется подбор оптимальных коэффициентов фильтрации. В итоге обработанный сигнал через сглаживающий фильтр (СФ) поступает на цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) и затем в локомотивную радиостанцию (Р/СТ). Также, как упоминалось ранее, в устройстве предусмотрен модуль обхода схемы фильтрации. Блок ПБ устройства имеет встроенный источник питания. Источник питания имеет два канала. При отказе одного из каналов другой канал обеспечивает работу устройства без сбоев и нарушений в функционировании.
Устройство не оказывает влияния на прохождение сигналов радиотелефонной связи и передачи данных в приемо-передающем тракте гектометрового радиочастотного диапазона локомотивных радиостанций. Устройство не нарушает цепи постоянного напряжения, поступающего по центральной жиле коаксиального кабеля для включения передатчика локомотивной радиостанции со стороны антенно-согласующего устройства.